Im Altbau (Bj.1977) Schritt für Schritt zur Wärmepumpe und zum "Zukunftshaus"
Mit der Nutzungsdauer des Wohnhauses wurden im Laufe der Zeit immer wieder energetische Verbesserungen durchgeführt. Anlässe waren hohe Energiepreise, defekte Technik, Klimaschutz oder Komfortgewinn.
Auszeichnung Plakette Zukunftshaus, Quelle: Friedhard von Seggern
Wärmepumpe in Fensteröffnung, Quelle: Friedhard von Seggern
Heizungskeller, Quelle: Friedhard von Seggern
Heizkreisverteiler, Quelle: Friedhard von Seggern
Energiebilanz bis 2024, Quelle: Friedhard von Seggern
Das 1977 erbaute Einfamilienhaus wurde ursprünglich mit einer Gas-Niedertemperaturheizung (22 kW) mit Fußbodenheizung und einem separaten Warmwasserbereiter beheizt. Im Laufe der Zeit wurden witterungsgeführte gleitende Kesselregelung und Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung nachgerüstet. 1992 erfolgte die Umrüstung auf eine Gas-Brennwerttherme. Im Zuge eines Dachumbaus wurden energetische Maßnahmen wie Vollsparrendämmung, Kerndämmung des zweischaligen Mauerwerks und teilweise Fenstererneuerungen durchgeführt. 2007 wurde auf der Südseite des Satteldaches eine 4 kWp PV-Anlage zur Netz-Volleinspeisung in Betrieb genommen.
2009 wurde die Heiztechnik grundlegend modernisiert, unter anderem aus Klimaschutz-Gründen. Die Wahl fiel auf eine Luft-Wasser-Wärmepumpe mit 5 kW Heizleistung, die das Gebäude monovalent versorgt. Eine 10 m² große thermische Solaranlage in Vakuumröhrentechnik deckt in den Sommermonaten den Warmwasserbedarf und unterstützt in den Übergangszeiten.
Da es zu der Zeit schwierig war, einen Betrieb für das geplante Projekt zu gewinnen, wurde vieles in Eigenregie durchgeführt. Dabei war die berufliche Erfahrung im Bereich Prozessleittechnik hilfreich. Montage, Verrohrung und Wärmeisolierung wurden von einem Fachbetrieb durchgeführt.
2013 wurden ein neuer Warmwasserspeicher mit Durchlaufprinzip und ein Pufferspeicher als hydraulische Weiche integriert, was die Jahresarbeitszahl (JAZ) von 2,9 auf 3,5 verbesserte.
Dank der umfangreichen Sanierungsmaßnahmen konnte die Heizlast auf 5 kW reduziert werden. Der spezifische Heizenergieverbrauch beträgt heute 15 kWh/m²a.
Projekteinreichende*r
Friedhard von Seggern, Hauseigentümer
Eckdaten Gebäude
PLZ Gebäudestandort
26160
Ort Gebäudestandort
Bad Zwischenahn
Gebäudeart
Ein-/Zweifamilienhaus
Baujahr
1977-1983
Sanierungsstand
Altbau teilsaniert
Beheizte Fäche
135 m²
Wärmeversorgung vor Einbau Wärmepumpe
Heizungsart alt
Gasheizung
Art Brauchwassererwärmung
Zentral
Art der Raumwärmeübergabe
Fußbodenheizung
Energieverbrauch
15.000 kWh pro Jahr
Vorlauftemperatur (vorher)
bis 45 °C
Leistung Wärmeerzeuger
18 kW
Spezifischer Heizenergieverbrauch
111 kWh/m²a
Herausforderungen
Obwohl das Gebäude nach damaligem Standard energieeffizient geplant wurde, bestand Optimierungspotenzial. Die Gas-Brennwerttherme zeigte sich ab 2008 defektanfällig und sollte nicht saniert werden. Wir haben uns daher entschieden, eine Wärmepumpe einzubauen - in der Hoffnung, zukünftig dadurch Energie einzusparen. Aus Klimaschutzgründen sollte sie auch mit erneuerbarer Energie betrieben werden. Eine thermische Solaranlage sollte die Wärmeerzeugung unterstützen. Steigschächte zum Dach konnten genutzt werden und die Wärmepumpe bei der neben dem Heizungskeller gelegenen Garage konnte auf kurzem Weg angebunden werden.
Die im gesamten Haus vorhandene Fußbodenheizung mit niedriger Vorlauftemperatur bot ideale Voraussetzungen für den Einsatz einer Wärmepumpe. Eine größere Herausforderung stellte jedoch die Brauchwassererwärmung dar. Der ursprünglich beibehaltene Warmwasserspeicher erwies sich als ineffizient, weshalb er 2013 durch einen Solar-Durchlaufspeicher mit 540 Litern ruhendem Wasser ersetzt wurde. Zudem führte die Wärmepumpe anfangs zu unerwartet hohen Schallemissionen, die reduziert werden mussten.
Lösungsansatz
Der neue Solar-Durchlaufspeicher erlaubt in den Sommermonaten eine höhere Speichertemperatur und nutzt zusätzlich die Latentwärme von Wachs, das als Wärmespeicher auf dem Wasser schwimmt. Dank seiner großen Kapazität kann er sonnenarme Tage überbrücken. Eine Optimierung der Hydraulik sowie die Begrenzung der Speicherladung durch die Wärmepumpe auf maximal 45 °C verbesserten die Jahresarbeitszahl von 2,9 auf 3,5. Durch das Durchlaufprinzip wird zudem eine Legionellengefahr vermieden. Die Planung erfolgte in Eigenleistung, während die Installation ein Fachbetrieb übernahm.
Zur Reduzierung der Schallemissionen wurden gezielte Maßnahmen ergriffen. Dazu gehörten Dämmmaßnahmen, eine Einhausung, Schwingungsdämpfer sowie der Leise-Modus der Wärmepumpe während der Nacht. Diese Anpassungen wurden in Eigeninitiative durchgeführt und führten zu einer spürbaren Geräuschminderung.
Erfahrungen und Ausblick
Aktuell sind wir mit dem Betrieb der gut modulierend arbeitenden Wärmepumpe sehr zufrieden. Außer gelegentliche Ausfälle der FTC-Steuerung, die mit einer Art Powerline Signale an die Außeneinheit überträgt, sind bislang keine Ausfälle aufgetreten.
Anfängliche Vereisungsprobleme des Luftregisters konnten durch Erhöhung der Pumpenleistung für die Abtauung behoben werden.
Anhand von Wärmemengenzählern und Stromzähler wird die Arbeitszahl monatlich ermittelt und geprüft. Am Jahresende erfolgt die Fortschreibung der Energiebilanz des Wohnhauses gemäß angefügter Liste.
Seit kurzer Zeit wird die Fortluft der neuen Lüftungsanlage mittels Umschaltklappe und Rohrleitung zum WP-Luftregister geführt und sollte die Effizienz etwas erhöhen.
Eine weitere Verbesserung der Öko-Bilanz Stromverbrauch wird durch eine neue Steckersolaranlage mit Akkuspeicher erwartet.
Im Februar 2023 wurden wir mit der Plakette "Zwischenahner Zukunftshaus" für klimafreundliche Maßnahmen an unserem EFH ausgezeichnet.
Tipps für Dritte
Da PV-Anlagen und Akkuspeicher leistungsfähig und aktuell sehr Preiswert geworden sind, würde ich heute auf die Installation einer thermischen Solaranlage verzichten und stattdessen die gesamte mögliche Dachfläche mit PV belegen. Der erzeugte Strom lässt u.a. sich mittels Heizstab im WW-Speicher nutzen.
Es zeigt sich immer mehr, dass erneuerbar erzeugter Strom unsere Energie der Zukunft ist.
Steckbrief Wärmepumpe
Datum Inbetriebnahme der Wärmepumpe
Dauer der Umsetzung
Die Planung begann in 2008 mit der Auswahl einer geeigneten Wärmpumpe und thermischen Solaranlage. Aufstellung der WP und Montage des Solarkollektors sowie Inbetriebnahme mit Einregulierung erfolgte in Eigenregie. Der Installationsbetrieb hat in 3 Tagen die Neuinstallation in 9-2009 durchgeführt.
Wärmequelle
Außenluft
Solar
Thermische Leistung
5 kW
Elektrische Leistung
2 kW
JAZ laut Planung
3,4
Saisonale Leistungszahl SCOP
3,05
Maßnahmen Heizsystem
Hydraulischer Abgleich
Pufferspeicher
Bauliche Maßnahmen
Dämmung oberste Geschoßdecke / Kellerdecke
Dämmung Außenwände
Fenstertausch
Betriebsdaten Wärmepumpe
Vorlauftemperatur (neu)
35 °C
Stromverbrauch Wärmepumpe
2.038 kWh pro Jahr
JAZ Wärmepumpe
3,6
Erläuterungen
Wie für die BAFA-Förderung seinerzeit vorgeschrieben, hat die Wärmepumpe mit zugehöriger Kreislaufpumpe einen eigenen Strom-Zwischenzähler und jeweils eigene Wärmemengenzähler für Brauchwasser und Raumheizung. Gemäß angefügter Energiebilanz wurden die JAZ für jedes Jahr seit Inbetriebnahme ermittelt.
Eine digitale Einzelraumregelung in den Wohnräumen ermöglicht es, die Heizkennlinie im Tagesverlauf geringfügig anzuheben, weil die Außenlufttemperatur für die Wärmegewinnung dann zumeist etwas höher ist. Die Speicherfähigkeit der Fußbodenheizung wird hier genutzt, um die WP in der Nacht mit abgesenkter Kennlinie betreiben zu können.
Die JAZ wurde berechnet und beinhaltet die Stromaufnahme der Wärmepumpe.
„Für Mensch und Umwelt“ ist der Leitspruch des UBA und bringt auf den Punkt, wofür wir da sind. In diesem Video geben wir Einblick in unsere Arbeit.
Umweltbundesamt
Kontakt
Wörlitzer Platz 1 06844 Dessau-RoßlauBitte richten Sie Ihre Anfragen ausschließlich über das Kontaktformular "UBA fragen" an uns.Derzeit besteht leider keine telefonische Erreichbarkeit.Bei der Beantwortung von Anfragen kann es zu Verzögerungen kommen. Wir bitten um Verständnis.