Über 52 Prozent aller Wohneinheiten in Deutschland befinden sich in Mehrfamilienhäusern. Noch immer werden die meisten Wohnungen darin mit Wärmeerzeugern auf der Basis fossiler Energieträger beheizt. Dabei können schon mit einer Einzelmaßnahme im Sinne der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) wie beispielsweise dem Tausch von Anlagen zur Wärmeerzeugung auch in Bestandsgebäuden erhebliche Energiekostenvorteile realisiert werden. Zwei Mehrfamilienhäuser im rheinland-pfälzischen Ochtendung zeigen beispielhaft eine erfolgreiche Umsetzung mit Luft/Wasser-Wärmepumpen und neuen Eco-Konvektoren.
In der Wärme- und Energiewende spielen Wärmepumpen als Ersatz für Heizungsanlagen auf Basis fossiler Brennstoffe eine zentrale Rolle. Dabei ist der Austausch des Wärmeerzeugers auch in Altbauten oftmals viel einfacher möglich als gedacht. Gerade in Mehrfamilienhäusern, die nicht umfassend energetisch modernisiert wurden, ist der Einsatz von Luft/Wasser-Wärmepumpen eine gute Option, um Ausgaben mit einfachen Mitteln und geringem Aufwand dauerhaft zu senken und die Mietattraktivität deutlich zu erhöhen. Das gilt insbesondere, wenn zusätzlich noch die alten Heizkörper gegen moderne Heiz-Konvektoren getauscht werden. Diesen Aspekt hat sich auch ein Eigentümer von zwei Dreifamilienhäusern im rheinland-pfälzischen Ochtendung zu Nutze gemacht und seine Mietobjekte vor Kurzem modernisieren lassen.
Die beiden Gebäude sind nahezu baugleich und wurden im Jahr 1989 nach den damals geltenden Anforderungen der Wärmeschutzverordnung und der Heizungsanlagenverordnung erbaut. Jedes Haus verfügt über drei Wohnungen. Jede Wohneinheit hat eine Wohnfläche von ungefähr 100 Quadratmetern. Die Außenwände bestehen aus Bimsstein mit einer Stärke von 24 Zentimetern plus Außenputz. Auch die Dachdämmung und die Fenster entsprechen dem damaligen Stand der Gebäudedämmtechnik. Die Wohnungen wurden bisher jeweils über Gas-Etagenheizungen mit Raumwärme versorgt. „Die Frage war, ob man auch ohne Fußbodenheizung eine Wärmepumpe einbauen kann, mit der die Gebäude effizient mit Wärme versorgt werden“, erklärt Torsten Hoidis, Geschäftsführer und Gründer der Kälteprofis aus Ochtendung.
Wärmepumpen-Kaskade als Zukunftslösung
Als Lösung hat er den Austausch der alten Gas-Etagenheizungen durch Luft/ Wasser-Wärmepumpen als Kaskade sowie der Heizkörper durch moderne und energiesparende Konvektoren empfohlen. „Die gebäudetechnische Herausforderung bestand darin, eine zukunftsfähige Wärmeversorgung für die beiden Mehrfamilienhäuser zu entwickeln, die eine besonders wirtschaftliche Lösung zur Reduzierung der Heizkosten darstellt“, so Hoidis weiter. Am Markt stehen hierfür unterschiedliche Möglichkeiten zur Verfügung, von denen jedoch keine so gut für diese Gebäude in Frage kam, wie ein Wärmepumpensystem, das die Energie aus der Außenluft nutzt. Der unbestrittene Vorteil von Luft/Wasser-Wärmepumpen ist ihre einfache, kostengünstige Erschließung der Wärmequelle.
Zum Einsatz kommen vier kompakte Ecodan Luft/Wasser-Wärmepumpen des Herstellers Mitsubishi Electric, die jeweils als Zweier-Kaskade pro Gebäude installiert wurden. Jedes der Ecodan Außengeräte verfügt über 10 kW Wärmeleistung. Damit decken die beiden Wärmepumpen-Kaskaden die Heizlast für das jeweilige Gebäude im monovalenten Betrieb komplett ab. Die Kaskadierung der Außengeräte bietet gegenüber einem Einzelgerät mit größerer Leistung mehrere Vorteile. Die Einheiten können gleichzeitig im Teillastbetrieb arbeiten, wodurch sich ein sehr großer Modulationsbereich zwischen der minimalen Leistung des Einzelgerätes und der maximalen Leistung der Kaskade ergibt. Das ist wesentlich effizienter als der Betrieb nur einer Wärmepumpe, die ihre Leistung weniger exakt anpassen kann. Außerdem bietet die Kaskade eine Redundanzfunktion bei Ausfall eines Einzelgeräts und führt so zu einer erhöhten Betriebssicherheit.
Elektrischer Heizstab nicht erforderlich
Ein besonderes Merkmal der hier eingesetzten Heiztechnik ist die patentierte Zubadan Verdichter-Technologie. Mit ihr ist es möglich, den Kältemittelmassenstrom und damit die Verdichterdrehzahl konstant zu halten. Dafür wird im Verdichtungsprozess ein Zwei-Phasen-Gemisch auf den Verdichterkopf eingespritzt. Im Flash-Injection-Kreislauf des Zubadan Verdichters kann so bei tiefen Außentemperaturen mit einer höheren Drehzahl gearbeitet und die Kältemittelmenge im Wärmepumpen-System konstant gehalten werden. Das heißt, die Wärmepumpen können auch bei sehr niedrigen Außentemperaturen, von bis zu minus 15 Grad Celsius, noch 100 Prozent ihrer Heizleistung erbringen. Gleichzeitig erweitert sich der untere Einsatzbereich auf bis zu minus 28 Grad Außentemperatur, bei dem die Wärmepumpen eine für den Heizbetrieb nutzbare Temperatur zur Verfügung stellen.
Damit ist es möglich, das Gebäude auch bei tiefen Außentemperaturen monovalent – das heißt ausschließlich über die Wärmepumpenfunktion – mit Wärme zu versorgen. Ein elektrischer Heizstab oder ein weiterer Wärmeerzeuger ist im Regelbetrieb nicht erforderlich. Jede Außeneinheit ist im Technikraum mit einem Hydromodul verbunden. Die Technikzentrale ist im Dachboden eines kleinen Nebengebäudes untergebracht, da die Häuser nicht unterkellert sind. Hier befinden sich für jede Anlage ein Pufferspeicher, der zur Systemtrennung eingesetzt wird und zur Überbrückung von Sperrzeiten des Stromversorgers immer genügend Wärme bereitstellt werden kann. „Jede Wohneinheit verfügt zudem über einen separaten Wärmemengenzähler, um die abgenommene Wärmemenge genau zu ermitteln und abrechnen zu können“, so Hoidis.
Neue Eco-Konvektoren ersetzen alte Heizkörper
Im Zuge der Heizungsmodernisierung wurden die alten Heizkörper durch neue iLife-2 Slim Eco-Konvektoren von Mitsubishi Electric ersetzt, die in Kombination mit Ecodan Wärmepumpen-Systemen eine optimale Ergänzung bei der Wärmeübertragung im Gebäudebestand darstellen. Die Besonderheit des iLife2-Slim Eco-Konvektors liegt in seiner intelligenten Konstruktion. Während konventionelle Gebläsekonvektoren ihre Energie nahezu ausschließlich per Konvektion abgeben, nutzen Eco-Konvektoren zusätzlich auch die Vorteile von Strahlungswärme.
Fazit
Die Sanierungsmaßnahme mit Luft/Wasser-Wärmepumpen konnte mit niedrigen Kosten, einfachen Mitteln und geringem Aufwand umgesetzt werden, ohne die Gebäude einer umfassenden energetischen Modernisierung zu unterziehen. Für den Eigentümer ergibt sich daraus der Vorteil, dass beide Gebäude durch die neuen effizienten Wärmeerzeuger im Wert gestiegen sind. Die Mieter profitieren bei einem höheren Wärmekomfort von dauerhaft niedrigeren Energiekosten, da sich die Ausgaben für die Wärmeerzeugung nach einem Jahr Laufzeit für jede Wohneinheit gegenüber dem Gas halbiert haben.
