Integration einer Luft-Wasser-Wärmepumpe in einen bestehenden Wärmeerzeuger | Umweltbundesamt

Angaben zum Projekt

Das Gebäude ist ein freistehendes, zweischaliges Einfamilienhaus mit einer Vollklinkerfassade. Die gesamte Heizlast sowie die Warmwasserbereitung wurden bisher durch eine Gastherme aus dem Jahr 2015 abgedeckt.

Die Außenanlage der Wärmepumpe wurde auf dem Garagendach installiert, das Innengerät mit einem 300-Liter-Trinkwasserspeicher steht in der Garage. Der Trinkwasserspeicher der Gastherme wurde als Pufferspeicher für die Wärmepumpe umfunktioniert. Dies wurde ermöglicht, indem der Vorlauf der Wärmepumpe durch den Pufferspeicher geleitet und anschließend in den Rücklauf des Heizkreislaufs der Gastherme eingespeist wurde.

Der Rücklauf der Fußbodenheizung wurde mit einem 100-Mikron-Wasserfilter sowie einem Schlamm- und Magnetabscheider an die WP angeschlossen. Der Wasserfilter schützt den empfindlichen Wärmetauscher der WP vor kleinsten Partikeln, die ihn verstopfen könnten. Zudem wurde die WP mit einem festen Bypass ausgestattet, der sicherstellt, dass die Wärmepumpe effizient und zuverlässig arbeitet. Dadurch konnte auf ein Mischventil zur Temperaturregelung verzichtet werden.

Vor der Inbetriebnahme wurde das System gespült und mit demineralisiertem Wasser befüllt, um Korrosion zu verlangsamen. Die bisherige Nachfüllentkalkungspatrone wurde durch eine Demineralisierungsnachfüllpatrone ersetzt. In der WP wird die Pufferspeichertemperatur konstant auf 45 °C geregelt.

Die Gastherme bleibt weiterhin aktiv, „weiß“ jedoch nicht, dass eine WP integriert wurde. Sie reagiert auf den durch die WP auf 45 °C erwärmten Rücklauf und schaltet sich in der Regel nicht ein. Solange die Außentemperaturen über dem Gefrierpunkt liegen, übernimmt die WP den Heizbetrieb mit einer Vorlauftemperatur von etwa 35 °C.

Sinken die Außentemperaturen jedoch in den Bereich um 0 °C oder darunter, wird eine höhere Vorlauftemperatur von bis zu 40 °C erforderlich. Aufgrund der eingestellten Heizkurve von 0,4/7 erkennt die Gastherme diesen Bedarf und übernimmt die Wärmeerzeugung.

Eckdaten Gebäude

Wärmeversorgung vor Einbau Wärmepumpe

Herausforderungen

Lösungsansatz

Es gelang mir, auf dem freien Markt eine Wärmepumpe zu erwerben und zu installieren. Sie wurde in Teilen und über einen Zeitraum von 6 Monaten geliefert. Zusätzlich habe ich eine PV-Anlage installiert.

Erfahrungen und Ausblick

Die Wärmepumpe läuft einwandfrei und erfüllt zuverlässig ihre Aufgabe. Als nächster Schritt ist geplant, die Fußbodenheizung so umzubauen, dass sie hydraulisch abgeglichen werden kann.

Zudem soll die Trinkwassererwärmung künftig durch eine spezielle Warmwasser-Wärmepumpe erfolgen. Dies macht bei mir Sinn, weil der im Keller stehende Wechselrichter der PV-Anlage sehr viel Wärme abgibt, die für die Warmwassererzeugung genutzt werden kann. Dadurch kann die Gastherme außer Betrieb genommen werden, und die aktuell konstante Speichertemperatur der Wärmepumpe kann künftig abhängig von der Außentemperatur reguliert werden.

Im Rahmen der energetischen Sanierung wurden bereits einige Fenster sowie die Haustür ausgetauscht. Die übrigen Fenster wurden mit neuen Scheiben ausgestattet. Zusätzlich wird die Gebäudehülle in Kürze durch eine Einblasdämmung weiter optimiert. Auch die Luftauslässe werden mit Rückschlagklappen versehen.

Nach diesen Maßnahmen wird die Sanierung des Gebäudes abgeschlossen sein.

Tipps für Dritte

Eine detaillierte Raumheizlastberechnung ist essenziell, ebenso wie der Vergleich der vorhandenen Wärmeüberträger in den einzelnen Räumen mit deren Heizlast. Zudem empfiehlt es sich, die Wärmepumpe leicht unterzudimensionieren und einen Pufferspeicher zu integrieren.

Eine Photovoltaikanlage kann den Eigenverbrauch optimieren und die Betriebskosten senken.

In einigen Fällen kann es sinnvoll sein, eine separate Brauchwasser-Wärmepumpe für die Warmwasserbereitung zu installieren. Dies bietet sich beispielsweise an, wenn überschüssige Wärme oder Energie – etwa aus einer Lüftungsanlage oder einer Photovoltaikanlage – zur Verfügung steht. Der Vorteil zweier getrennter Systeme für Heizung und Warmwasser liegt darin, dass beide unabhängig voneinander betrieben und auf optimale Betriebstemperaturen ausgelegt werden können, was die Gesamteffizienz steigern kann.

Steckbrief Wärmepumpe

Betriebsdaten Wärmepumpe

Kosten

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