Eine Wärmepumpe
fürs Einfamilienhaus
Ein modernes Gebäude mit geringem Energieverbrauch – unter dieser Prämisse stand bei Carola und Burkhard Heck der Bau ihres Einfamilienhauses. Seit Herbst 2007 wohnt und arbeitet das Ehepaar nun im rheinhessischen Lonsheim bei Alzey. Als häusliche Heizquelle wurde eine Sole-Wasser-Wärmepumpe eingebaut.
Welche Heizung ist die beste für unser Haus? Und welches System lässt sich sowohl im Hinblick auf Anschaffungskosten als auch Verbrauch gut finanzieren?
Diese Fragen stellte sich das Ehepaar Heck, als es an die Planung eines Eigenheims ging. „Ursprünglich haben wir an eine Gasheizung gedacht“, berichtet Burkhard Heck. „Doch hier im Dorf gibt es gar keine Anschlüsse. Dann kamen wir auf die Wärmepumpe.“ Da der Bauherr beruflich mit dem Thema zu tun hat – er ist Energieanlagenelektroniker und für Kältemaschinen zuständig –, lag dieser Schritt nahe.
Ansprechpartner für alle Fragen rund um die Heiztechnik war Fachmann Georgios Kosmas. Mit dem Heizungsbauer sprachen die Bauherren sämtliche Details durch. Der Fachmann erläutert: „Eine Sole-Wasser-Wärmepumpe arbeitet in der Regel monovalent, sie muss nicht mit einem weiteren Wärmeerzeuger gekoppelt werden, um Spitzenlasten abzufangen.“ So wurde zwar überlegt, ob eine Ergänzung mit einer Solaranlage sinnvoll sei. Aufgrund der benötigten zusätzlichen Investition und der langen Amortisationszeit entschied sich das Ehepaar Heck jedoch dagegen. Als weitere Option zur Beheizung wurde stattdessen der Platz für einen Kaminofen im Wohnraum „reserviert“. Vorausschauend hat der Heizungsbauer an dieser Stelle die Fußbodenheizung ausgespart. Auch elektrische Anschlüsse wurden dort nicht verlegt, so dass jederzeit ein Ofen mit Außenschornstein aufgestellt werden kann.
Um eine korrekte Auslegung der Fußbodenheizung bzw. der Wärmepumpe zu erhalten, waren folgende Details erforderlich: der Wärmeschutznachweis, die genauen Hauspläne, die Personenzahl (für die Warmwasserbereitung) und die Angaben zu den Sperrzeiten des Energieversorgungsunternehmens. Aus diesen Daten ermittelt man den Wärmebedarf und die Verlegeabstände der Fußbodenheizung sowie die entsprechende Dimensionierung der Wärmepumpe. Dabei ist auch die geschätzte Laufzeit zu beachten. Der Hersteller Brötje (www.broetje.de) bietet seinen Partnern im Handwerk entsprechende Unterstützung bei der Planung und Berechnung an. Auch Georgios Kosmas nahm den Service in Anspruch. „Es war mein erstes Projekt mit diesem Gerät, daher hielt ich es im Interesse aller Beteiligten für sinnvoll, die Beratung in Anspruch zu nehmen. Die Zusammenarbeit funktionierte von der Planung bis zur Inbetriebnahme reibungslos“, fasst der Fachhandwerker seine Erfahrungen zusammen.
Die Bauphase
Der Bauantrag wurde noch 2006 gestellt, um die Eigenheimzulage zu erhalten. Zu diesem Zeitpunkt stand schon fest, dass der Neubau mit seinen 180 m2 beheizte Wohnfläche (Büro und Wohnung) den KfW-Standard 40 einhalten sollte. Der Jahres-Primärenergiebedarf darf demnach nicht mehr als 40 kWh/m2 Gebäudenutzfläche betragen. Dazu plante man u. a. die Isolierung des Kellerbodens und Außenwände aus 36 cm Poroton-Hohlziegel. Die Wärmeverteilung im späteren Büro der Hausherrin und im Wohnbereich sollte mit einer Fußbodenheizung erfolgen, die im Hinblick auf den Energieverbrauch mit einer Spreizung von 35/28 °C die günstigste Variante ist.
Im Sommer 2007, als der Rohbau mit den Fenstern stand, erfolgten die ersten Schritte zur Heizung. Burkhard Heck hatte sich in Sachen Tiefenbohrung für das Unternehmen Handke Brunnenbau aus Dirmstein entschieden, eine Fachfirma mit Zertifizierung nach DVGW W 120 und mehrjähriger Erfahrung. Die Aufgabe bestand darin, vor dem Haus – direkt an der Straße – zwei Sonden zu setzen und die Anschlüsse bis ins Gebäude zu führen. Die Wärmequellenanlage stellte also ein eigenes Gewerk dar, musste aber auf die später zu installierende Wärmepumpe abgestimmt sein. Unter anderem benötigte das Bohrunternehmen auch die Eckdaten des Geräts für die Auslegung der Bohrungen. Aufgrund des erforderlichen Wärmebedarfs und der Bodenbeschaffenheit entschied sich die Firma Hanke Brunnenbau für zwei Tiefenbohrungen von jeweils 99 m. Man benötigte vier Tage für die Erschließung dieser Wärmequellenanlage, bei einfacheren Bodenverhältnissen ist eine solche Bohrung aber auch in zwei Tagen möglich. Die beiden Sonden wurden dann zusammengefasst und durch einen Graben bis zur Übergabestelle ins Haus geführt. Dabei hat man eine kombinierte Verlängerung nach Tichelmann ausgeführt. Alle angeschlossenen Sonden haben gleiche Leitungslängen und erhalten deshalb einen gleich großen Anteil an der umgewälzten Sole. Erst nach der Fertigstellung des Hausanschlusses erfolgte das Füllen mit dem Wärmeträgermittel.
Die Installation
Im Vorfeld waren schon die Details wie Übergang ins Haus sowie Lage und Größe des Aufstellraums festgelegt worden. Da sich die Bauherren der Heizungsanlage einen großzügigen Raum gönnten, war die Montage der Anschlüsse schnell und problemlos möglich. Im Keller der Hecks steht nun eine „SensoTherm BSW“ von Brötje mit 13 kW Heizleistung. Durch die doppelte Schwingungsentkoppelung arbeitet die Wärmepumpe sehr leise. In dem Kompaktgerät ist serienmäßig eine Komplettausstattung enthalten, die Sanftanlasser, Ausdehnungsgefäße für Sole und Heizung, Sole- und Heizkreispumpe sowie eine elektrische Zusatzheizung umfasst. Letztere lässt sich bei Bedarf auf 2, 4 oder 6 kW einstellen. Die Wärmequellentemperatur muss sich im Bereich -6 bis +20 °C bewegen. Eine witterungsgeführte Regelung gehört ebenfalls zum Lieferumfang. Als Kältemittel wird R410A eingesetzt.
Die Funktion Passives Kühlen
Die Wärmepumpe ist technisch auf die Funktion „Passives Kühlen“ vorbereitet und wird bei Bedarf mit dem entsprechenden Zubehörsatz ergänzt. Sie wird regelungstechnisch durch die Ansteuerung von Umschalt- und Mischventilen sowie durch die Auswertung von Feuchtefühlern unterstützt. Beim passiven Kühlen wird die Wärme aus dem Heizkreis über die Wärmequellenanlage in die Umwelt abgeführt, der Kältekreis wird dabei nicht aktiviert. Um dieses zu ermöglichen, wird zwischen Wärmequellenanlage und Wärmepumpe ein weiterer Wärmetauscher eingesetzt. Das Wasser des Heizkreises wird in diesem Wärmetauscher durch das Wasser der Wärmequellenanlage abgekühlt.
Ziel des passiven Kühlens ist die Absenkung der Raumtemperatur um 2 bis 3 °C im Vergleich zur Außenlufttemperatur. Eine weitere Absenkung ist aufgrund der Verwendung der Flächenheizungen nicht möglich. Bei noch geringeren Temperaturen in der Flächenheizung könnte es in Wand oder Boden zu einer Unterschreitung der Taupunkttemperatur und damit zur Bildung von Feuchtigkeit im Mauerwerk kommen. Dieses gilt es zu vermeiden, daher werden Feuchtefühler eingesetzt.
Die Komponenten
Zur kontinuierlichen Versorgung mit warmem Wasser fürs Baden oder Duschen wird der Brauchwasserspeicher „EAS W 290“ mit 290 l Inhalt genutzt. Er verfügt über eine besonders große Wärmetauscherfläche, so dass eine optimale Leistungsabnahme sichergestellt ist. Zusätzlich hat der Heizungsbauer noch einen Pufferspeicher mit 500 l integriert. Dieses Bauteil garantiert, dass mögliche EVU-Sperrzeiten (bis zu 3 x 2 h am Tag) problemlos überwunden werden. Dazu musste im Zählerkasten ein entsprechendes Bauteil installiert werden, dann kann der Stromlieferant die Versorgung zu jeder Zeit unterbrechen. „Durch den Pufferspeicher bemerkt der Bauherr davon nichts. Es ist immer warm, wenn es warm sein soll“, stellt Georgios Kosmas fest.
Erste Erfahrungen
Nach Ablauf einer kompletten Heizperiode zeigt sich das Ehepaar Heck sehr zufrieden: „Ursprünglich wurde bei der Planung ein Jahresverbrauch von knapp 900 € angenommen. Wir hatten aber für ein Jahr nur 480 € zu zahlen. Hier hat sich die intensive Zusammenarbeit mit dem Heizungsbauer wirklich bezahlt gemacht.“ Die gesamte Anlage arbeitet dank der exakten Planung und Ausführung genau so, wie es sich die Bauherren gewünscht haben – komfortabel und höchst effizient.
