Anwendungsfall 3: Mehrfamilienhaus Bestand
Die meisten bestehenden Mehrfamilienhäuser sind mit Heizkörpern ausgestattet, die auf eine Vorlauftemperatur von 70°C ausgelegt sind. Für eine reine Wärmepumpenlösung eignen sie sich daher nicht.
In den meisten Fällen ist klassische zentrale Warmwasserbereitung vorhanden: ein durch Heizkessel beheizter Trinkwasserspeicher von z.B. 400 Liter plus eine Zirkulation.
Für diese häufige Ausgangsituation ist eine Hybridheizung, bestehend aus Wärmepumpe und Heizkessel, sinnvoll.
Als Beispiel wird ein Wohnhaus mit 6 Wohnungen mit insgesamt 500 m² Wohnfläche und einer Heizlast von 40 kW genommen. Die Warmwasserbereitung erfolgt zentral. Der bisherige Brennstoffverbrauch betrug 10.000 Liter Heizöl bzw. 10.000 cbm Erdgas jährlich und verursachte zuletzt Kosten von 11.000 EUR im Jahr.
Gewählt wird eine Außenluft-Wärmepumpe mit einer Heizleistung von 15 kW (bei A-7/W55). Trotz der relativ geringen Heizleistung wird, je nach Betriebsweise ein Deckungsanteil an der jährlichen Wärmerzeugung von 60 bis 80% an der jährlichen Wärmeerzeugung erreicht.
Bei der Produktwahl wird auf einen „ETAs-55“ Wert von etwa 160% geachtet. Ein geeignetes Splitgerät (mit für die Warmwasserbereitung nötigen Vorlauftemperaturen von 70 Grad) ist nicht erhältlich, daher wird ein Monoblock gewählt. Durch die hohen Betriebsstunden sind die Wärmeverluste bei Nichtnutzung vertretbar.
Der Heizkessel ist wie heute üblich ein Brennwertkessel und wird mit einer Heizleistung von 40 kW gewählt, kann also die Heizlast komplett abdecken (eine Teilabdeckung wäre kaum billiger).
Ein Heizungs-Pufferspeicher mit 1000 Liter Volumen wird eingesetzt.
Der Warmwasserbereiter wird mit 400 Liter Inhalt und einer Wärmetauscherfläche von 5 m² (Doppelschlange) gewählt.
Das nachstehende Anlagenschema zeigt die sinnvolle Hydraulik:
Wärmepumpe und Heizkessel arbeiten auf den Pufferspeicher (Wärmepumpe auf die untere, Kessel auf die obere Hälfte). Die Warmwasserbereitung kann durch beide Wärmeerzeuger erfolgen, Fehlströmungen werden durch Rückschlagarmaturen verhindert. Eine Systemregelung setzt die beiden Wärmeerzeuger energieeffizient ein. Die Wärmepumpe wird bei unwirtschaftlichen Bedingungen (Arbeitszahl unter 2,5) nicht betrieben.
Die neue Hybridanlage hat folgende Energie- und Kostenbilanz:
Die Wärmepumpe deckt 2/3 der jährlichen Energieerzeugung, der Kessel 1/3.
Der Stromverbrauch der Wärmepumpe beträgt 18.000 kWh/a mit Kosten von 4.300 EUR (Strompreis 24 ct/kWh).
Der Brennstoffverbrauch des Kessels beträgt 34.500 kWh/a mit Kosten von 3.800 EUR (Brennstoffpreis 11 ct/kWh).
In Summe sind es 8.100 EUR Energiekosten jährlich, gut ein Viertel weniger als zuvor.
Beim Sonderfall eines bereits energetisch sanierten Mehrfamilienhauses ergibt sich eine andere Empfehlung. Durch Erneuerung der Fenster sowie Wärmedämmung der obersten Geschossdecke und der Außenwände reduziert sich die Heizlast eines 500-m²-Gebäude auf ca. 22 kW.
Gleichzeitig sinkt die Vorlauf-Auslegungstemperatur auf ca. 55°C.
Hierfür ist eine Solo-Wärmepumpen mit 22 kW Heizleistung (bei A-7/W55) sinnvoll. Solche Geräte sind verfügbar.
Bei größeren Gebäuden können Doppel-Wärmepumpen z.B. 2 x 15 kW verwendet werden.
Geeignete Produkte (Leistung bei A-7/W55):
Heliotherm SNT18L-M-R-CC (18 kW)
Hoval Belaria Pro Comfort 24 (21 kW)
IDM Aero ALM 10-24 (21 kW)
Lambda EU20L (20 kW)
Wolf CHA-16/20 (15 kW)
