In Triftern im bayerischen Landkreis Rottal-Inn kann es im Winter richtig kalt werden. Die Norm-Außentemperatur bei 430 m über null beträgt minus 12,6 °C. Solche Temperaturen und tiefer werden gemäß Klimakarte des Bundesverbands Wärmepumpe (BWP) jedoch nur an wenigen Tagen pro Jahr erreicht. Daher stellte der Hauseigentümer dem Heizungsbauer Systembau GmbH (Bad Birnbach in Bayern) die aktuell oft gestellte Frage, ob sein Haus ohne weitere Investitionen in Umbaumaßnahmen mithilfe einer Wärmepumpe beheizt werden kann.
Die Ausgangslage
Als Reaktion auf die Energiekrise 2008 wurde das Haus bereits mit einem 10 cm starken Vollwärmeschutz und dreifach verglasten Fenstern ausgestattet. Die Bestandsheizung stammt aus dem Jahr 2001 und versorgt die Räume über Heizkörper mit Wärme. Der 18-kW-Niedertemperatur-Ölkessel wird von einer aus drei Modulen bestehenden Solaranlage unterstützt. Das erwärmte Trinkwasser wurde in einem 300-l-Warmwasserspeicher gespeichert. Die maximale Vor- und Rücklauftemperatur des Ölkessels betrug 65/55 °C.
Neben der Bestandsheizung befindet sich ebenfalls seit 2001 eine Photovoltaikanlage mit einer Leistung von 17 kWp auf dem Bungalow in Hanglage. Ihr Ertrag wird zum größten Teil ins öffentliche Stromnetz eingespeist, ein Stromspeicher ist nicht vorhanden.
Bild: Wolf GmbH
Experiment bei winterlichen Temperaturen
Da für einen wirtschaftlichen Betrieb die Antwort auf die Frage „Wärmepumpe ja oder nein?“ insbesondere von der maximal erforderlichen Vorlauftemperatur abhängt, wurde im ersten Schritt im Winter stufenweise die Vorlauftemperatur der Bestandsheizung gesenkt. Ziel dieses Testbetriebs war herauszufinden, ob das Haus auch mit deutlich niedrigeren Vorlauftemperaturen angenehm beheizt werden kann.
Das Ergebnis dieser stufenweisen Absenkung war, dass bei einer Vorlauftemperatur von 45 °C im Wohnbereich und in den Bädern die Wunschtemperaturen nicht mehr erreicht wurden. Hier waren die Wärmeübertragungsflächen der bestehenden Heizkörper zu klein. Da dieses Defizit durch die Installation zusätzlicher Heizkörperflächen ohne größeren Aufwand behoben werden kann, konnte die Frage „Wärmepumpe ja oder nein?“ vom Systembauer mit einem überzeugten „Ja“ beantwortet werden.
Raumweise Heizlastberechnung
Um im zweiten Schritt die passende Wärmepumpengröße ermitteln zu können – zur Auswahl standen die Leistungsgrößen 7 oder 10 kW – haben die Mitarbeiter der Systembau GmbH die Heizlasten jedes einzelnen Raumes genau erfasst. Außerdem wurde der erforderliche Volumenstrom für die vorhandenen Heizkörper bei einer Vorlauftemperatur von maximal 45 °C bestimmt. Aus der Summe der einzelnen Heizlasten errechnet sich die Größe des zentralen Wärmeerzeugers, und die Einzelraum-Heizlasten bestimmen für jeden Raum die individuelle Größe eines Heizkörpers. Alle Faktoren beeinflussen die optimale Heizkurve für das Gebäude.
Für das Haus ergab sich eine Gesamt-Heizlast von 8,2 kW. Diese fällt im Landkreis Rottal-Inn im Durchschnitt aber nur an wenigen Tagen des Jahres tatsächlich zu 100 % an, wenn das Thermometer auf minus 12,6 °C und darunter abfällt. Dann unterstützt der elektrische Heizstab die Wärmepumpe. Für das Eigenheim in Triftern reicht eine Wolf CHA-7 aus, also eine Heizleistung von 7 kW, um das Haus effizient und behaglich mit Wärme und Warmwasser zu
versorgen. Hierdurch werden lange Laufzeiten im effizienten Teillastbetrieb erreicht. Um nun das Haus mit der niedrigen Vorlauftemperatur beheizen zu können, wurden entsprechend der raumweisen Heizlastberechnung im Wohnbereich und in den Bädern zusätzliche Heizkörper eingebaut, um die Wärmeübertragerflächen zu vergrößern.
Bild: Wolf GmbH
Der Aufbau der Heizung
Aktuell sind im Heizraum als große Komponenten die Inneneinheit der Wärmepumpe sowie ein 200-l-Pufferspeicher und der 300-l-Warmwasserspeicher der Solarthermieanlage verbaut. Der Pufferspeicher hat die Funktion einer hydraulischen Weiche, die Speicherung von Wärmeenergie stand bei der Planung nicht im Fokus.
Die bestehenden Solarkomponenten wurden in die Heizanlage integriert. Die Solaranlage sorgt von Mai bis September zu 100 % für die Bereitstellung von warmem Wasser. Die Wärmepumpe unterstützt hierbei, sodass bis maximal 50 °C Wassertemperatur im Warmwasserspeicher erreicht werden können. Die Solarthermieanlage sorgt mit Unterstützung durch die Wärmepumpe immer zuerst dafür, dass der 300-l-Warmwasserspeicher auf bis zu 60 °C aufgeheizt ist. Fällt dessen Temperatur ab, heizt die Wärmepumpe den Speicher auf 50 °C auf.
Die Eigenstromnutzung
Die neue Heiztechnik ist bereits für den Verbrauch von Eigenstrom vorbereitet. Wenn die aktuelle Förderung für die Photovoltaikanlage ausläuft, soll die Anlage auf 100-prozentige Eigennutzung umgestellt werden. Dann werden nur noch Stromüberschüsse ins öffentliche Netz eingespeist. Bei ausreichenden Solarerträgen wird es möglich, den Pufferspeicher auf 65 °C zu überhitzen – im Normalbetrieb werden maximal 45 °C erreicht. Dann steht zu Zeiten, wenn die Photovoltaikanlage keinen Strom für die Wärmepumpe bereitstellen kann, wenn es beispielsweise bereits zu dunkel ist, „vorproduzierte“ Wärme zur Verfügung.
Witterungsgeführter Betrieb
Die Wärmeversorgung der Heizkörper erfolgt witterungsgeführt und bedarfsgenau. Das Bedienmodul Wolf BM-2 mit Außentemperaturfühler regelt die Vorlauftemperatur des Heizkreises modulierend auf der Basis der Temperaturen der Außenluft sowie des Rücklaufs.
Die Kür der abgeschlossenen Installation – der hydraulische Abgleich – sorgt heute dafür, dass die Räume nochmals mit weniger Energieeinsatz genauso warm werden wie mit der viel zu groß dimensionierten Ölheizung.
Schall ist kaum wahrnehmbar
Die Wolf-CHA-7-Monoblock-Außeneinheit wurde im Eingangsbereich des Hauses direkt neben einer Hecke zum Nachbarn platziert. Sie steht auf einem Betonsockel, der mit Granit- und Edelstahlplatten verkleidet ist.
Die Stromversorgung, Vor- und Rücklauf sowie die Kondensat-Entwässerung sind an der Unterseite an die Wärmepumpe, konkret an die Inneneinheit und den Regenabwasserkanal angeschlossen.
Einwände der Nachbarn wegen zu lauter Laufgeräusche sind nicht zu befürchten. Die Wolf CHA-Monoblock unterbietet im Nachtbetrieb den Immissionsrichtwert der TA Lärm um 6,5 dB(A). Daher spielt die kaum wahrnehmbare Schallentwicklung auf dem eigenen Grundstück und erst recht bei den Nachbarn keine
Rolle.
Bild: Wolf GmbH
