Zielvorgabe: innovatives HeizsystemEigentümer eines Einfamilienhauses in NRW setzen auf effiziente Technik
Im Nordrhein-Westfälischen Soest entschied sich die Familie Mock nach einiger Überlegung, eine Investition in die Zukunft zu tätigen. Sie bauten sich ein Einfamilienhaus, das sich hinsichtlich der gesamtenergetischen Bilanz von anderen unterscheiden sollte. Die Wärmedämmung sollte besonders effektiv sein, vonseiten der Wärmeerzeugung sollte es eine Wärmepumpe mit direkter Einspeisung einer thermischen Solaranlage sein, die in dieser Kombination hohe Jahresarbeitszahlen verspricht. Fündig wurde der beratende und ausführende SHK-Betrieb "Barella" beim Wärmepumpenspezialisten Alpha-InnoTec.
Das neue Wohnhaus der Familie Mock.
Üblicherweise übergibt eine thermische Solaranlage die erzeugte Sonnenwärme an einen Pufferspeicher. Reicht das Strahlungsangebot der Sonne nicht aus, um die gewünschte Energiemenge für die Heizung und die Warmwasserbereitung bereitzu stellen, dann bringt die Wärmepumpe den Speicher auf Nutztemperatur.
Transport und Aufstellung der Luft-/Wasserwärmepumpe vom Typ "LW 90 Solar".
Bei Familie Mock aber kam ein neues System zum Einsatz: Eine thermische Solaranlage mit solarunterstützter Luft-/Wasser-Wärmepumpe. Gerade in der Übergangszeit oder bei bedecktem Himmel erreicht die thermische Solaranlage eher niedrigere Temperaturen, z.B. eine Speichertemperatur von 40°C. Sinkt das Strahlungsangebot weiter, sinkt auch das Temperaturniveau am Kollektor auf z.B. 20°C, womit eine weitere solare Beladung des Speichers nicht direkt möglich ist. Die Wärmepumpe kann aber mit diesen Temperaturen sehr viel anfangen. Alpha-InnoTec kombiniert die Wärmepumpe direkt mit der Solaranlage: Das nur leicht temperierte Wasser, das die Solarkollektoren erzeugen, fährt direkt - ohne Umweg über den Speicher - auf die Wärmepumpe. Damit erhöht die Solaranlage das Wärmequellentemperaturniveau der Wärmepumpe.
Installationsaufnahmen. Im rechten Bild ist der Speicher zu sehen, im linken Bild die Wärmepumpe.
Die Arbeitszahl bzw. der COP-Wert steigt dadurch, infolgedessen auch die Jahresarbeitszahl. Der COP-Wert liegt mit Solarunterstützung bei knapp 4 bis 4,3, je nach Betriebszustand und Normpunkt, und ist nahezu mit denen von Sole-/Wasserwärmepumpen vergleichbar. "Bei den ohnehin auch in reinem Wärmepumpenbetrieb hohen Leistungswerten und gleichzeitig sehr niedrigen Schall-Emissionen steigt neben dem COP auch die Heizleistung, was besonders in der Sanierung sehr interessant ist", erläutert der Hersteller Alpha-InnoTec. Karl-Heinz Tomaszewski vom Handwerksbetrieb Barella hält mit seiner Meinung nicht hinterm Berg und sagt: "Das ist phänomenal und hätte ich so nicht erwartet."
Selbst bei Frost mit Temperaturen deutlich unter 0°C, kann bei einem klaren Wintertag die Kollektortemperatur weit über 20°C betragen. Ideale Bedingungen für eine Wärmepumpe wie z.B. das Modell "LW 90 Solar" von Alpha-InnoTec, das bei Familie Mock zum Einsatz kam.
Die Kollektoranlage. Die Kollektoren wurden mit einer Aufständerung quer zum Dach montiert, weil das Haus nicht solaroptimal nach Süden ausgerichtet ist.
Barella arbeitet schon seit vielen Jahren mit dem Wärmepumpenhersteller aus Kasendorf zusammen. Gerade auch vor dem Hintergrund, dass der SHK-Betrieb sehr stark im Solargeschäft tätig ist. Der Barella-Gesellschafter Tomaszewski und seine Mannschaft, allen voran Geschäftsführer Harald Samel, haben sich gefragt, "was können wir eigentlich mit den niedrigen Temperaturen der Solaranlage machen, die normalerweise nicht mehr genutzt werden können?" Eine Speicherung ins Erdreich - wie es bei einer Sole-/Wasserwärmepumpe möglich ist - kam für die Techniker nicht infrage. Denn handelt es sich um einen wasserdurchflossenen Untergrund, würde die eingespeiste Wärme früher oder später mit dem Grundwasser "wandern".
Der SHK-Handwerksbetrieb hat sich bei den Wärmepumpen auf die Modelle von Alpha-InnoTec fokussiert. Karl-Heinz Tomaszewski begründet seine Entscheidung mit wenigen, aber klaren Worten: "Weil wir noch keine bessere Alternative gefunden haben."
Da die Wärmepumpe im Keller aufgestellt ist, erfolgt die Luftführung über Kanäle.
BARELLA GEBÄUDE- UND ENERGIETECHNIK GMBH
Der 1873 gegründete SHK-Betrieb beschäftigt rund 40 Monteure und 11 Auszubildende. Der Gesellschafter des Unternehmens, Karl-Heinz Tomaszewski, hat auf Alpha-InnoTec gesetzt und damit auf ein recht großes Unternehmen: In Deutschland sieht sich der Wärmepumpenhersteller unter den ersten fünf, in Europa unter den ersten zehn. Barella installiert 45-50 Wärmepumpenanlagen im Jahr, davon rund 20 von Alpha-Innotec.
DIE WÄRMEPUMPENANLAGE BEI FAM. MOCK
Installierte Komponenten:
- Luft-/Wasserwärmepumpe Typ LW 90 Solar, Innenaufstellung (Luftansaugung von außen mit einer Heizleistung von 8,8 kW (im Normpunkt A2/W35),
- 5 Solarkollektoren Typ ASK 26 mit 13,1 m² Kollektorfläche,
- Speicher Typ MFS 830S von Alpha-InnoTec.
Der Pufferspeicher ist als Frischwassererzeuger konzipiert. Seine Schüttleistung liegt bei über 1000 l/h. "Damit liegt immer einwandfreies, frisches Wasser vor, ohne dass mit Problemen mit Legionellen oder Verkalkungen zu rechnen ist", heißt es bei Alpha-InnoTec. Der Speicher selbst hat ein Gesamtvolumen von 830 l, davon entfallen etwa 46 l auf das Edelstahlwellrohr mit Trinkwasser.
Die Brutto-Kollektorfläche bei den Mocks wurde auf 13 m2 dimensioniert. Das Besondere dabei ist, dass die Kollektoren mit einer Aufständerung und quer zum Dach montiert wurden. Dies war notwendig geworden, weil das Haus nicht solaroptimal nach Süden ausgerichtet ist.
Familie Mock denkt darüber nach, sich in einigen Jahren einen Kaminofen zuzulegen. Er soll aber nicht autark arbeiten, sondern in die Gesamtanlage eingebunden werden können. Die Anschlüsse sind bereits vorbereitet, denn der Multifunktionsspeicher "MFS 830S" fungiert als Energiezentrale des Systems, durch die sich zusätzliche Energiequellen einbinden lassen. Im Falle einer späteren Anschaffung werden die Installationsarbeiten entsprechend reduziert.
