Vier regenerative Energiequellen angezapft

11.11.2010 | Veröffentlicht in Ausgabe 22-2010 | Druckvorschau

Dieses ehemalige Stallungsgebäude aus dem Jahre 1912 wurde zu einem Wohnobjekt umgebaut.

Der Malermeister Marko Hübner plante die komplette Umgestaltung eines im Jahre 1912 in Steffenshagen nahe Bad Doberan in Mecklenburg-Vorpommern errichteten Stallungsgebäudes in ein Einfamilienhaus. Die Wohnfläche beträgt 340 m². Bei der Heizanlage wurden fast alle Register gezogen, die der Markt in Sachen Regenerative zu bieten hat.

Die energetische Gebäudesanierung umfasste neben der Entkernung und umfänglichen Maßnahmen zur Wärmedämmung unter anderem auch die Erst-Installation einer Heizungsanlage. „Von Anfang an kam für mich eine Heizung mit fossilen Energieträgern nicht infrage, denn die Unabhängigkeit von Preisentwicklungen bei Öl und Gas war für mich ein entscheidendes Kriterium“, berichtet Marko Hübner. Der Bauherr ließ sich von verschiedenen Seiten beraten und entschied sich nach intensiver Prüfung für ein Luft-Sole/Wasser-Wärmepumpen-Hybridsystem der MHG Heiztechnik, das mit einer thermischen Solaranlage sowie einem Kaminofen kombiniert wurde.

„Die Möglichkeit, meinen gesamten Bedarf an Wohnwärme und Warmwasser durch einen intelligenten Mix aus den vier Energiequellen Luft, Erdwärme, Sonne und Holz besonders kostensparend, praktisch CO₂-neutral und vollkommen zukunftssicher abzudecken, hat mich überzeugt“, so Hübner. „Zumal ich den Wärmepumpenstrom ja auch aus regenerativer Quelle beziehen kann und so überhaupt keine CO₂-Emissionen mehr entstehen.“

Den Auftrag für die Planung und Installation dieser Heizungsanlage erhielt die Rostocker Firma KuK Energietechnik GmbH, die das neuartige Wärmepumpen-Hybridsystem von MHG maßgeblich mit entwickelt hat.

Planung und Ausführung der komplexen Heizanlage

Der Wärmebedarf wurde für die Anfangsphase, in der das Objekt noch trockengeheizt werden muss, mit etwa 60000 kWh pro Jahr ermittelt. Der langfristige Wärmebedarf liegt bei rund 40000 kWh im Jahr. Das Haus sollte komplett mit einer Fußbodenheizung ausgestattet sein.

Darauf basierend konzipierte die Firma Kuk Energietechnik eine Wärmepumpen-Hybridanlage mit einer Nenn-Heizleistung von 20,5 kW, zwei Pufferspeichern mit einem Volumen von je 800 l sowie einer Heat Pipe Röhrenkollektor-Solarthermie-Anlage mit einer Fläche von 8,16 m². Zusätzlich wurde ein Kaminofen installiert, der die Wärme direkt in den Solar-Pufferspeicher einspeist.

„Bei der verbauten Wärmepumpentechnik sind wir neue Wege gegangen. Denn während herkömmliche Wärmepumpen entweder die in der Außenluft oder in der Erde gebundene Wärme nutzen, werden beim Thermselect Wärmepumpen-Hybridsystem Luft- und Erdwärme erstmals parallel genutzt. Damit erzielen wir eine maximale Energieeffizienz mit Jahresarbeitszahlen über 4,5, die von keinem anderen Wärmepumpensystem erreicht wird“, erläutert Kuk-Geschäftsführer Steffen Karow.

Im Sommer erfolgt vollständige Regeneration der Erdsonden

Die parallele Nutzung bei der Betriebsweise Thermselect Sun Pro erfolgt vor allem während der Winterzeit. In Abhängigkeit von der jeweils optimalen Wirtschaftlichkeit übernimmt das Luft/Wasser-Wärmepumpenmodul während der übrigen Zeit einen höheren oder den gesamten Anteil an der Heizarbeit. „Das bedeutet, dass das Erdreich im Vergleich zu herkömmlichen Sole-Anlagen weniger belastet wird und sich vollständig regenerieren kann“, so Karow. Das führt zugleich zu niedrigeren Kosten für die geothermische Quellenanlage, denn diese kann kleiner dimensioniert werden.

Beim Objekt in Steffenshagen wurden die Erdkollektoren in einer Tiefe zwischen 1,50 und 2,0 Metern horizontal statt vertikal verlegt, um den bereits fertig angelegten Garten zu schonen und zusätzlich Kosten zu sparen. Dazu wurden an beiden Enden des Gartens Gräben ausgehoben. Eine horizontale Bohrmaschine mit Lenkkopf sorgte mit ihrem steuerbaren Gestänge für die exakten Bohrungen. Verlegt wurden jeweils Vierer-32er-Rohrbündel mit einer Gesamtlänge von insgesamt 1300 m. Steffen Karow: „Deutlich weniger Aufwand bei gleicher Leistung durch den parallelen Betrieb, das ist einer der weiteren zentralen Vorteile des Hybridsystems.“

Aufgrund der Anlagenkomplexität und der hohen Datenmengen übernehmen zwei über ein BUS-System kommunizierende intelligente Regler die Steuerung der gesamten Anlage. So wird der Solar-Pufferspeicher mit Frischwassermodul von der thermischen Solaranlage und dem Kaminofen geladen. Überschüssige Energie wird an den zweiten Pufferspeicher und damit die Heizung abgegeben und parallel die Anforderung der Wärmepumpe zurückgenommen.

Der Bauherr zieht eine positive Bilanz

Die Verlegung der Erdwärmekollektoren nahm insgesamt fünf Arbeitstage in Anspruch, weitere fünf Arbeitstage entfielen auf die Installation der gesamten Heizungsanlage durch das Fachpersonal der KuK Energietechnik. Die Gesamtkosten für die Anlage beliefen sich auf 36000 Euro inklusive Mehrwertsteuer und liegen trotz der weit höheren Energieeffizienz nur unwesentlich höher als bei einer reinen Geothermie-Anlage.

„Wir haben die Kosten genau durchgerechnet. Im Vergleich zu einer Gas-Brennwertanlage sparen wir rund 75 %. Im ersten und vielleicht auch noch im zweiten Betriebsjahr sind Betriebskosten von maximal 1500 Euro pro Jahr zu erwarten. Wenn unser Haus komplett trockengeheizt ist, wird sich dieser Betrag auf etwa 1000 Euro im Jahr reduzieren“, so die gemeinsam mit den KuK-Spezialisten erstellte Prognose des Bauherrn Marko Hübner. Auch die Wartungskosten sind um etwa ein Drittel günstiger als bei einer mit Gas oder Öl betriebenen Anlage. Und der Schornsteinfeger wird nur für den Kaminofen benötigt.

Das Fazit von Marko Hübner: „Schon nach dem ersten Winter steht für mich fest: Bei meiner neuen Heizungsanlage habe ich unter Kosten-/Nutzen-Gesichtspunkten alles richtig gemacht. Zumal ich nicht nur meinen Geldbeutel, sondern auch die Umwelt schone. Am liebsten würde ich mir jetzt noch ein Windrad installieren lassen, um dann komplett autark zu sein.“