Lüften, Kühlen & Wärme per Wärmepumpe
Kosten- und Komfortargumente überzeugten
Quelle: Systemair GmbH
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Quelle: Klein
Quelle: Systemair GmbH
In Wörth am Rhein ist in den vergangenen drei Jahren eine der größten Neubausiedlungen Baden-Württembergs entstanden. Wie zukunftsweisend ressourcenschonendes Bauen heute aussehen kann, zeigt dabei der Neubau von Familie Schrenk. Ihr Niedrigst-Energiehaus wird komplett über eine Luft/Luft-Wärmepumpe vom Typ „Genius“ versorgt – mit Wärme, Warmwasser, Lüftung und sogar Kühlung. Und das Ganze dank einer PV-Anlage mit Strom vom eigenen Hausdach gleichzeitig weitgehend energieautark.
Das Neubaugebiet Abtswald am Stadtrand von Wörth am Rhein ist eines der größten in ganz Baden-Württemberg. Mehrere hundert Grundstücke, die meisten davon etwa 450 bis 750 m² groß, sind dort in den vergangenen drei Jahren schon bebaut worden. Bei weiterhin ungebrochenem Interesse: Die Stadt liegt zum einen im Speckgürtel von Karlsruhe auf der „richtigen“ – der „französischen“ – Rheinseite. Zum anderen hat Wörth mit dem größten Mercedes-LKW-Werk der Welt einen Arbeitgeber vor der Tür, der Fachkräfte anzieht. Dafür braucht es neues Bauland, und das ist auch hier in der Region eher knapp.
Die verdichtete Bebauung mit Einfamilienhäusern, freistehend oder in Reihe, gibt aber einen hervorragenden Sachstandsbericht, welche Wünsche und Ansprüche junge Bauherren heutzutage stellen: Klare Linien dominieren die Architektur, die Gebäudehülle ist energetisch vorteilhaft durchweg kompakt und bodentiefe Fensterflächen sorgen bei offenen Grundrissen für viel Helligkeit im Haus. Zugleich gibt das direkte Nebeneinander dutzender Neubauten auf „Effizienzhaus“-Standard einen Überblick über den aktuellen Stand der Heiztechnik: Gasbrennwert hält augenscheinlich nach wie vor den Löwenanteil, aber direkt gefolgt von Luft/Wasser-Wärmepumpen, wie die unübersehbaren Außeneinheiten belegen. Das ist Stand der Technik, zeigt aber zugleich die Grenzen auf, wenn Baugrundstücke knapp bemessen sind: Der Gang rund ums Haus wird durch die Außeneinheiten eingeschränkt, die Geräuschbelastung kann beträchtlich sein.
Haustechnik ganzheitlich betrachten
Für Architekt Dipl.-Ing. Wolfgang Klein aus Pleisweiler-Oberhofen aber waren das noch nicht einmal die entscheidenden Gründe, beim Neubau von Familie Schrenk stattdessen eine kompakte Luft/Luft-Wärmepumpe des Herstellers Systemair (www.systemair.de) vom Typ „Genius“ (siehe Kasten) installieren zu lassen: „Gerade in gut gedämmten Objekten muss man Haustechnik immer ganzheitlich sehen. Die Heizlast ist bei diesem Neubau mit nur 13 W/m²a extrem gering und auf Passivhaus-Niveau. Wesentlich wichtiger sind dafür im Verhältnis gesehen der Lüftungs- sowie der Warmwasserbedarf. Im Standardfalle werden bei solch einer Konstellation ein konventionelles Heizgerät mit geringer, trotzdem noch zu hoher Leistung sowie eine separate Lüftungsanlage eingebaut. Das verursacht doppelten Installationsaufwand sowie deutlich höhere Kosten beispielsweise für die notwendige Wärmeverteilung.“
Beim Konzept der Passivhaus-zertifizierten Wärmepumpe „Genius“ hingegen sind die ressourcenschonende Effizienz einer Luftwärmepumpe mit der Funktionalität einer kontrollierten Wohnraumlüftung, über die auch geheizt wird, direkt in einem bodenstehenden Gerät vereint. Die zentrale Regelung vereinfacht die Bedienung; das für Heizung, Lüftung und sogar Kühlung gleichermaßen zu nutzende Kanalnetz im Boden bzw. in der Decke reduziert den Installationsaufwand. Das bestätigt auch SHK-Obermonteur Ronald Pech vom ausführenden Fachhandwerksunternehmen „Friedel und Ullmer“ (www.friedelundullmeder.de) aus Landau: „Die Heiz- und Kühlleistung dieser Anlage reichen für solche Gebäude mehr als aus.
Alles andere wäre überdimensioniert und würde dadurch höhere Betriebskosten verursachen, die nicht sein müssen. Hinzu kommen die Einsparungen bei der Montage selbst, denn die Kombi-Anlage war binnen zwei Tagen aufgestellt und inklusive der einregulierten Ventile betriebsbereit.“
Ressourcenschonender Komfort
Die Bauherren Melanie und Philipp Schrenk mit Söhnchen Kilian von dem Energiekonzept zu überzeugen, war dabei für Architekt Klein vergleichsweise einfach. Denn als junge Eltern gehörten für sie sowohl eine ökologische Bauweise als auch eine ressourcenschonende Wärmetechnik von Anfang an mit ins Lastenheft: „Das Holzständerwerk bildet jetzt im wahrsten Sinne des Wortes den Rahmen für das von uns bevorzugte, natürliche Wohnen. Die innovative Lösung für die Haustechnik, bei der wir rund 75 % Umweltwärme zum Heizen, Kühlen und für die Warmwasserbereitung nutzen können, ist dann gewissermaßen das ‚Tüpfelchen auf dem i‘“, so Philipp Schrenk.
Wesentlich problematischer war es hingegen, den vielen Freunden und Kollegen die Vorteile der „Genius“-Haustechnikzentrale zu vermitteln, die beim Bau des Hauses mithalfen, erinnert sich Melanie Schrenk: „Unter ihnen waren etliche, die als versierte Hausbesitzer oder Handwerker im Ruhestand dieser kombinierten Lösung mit Luftheizung ausgesprochen kritisch gegenüberstanden. „Jetzt, nachdem wir knapp ein Jahr in unserem Haus wohnen, sind aber selbst die überzeugt.“
Vor allem die Kühlfunktion der Wärmepumpe habe dazu einen entscheidenden Beitrag geleistet: „Denn während unsere Nachbarn oder Freunde in ihren mit herkömmlichen Heizungsanlagen ausgestatteten Häusern schwitzten, hatten wir unabhängig von der Außentemperatur den ganzen Sommer über ein perfektes Innenraumklima.“
Dass in diesem Zusammenhang von „Klima“ und nicht allein von „Temperierung“ gesprochen werden kann, hängt mit einer konstruktiven Besonderheit der „Genius“-Anlage zusammen: Sie sorgt über den reversiblen Betrieb nicht nur für eine Reduzierung der Raumtemperatur um bis zu 5 K, sondern durch den integrierten Rotationswärmeübertrager auch für eine dabei immer angemessen feuchte Luft. Darüber hinaus garantiert dieser Wärmetauscher außerdem noch bis zu 85 % Wärmerückgewinnung für hohe Effizienz im Heizbetrieb.
Beispiel für umweltbewusstes Leben
Die rein elektrisch gefahrene Haustechnikzentrale zahlt sich für Familie Schrenk aber nicht nur in Sachen „komfortables und ressourcenschonendes Wohnen“ aus, sondern hat natürlich auch eine wirtschaftliche Dimension. Und zwar in Kombination mit der PV-Anlage auf dem Hausdach. Darüber werden etwa 6.700 kW Strom pro Jahr geerntet. Das deckt annähernd drei Viertel des jährlichen Gesamtstrombedarfs in dem Neubau ab. Philipp Schrenk: „Damit ist unser Haus zwar noch nicht energieautark und entsprechend CO2-frei, aber wir sind auf dem besten Weg dahin.“
Architekt Wolfgang Klein: „Entscheidend bei solchen Zielsetzungen und ihrer wirtschaftlichen Erreichbarkeit ist letztlich immer die Kombination aus dem generellen Energiebedarf eines Objektes und der Effizienz der Anlagentechnik, aus der dieser Bedarf idealerweise regenerativ abgedeckt wird. Mit der dichten Gebäudehülle nahe Passivhaus-Standard und Transmissionswärmeverlusten von lediglich 0,182 W/m²K haben wir dafür die notwendigen Rahmenbedingungen geschaffen. Die in erheblichen Teilen durch Solarstrom betriebene ‚Genius‘-Zentrale setzt dann heiztechnisch konsequent darauf auf. In Verbindung mit energiebewusstem Nutzerverhalten, beispielsweise durch optimiert abgestimmte Heizzeiten und Warmwasserverbräuche, ist hier eine fast schon perfekte Kombination erreicht, wie Energie sparendes und damit umweltbewusstes Leben künftig generell aussehen sollte.“
Die Wärmepumpe „Genius“
Das Kombigerät „Genius“ liefert in der Praxis eine Kühlleistung von etwa 3,5 kW und eine Heizleistung bis etwa 5 kW. Das reicht für die sichere Versorgung von Einfamilienhäusern auf Niedrigstenergie-Standard völlig aus, einschließlich gleichzeitiger Anforderung von Trinkwarmwasser.
Das System „Genius“ übertrifft dabei die Leistungsgrenzen typischer Abluftwärmepumpen deutlich. Dafür wurde in dem Gerät außer einem Rotationswärmetauscher, der aus der Abluft Wärme und Luftfeuchtigkeit zurückgewinnt, eine Luft/Luft- bzw. für die Warmwasserbereitung eine Luft/Wasser-Wärmepumpe installiert. Die Wärmeenergie aus der Außenluft und Abluft erreicht dabei eine so hohe Leistung, dass der Parallelbetrieb von Trinkwassererwärmung und Raumbeheizung auch im Winter problemlos abgedeckt wird. Ständiges Nachheizen der Zuluft oder des Warmwasserspeichers mit Strom, wie bei konventionellen Abluftwärmepumpen, ist nicht mehr notwendig.
Eine weitere Energieeinsparung wird durch das Sekundärluftprinzip erreicht. Dabei wird aus den Zulufträumen bereits temperierte Luft entnommen, über die Luft/Luft-Wärmepumpe auf ein höheres Temperaturniveau gehoben und wieder der Zuluft beigemischt. Die Zuluft selbst wird über einen Rotationswärmetauscher (bis zu 85 % Wärmebereitstellungsgrad) mit Wärme und Feuchte aus der Abluft konditioniert. Parallel dazu lädt die Wärmepumpe über einen Plattenwärmetauscher mit Speicherladepumpe den 150 l großen Trinkwasserbehälter im Kombigerät auf. Weitere Infos unter www.systemair.de.
Vier Fragen an: SHK-Obermonteur Ronald Pech
SHK Profi: Wärmeerzeugung, kontrollierte Wohnraumlüftung, Warmwasserbereitung und sogar Kühlung in einem Gerät hört sich ausgesprochen komplex an. Ist es das auch in der Praxis?
Pech: Jein! Die Anlage selbst ist ja werksseitig weitestgehend vorkonfektioniert, fast steckerfertig. Das erleichtert das Aufstellen und die Anbindung an die Lüftungsleitungen erheblich. Genau wie der nur eine Wanddurchlass für Zu- und Abluft. Bei der Erstinbetriebnahme greifen wir aber gerne auf den Service des Herstellers zurück, um die Anlage so effizient wie möglich einstellen zu können. Bis hin zur Feinjustierung der Auslassventile für eine unspürbare Frischluft- und Wärmeversorgung.
SHK Profi: Ist das schwieriger als bei einer konventionellen Wohnraumlüftung?
Pech: Es ist nicht schwieriger. Es ist nur anders, weil ja die Warmluft als Heizung berücksichtigt werden muss. Und dazu gehört für eine gleichmäßige Versorgung nicht nur die entsprechende Verteilung der Warmluftströme beispielsweise auf das Erd- und das Obergeschoß, sondern genauso eine Abstimmung auf die raumweisen Bedarfe oder die Berücksichtigung unterschiedlicher Rohrleitungslängen. Dafür ist Erfahrung nötig. Ansonsten ist der Abgleich aber nicht aufwändiger als bei einer wassergeführten Flächentemperierung.
SHK Profi: Welchen Stellenwert hat denn bei solch einem Multifunktions-System die Regelung?
Pech: Die Regelung hat, naheliegend, einen sehr großen Stellenwert. Natürlich gibt es in der Summe nicht mehr Einstellparameter als bei einer Haustechnik mit separaten Anlagen für Heizung, Lüftung und Klima. Hier sind diese Parameter aber auf einer Oberfläche zusammengefasst – und wirken in ihrer Menge auf den ersten Blick verwirrend. Systemair hat dafür jedoch eine logische Struktur entwickelt, die sogar via Internet auf dem Tablet oder dem Smartphone läuft. Und dann ist die Parametrierung trotz aller Wechselwirkung genauso einfach wie bei jedem modernen Brennwert-Heizkessel oder einer KWL-Anlage.
SHK Profi: Und wie sieht es mit der Wartung, dem Serviceaufwand im Betrieb aus?
Pech: Der ist definitiv geringer als bei einer klassischen Heizungsanlage. Die Wärmepumpe arbeitet, wie jede andere, wartungsfrei. Hier entstehen also im Gegensatz zur turnusmäßigen Wartung eines Brennwertkessels keine Kosten. Gleiches gilt für die Lüftungsanlage. Da müssen nur alle sechs Monate die Filter (Anmerkung: für die Zuluft Klasse F7 zum Schutz vor Pollenbelastungen) überprüft und gegebenenfalls gewechselt werden. Das kann aber jeder Hausbesitzer selber. Insofern ist die Kombianlage „Genius“ nicht nur ökologisch vorbildlich, sondern bezogen auf die Folgekosten auch im Betrieb.
SHK Profi: Vielen Dank für das Gespräch!
