Die Entwicklung in der Ukraine führt zu einem rasanten Anstieg der Energiekosten.

Aus diesem Grund habe ich mich entschlossen, die erst 3 Jahre alte Gasbrennwerttherme gegen eine Wärmepumpe zu tauschen.

Einleitung

Die Installation durch einen Heizungsbauer entfällt komplett als Option.

Angebote starten ab ca. 30.000 € und dies sind Beträge, die ich nicht bereit bin zu investieren.

Daher stand nach einiger Internetrecherche der Entschluss fest, das Thema trotz nicht vorhandener Kenntnisse selbst in die Hand zu nehmen.

Modellauswahl

Durch die sehr guten Beiträge im Forum von Haustechnikdialog war schnell klar, dass eine Panasonic Monoblock-Wärmepumpe installiert werden soll.

Der Vorteil an diesen Modellen ist, dass der gesamte Kältemittelkreislauf ausschließlich innerhalb der Außeneinheit gekapselt verbaut ist. Damit ist zu Inbetriebnahme kein Kältetechniker nötig und die Gesamte Installation kann in Eigenregie durchgeführt werden.

Der Nachteil an Monoblock-Wärmepumpen ist, dass der Heizkreislauf zur Wärmepumpe geführt werden muss und damit außerhalb der Gebäudehülle verläuft. Eine gute Isolierung der Leitungen ist damit zwingend erforderlich!

Heizlastberechnung

Wenn man in Foren nach der Ermittlung der eigenen Heizlast recherchiert, wird man schnell erschlagen.

Der O-Ton lautet in der Regel, dass eine Raumweise Heizlastermittlung durchgeführt werden oder ein Wärmemengenzähler installiert werden soll, um so den Wärmebedarf zu ermitteln.

Ganz ehrlich: Das ist mir zu aufwendig bzw. habe ich nicht die Zeit, noch einen Winter mit Wärmemengenzähler abzuwarten.

Daher habe ich verschiedene Onlinerechner herangezogen und grob über einen U-Wert Rechner überschlagen, wie hoch die Heizlast liegen könnte.

derzeitige Verbräuche

Die aktuellen Verbräuche belaufen sich auf im Schnitt 34.000 kWh Gas. Ja, richtig...

Jetzt ist vielleicht auch ersichtlich, warum ich bei der aktuellen Preisentwicklung weg vom Gas will.

Allerdings muss man die Zahl etwas relativieren:

• es handelt sich um Heiz- und Warmwasserverbrauch
• im Haus leben 9 Personen (hoher Wasserverbrauch)
• es müssen 250m² aus dem Jahre 1906 beheizt werden

Mit diesen Eckdaten sieht der Verbrauch gar nicht mehr so kritisch aus.

Die genauen Eckdaten habe ich hier mal zusammen gefasst:

• Art des Hauses: freistehendes Zweifamilienhaus
• Baujahr: 1906 + Anbau 1990
• Fläche: 250m²
• Isolierung: keine (im Altbau), dafür gut isolierender Bimsstein
• Personen: 9
• Verbrauch Heizenergie: 22.000 kWh
• Verbrauch Warmwasser: 10.000 kWh
• Verbrauch Gasherd: 2.000 kWh
• Vorlauftemperatur: 48°
• Heizungen: Altbau Heizkörper; Anbau Fußbodenheizung +1 Heizkörper

Heizlastrechner

Ich gehe hier mal exemplarisch auf den Heizlastrechner von Stiebel Eltron ein.

Der Rechner gibt hier eine Heizlast von 11,1kW an. Wie realistisch das ist, wird sich im nächsten Winter zeigen :D

Ich habe aber auch noch andere Rechner herangezogen und wie gesagt eine U-Wert Berechnung des Hauses durchgeführt.

Im Schnitt lande ich immer bei 10-12 kW Heizlast.

Bewertung der Infrastruktur

Ein weiterer wichtiger Punkt ist, mit welchem Aufwand die Wärmepumpe in die bestehende Infrastruktur integriert werden kann.

Der große Vorteil an der Panasonic Wärmepumpe ist, dass sie im Grunde einfach an den Vor- und Rücklauf der bestehnden Anlage angeschlossen werden kann und dann ihren Dienst verrichtet.

Wichtig ist hier aber, dass ein ausreichender Durchfluss im Hydrauliknetz möglich sein muss, doch dazu später mehr.

aktuelle Heizung

Seit drei Jahren verrichtet eine Vitodens W-200 Gasbrennwerttherme seinen Dienst im Haus.

Die Anlage hat damals eine alte Buderus Gastherme ersetzt und den Verbrauch bereits um fast 10.000 kWh reduziert.

Zudem ist ein Vitocell W-100 Warmwasserspeicher mit 160 Liter verbaut. Das ist heute deutlich zu klein und wird daher weichen müssen.

aktuelle Infrastruktur

Wie eingangs schon erwähnt, ist der Durchfluss der Hydraulikleitungen für den Betrieb einer Wärmepumpe sehr wichtig.

Eine Panasonic Wärmepumpe hat zwar eine wirklich sehr gute und leistungsstarke Pumpe, verlangt dem Netz aber einen Durchfluss von ca. 1500l/h ab.

Da ich keinen Wärmemengenzähler verbaut habe, der mir hierzu eine Aussage über den aktuellen Durchfluss geben kann, habe ich wieder Foren bemüht und parallel den Hydraulikplan des Hauses skizziert (hier noch mit einem alten Konzept zur Einbbindung der Wärmepumpe):

Nach allem, was ich in Foren finden konnte, sollte der Durchfluss wohl ausreichen. Das ist zwar noch eine Hypothese, aber ich bin zuversichtlich.

Im schlimmsten Fall zieht die Pumpe mehr Strom und/oder es gibt Fließgeräusche in den Leitungen.

Wir werden es sehen...

Modellauswahl Wärmepumpe

Kommen wir jetzt endlich zur Modellauswahl. Aber vorher noch etwas zu der :

Betriebsart

Es gibt unterschiedliche Möglichkeiten, die Wärmepumpe zu betreiben:

Bivalent

Bedeutet hier, dass die Wärmepumpe die Gasbrennwerttherme nur unterstützt/entlastet.

Damit sind beide Wärmeerzeuger in Betrieb und arbeiten in Ihrem Idealbereich.

Das wäre bei der Wärmepumpe die Übergangszeiten und die Warmwasserbereitung im Sommer.

Die Brennwerttherme würde dann nur noch im tiefsten Winter Ihren Dienst verrichten.

Dieses war ursprünglich mein favorisiertes Konzept. Jedoch bin ich davon weg, da ich gänzlich auf Gas verzichten möchte.

Monovalent

Bedeutet, die Wärmepumpe übernimmt die Gesamte Wärmeerzeugung.

Dies wird die implementierte Betriebsart bei mir sein. Allerdings reicht die Leistung der Panasonic Wärmepumpen nicht aus, weshalb zwei weitere Betrachtungen dazu kommen:

Kaskade

Bei einer Wärmepumpenkaskade werden mehrere Wärmepumpen einfach "in Reihe" geschaltet:

Rücklauf -> WP1 -> Vorlauf (wird zu) Rücklauf -> WP2 -> Vorlauf

Damit teilen sich beide Wärmepumpen das Delta T zwischen Vor- und Rücklauf.

Diese Betriebsart ist auch schon mehrfach umgesetzt worden.

Umsetzungsbeispiele kann man sich übrigens viele auf der Aquarea Small Solutions Seite anschauen.

Separierte Heizkreise

Hierbei wird der bestehende Einzelheizkreislauf in so viele Kreisläufe aufgeteilt wie Wärmepumpen vorhanden sind.

Die Schwierigkeit besteht darin, das passende Gleichgewicht der neuen Heizkreise zu erzielen und natürlich die baulichen Voraussetzungen hierfür zu haben.

Genau diese Lösung werde ich bei mir verfolgen, da ich die Heizkreise "relativ" leicht auftrennen kann.

Jetzt aber endlich...

Modellauswahl

Aufgrund der Heizlast und der Situation des Hydrauliksystems habe ich mich für zwei Wärmepumpen entschieden.

1. Panasonic WH-MDC7J3E5 7kW

   Diese Versorgt die Heizkörper im Altbau

2. Panasonic WH-MDC5J3E5 5kW

   Diese versorgt die Fußbodenheizung und Heizkörper im Anbau sowie die Warmwasserversorgung für das gesamte Haus

Als Warmwasserspeicher kommt der Hochleistungsspeicher EV-S300HP von rjTec zum Einsatz, da dieser einen enorm großen Wärmetauscher von fast 4m² hat. Die Wärmepumpe benötigt hier einfach eine sehr große Fläche.

Die Wärmepumpen schaffen 50° Vorlauftemperatur (entspricht meiner aktuellen Vorlauftemperatur), erzielen damit aber eher schlechte Jahresarbeitszahlen (JAZ).

Sollte wider erwarten die Zielvorlauftemperatur von 40° (max 45°) nicht ausreichen, werde ich einzelne Heizkörper gegen größere ersetzen oder Heizkörper aktiv mit Lüftern unterstützen.

Der JAZ-Rechner des Bundesverbandes lässt aber auf gute JAZ Zahlen hoffen:

Erläuterung JAZ

Die Jahresarbeitszahl (JAZ) bezeichnet das Verhältnis von erzeugter (Wärme-) Energie zu investierter Energie.

Bei einer JAZ von 4 bedeutet dies, dass man für 1 kWh investierten Strom 4 kWh an erzeugter Energie erhält.

So lässt sich überschlägig bei einem Heizbedarf von 22.000 kWh ein Stromverbrauch von 5.500 kWh prognostizieren.

Dies ist bei den aktuellen Gaspreisen definitiv konkurrenzfähig :)

Hydraulikplan

Den Hydraulikplan möchte ich nicht vorenthalten:

In diesem Konzept bleibt die alte Brennwerttherme komplett erhalten. Allerdings sind alle Anschlüsse mit Kugelhähnen entkoppelt.

So kann ich, wenn es im Winter Probleme geben sollte oder meine Auslegung komplett falsch war, die alte Heizung mit wenigen Handgriffen wieder aktivieren und die Panasonic Wärmepumpen vom Netz nehmen.

Wenn der nächste Winter zeigt, dass alles funktioniert, wird die Brennwerttherme dann kommendes Jahr abgebaut.