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Sanierung

WÄRMEPUMPEN-KASKADE BEHEIZT EINFAMILIENHAUS

Energetische Sanierung mit Luft/Wasser-Wärmepumpen

Familie Schneider hat ein Haus in der Pfalz erworben. Um die Betriebskosten in ihrem neuen Heim aus den späten 70ern möglichst niedrig zu halten, hat sich die Familie zu einer energetischen Sanierung entschlossen. Statt eines Ölkessels beheizt nun eine Kaskade aus zwei Luft/Wasser-Wärmepumpen das 267 qm große Gebäude. Einen Teil des nötigen Antriebsstroms liefert die neue Photovoltaik-Anlage auf dem Dach. 

Umfassende

Sanierungsarbeiten

Eine kleine Einfahrt führt zum Haus von Familie Schneider im pfälzischen Maxdorf. Das 267 qm große Einfamilienhaus liegt auf dem hinteren Teil eines ehemals knapp 1.500 qm großen Grundstücks am Hang. „Der vormalige Besitzer konnte es in dieser Größe nicht verkaufen, also hat er es geteilt“, erzählt Daniel Schneider. Der Informatiker hat Anfang vergangenen Jahres das Grundstück mit dem Haus aus dem Jahr 1977 erworben, der vordere, unbebaute Teil wird noch separat verkauft. Bevor die Familie einziehen konnte, mussten umfassende Renovierungs- und Sanierungsarbeiten ausgeführt werden. So wurde beispielsweise das Dach gedämmt und neu gedeckt, so dass es tragfähig für eine Photovoltaik-Anlage ist.


Der Austausch war nicht nur wegen des in die Jahre gekommenen Kessels nötig, auch die Lage des Grundstücks spielte eine entscheidende Rolle. Durch die Aufteilung des Areals in zwei Grundstücke hatte sich ein Problem ergeben. „Bislang wurde das Öl für die Heizung von der Straße aus angeliefert“, erläutert Schneider. Der Tankwagen fuhr dazu auf den unbebauten Grundstückteil um möglichst nah ans Haus zu kommen. „Wenn dort allerdings gebaut wird, geht das nicht mehr“, so Schneider. Das Haus hat dann keine direkte Straßenanbindung und ist nur über die Einfahrt zu erreichen. Ein Tankwagen hätte dort zwar Platz, allerdings müsste die Ölleitung quer über das Grundstück ums Haus herum verlegt werden, da sich der Heizkeller im hinteren Teil des Gebäudes befindet. Das war der Familie zu unsicher, sodass die Hausbesitzer sich nach einer Alternative erkundigt haben. 

 

LUFT/WASSER-WÄRMEPUMPE

ALS MONOVALENTER WÄRMEERZEUGER

Eine Möglichkeit wäre Gas gewesen. „Die Kosten für den Anschluss waren in Ordnung, aber die Verlegung der Zuleitung wäre sehr teuer gewesen“, erzählt Schneider. Außerdem hatte sich die Familie im Rahmen ihrer Recherche mit der Möglichkeit beschäftigt, Wärme auf Basis erneuerbarer Energien zu erzeugen. Der Gedanke, künftig umweltschonend und unabhängig von fossilen Brennstoffen und deren schwankenden Preisen zu heizen, gefiel den Hausherren sehr. Deswegen haben Schneiders von Fachhandwerksunternehmen verschiedene Angebote für Luft/Wasser-Wärmepumpen eingeholt. „Eine Erd-Wärmepumpe wollten wir nicht, da die Bohrung aufgrund des felsigen Geländes sehr aufwendig geworden wären.“

 

Ein Angebot sah vor, den im Haus vorhandenen Kamin mit Wassertasche in die Wärmeversorgung mit einzubinden, die Wärmepumpen-Anlage also bivalent zu betreiben. Familie Schneider wollte den Kamin jedoch nur als Komfortoption nutzen und nicht gezwungen sein, ihn als notwendigen Wärmeerzeuger ständig befeuern zu müssen. Olaf Mayer, Geschäftsführer des gleichnamigen Sanitär-, Heizungs- und Klimatechnikfachbetrieb, schlug Schneiders schließlich die optimale Lösung für das Gebäude vor: eine Ecodan Wärmepumpen-Kaskade, die das Haus monovalent beheizen kann.

Die beiden Wärmepumpen-Außenmodule des Ecodan System von Mitsubishi Electric mit je 8 kW Leistung sind mit der weltweit patentierten Zubadan-Technologie ausgestattet. So erreicht die Anlage auch bei tiefen Minustemperaturen von bis zu -15 °C noch 100 Prozent Heizleistung. Die einwandfreie Funktion ist sogar bis -28 °C gewährleistet. Die Außengeräte sind durch Kältemittelleitungen mit den Hydromodulen im Heizungskeller verbunden. In den platzsparenden, wandhängenden Modulen ist unter anderem ein Wärmepumpenmanager integriert, der die automatische Regelung der Außengeräte übernimmt.

Voller Vorteile:

Die Ecodan KASKADENLÖSUNG

Mayer hat ganz bewusst zwei Geräte mit kleinerer Leistung, die in Kaskade geschaltet sind, einer Wärmepumpe mit gleicher Gesamtleistung vorgezogen. „Neben dem Sicherheitsaspekt und dem Energieeinsparpotenzial ergibt sich durch die mehrfache Förderung ein weiterer finanzieller Vorteil“, erläutert der Fachhandwerksmeister. Ecodan Kaskaden verfügen über eine spezielle Regelung, die in Abhängigkeit der Leistungsaufnahme der Außengeräte, der momentanen Heizleistung und der Außentemperatur den maximal erreichbaren Coeffecient of Performance (Peak-COP) errechnet und die Anlage entsprechend steuert. Sprich die Einheiten werden so geregelt, dass sie unterstützend fungieren und gemeinsam die benötigte Leistung erbringen. Das ist deutlich effizienter als ein Modul im Volllastbetrieb arbeiten zu lassen, während sich das andere im Stand-By-Modus befindet.

 

Ein Nebeneffekt dieser Regelung ist, dass beide Geräte gleichmäßig genutzt werden und somit in etwa die gleichen Laufzeiten haben. Ein weiterer Vorteil ist das breitere Modulationsspektrum durch die Kaskadierung. Durch die Redundanzfunktion ergibt sich eine höhere Betriebssicherheit. Sollte sich ein Modul im Off-Modus befinden, gewährleistet das andere Gerät die Wärmeversorgung. Für die staatliche Förderung werden zwei Anlagen berücksichtigt, das bedeutet, dass Hausbesitzer eine höhere Förderung erhalten können. 1.500 Euro Fördergeld zahlt das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (Bafa) für eine elektrisch betriebene, modulierende Luft/Wasser-Wärmepumpe bis 37,5 kW. Wird die Wärmepumpe als monovolanter Wärmeerzeuger eingesetzt, erhöht sich der Förderbetrag im Gebäudebestand um 30 Prozent auf 2.250 Euro.

 

Das Ecodan System erfüllt darüber hinaus Anforderungen für das „Smart Grid Ready“-Zertifikat, da über eine integrierte Schnittstelle eine Einbindung in ein intelligentes Stromnetz möglich ist. Wird zu einer solchen Wärmepumpe ein Pufferspeicher von mindestens 30 l Volumen installiert, erhalten Hausbesitzer vom Bafa noch einmal einen Lastmanagement-Bonus von 500 Euro. Bei Familie Schneider wurde ein 800 l Multifunktionsspeicher installiert. Durch die Optimierung der Kompressorlaufzeiten wirkt sich der Pufferspeicher auch positiv auf die Systemeffizienz aus.

Perfektes Team:

PHOTOVOLTAIK-ANLAGE und WÄRMEPUMPE

Der Aufwand bei der Installation einer Luft/Wasser-Wärmepumpe ist vergleichbar zum Montageaufwand von Gas- oder Öl-Brennwertgeräten. Die Wärmeteilung konnte nahezu unverändert beibehalten werden. Fast im gesamten Gebäude befindet sich eine Fußbodenheizung, einzig im Bad gibt es Heizkörper. Dort wurden die alten Radiatoren gegen moderne Elemente ausgetauscht. In Bestandsgebäuden kann ein solcher Austausch empfehlenswert sein, um die Effizienz der Wärmepumpenanlage zu steigern. Große Heizkörper mit viel Wasservolumen können den Wärmebedarf auch bei niedrigeren Vorlauftemperaturen decken.Und Wärmepumpen arbeiten bei geringeren Vorlauftemperaturen wirtschaftlicher. Die Investition in neue Heizkörper refinanziert sich somit durch die niedrigeren Betriebskosten.

 

Im Rahmen der Sanierungsarbeiten wurde auch eine Photovoltaik-Anlage mit 10 kW Leistung installiert. Dazu mussten die alten Dachpfannen aus Ethernit ausgetauscht werden. „Abgesehen von den Dachbalken wurde alles erneuert. Dabei wurde auch die Dämmung verbessert“, so Schneider. Da das Haus mit massiven Porotonsteinen gebaut wurde, ist eine weitere Dämmung des Gebäudes nicht nötig. „Nur die Fenster werden wir irgendwann noch austauschen“, plant Schneider.

 

Die Photovoltaik-Anlage wurde auf beiden Seiten des Daches installiert, das eine Ost-West-Ausrichtung hat. Der erzeugte Strom wird sowohl für die Haushaltselektronik genutzt als auch zum Antrieb der Wärmepumpe. „Die Anlage ist über ein Modul so eingestellt, dass sie wenn möglich Strom aus der Photovoltaik-Anlage zieht“, erläutert Mayer. Dadurch können Schneiders die Betriebskosten deutlich senken. In naher Zukunft wird die Kombination Photovoltaik- und Wärmepumpen-Anlage eine weitgehend autarke Versorgung mit Strom und Wärme ermöglichen, da sich die Batteriespeichertechnik immer weiter entwickelt. Experten schätzen, dass in wenigen Jahren Batteriespeicher auch in privaten Haushalten vermehrt eingesetzt werden können. Dann kann der Strom der Photovoltaik-Anlage mühelos zwischengespeichert und von der Wärmepumpe bei Bedarf abgerufen werden.

Fazit

Familie Schneider hat sich mit dem Kauf eines Einfamilienhauses den Traum vom eigenen Heim erfüllt. Das Gebäude ist in sehr gutem Zustand, dennoch entschied sich die Familie für eine energetische Sanierung, um die Betriebskosten dauerhaft niedrig zu halten. Deswegen wurde der fast 30 Jahre alte Ölkessel durch eine Luft/WasserWärmepumpen-Kaskade ersetzt. Diese deckt als alleiniger Wärmeerzeuger den kompletten Bedarf. Die Effizienz des gewählten Ecodan Systems führt nicht nur zu niedrigen Betriebskosten, auch im Bezug auf die staatliche Förderung haben Schneiders durch mehrere Zuschüsse finanziell profitiert. Zusätzlich wurde eine Photovoltaik-Anlage installiert. Diese liefert nicht nur Strom für die Haushaltsgeräte, auch die Wärmepumpen-Anlage wird zum Teil mit dem selbst produzierten Strom angetrieben. Das führt zu einer weiteren Senkung der Betriebskosten.