Gute Rahmenbedingungen für Luft/Wasser-Wärmepumpen
Die gebäudetechnische Herausforderung für das Bauvorhaben in Weyhe bestand darin, eine zukunftsfähige Wärmeversorgung für den gut gedämmten Mehrfamilienhaus-Neubau zu entwickeln und umzusetzen. Am Markt stehen hierfür unterschiedliche Möglichkeiten zur Verfügung, von denen jedoch keine so gut für dieses Gebäude in Frage kam wie ein Wärmepumpensystem, das die Wärme der Außenluft nutzt. Generell hat jede Wärmequelle für Wärmepumpen ihre Vor- und Nachteile. Der unbestrittene Vorteil von Luft/Wasser-Wärmepumpen ist ihre einfache, kostengünstige Erschließung der Wärmequelle.
„Das Entscheidende waren hier die deutlich geringeren Investitionskosten gegenüber Erd- oder Sole-Wärmepumpen. Denn da spielten die Luft/Wasser-Wärmepumpen ihre Vorteile der kostengünstigen und flexiblen Installation voll aus“, so Schierenbeck. Für eine Luft/Wasser-Wärmepumpe sprach aus Bauherrensicht auch, dass die Wärmequelle Luft den geringsten baulichen Aufwand von allen Wärmepumpenlösungen erfordert.
Da die Gebäudeverwaltung einen Ökostromtarif gewählt hat, stammt die gesamte Gebäudeenergieversorgung, also Strom plus Heizung plus Brauchwarmwasser, zu 100 Prozent aus regenerativen Quellen. Zum Einsatz kommen fünf kompakte „Ecodan“-Luft/Wasser-Wärmepumpen des Herstellers Mitsubishi Electric, die als Zweier- bzw. Dreier-Kaskade im Außenbereich installiert wurden. Jedes der fünf „Ecodan“-Außengeräte verfügt über 11,2 kW Wärmeleistung. Damit decken die beiden Wärmepumpen-Kaskaden die Heizlast von 26,5 kW für das größere der beiden Gebäude und 17,8 kW für das kleinere Gebäude problemlos ab und können gleichzeitig noch genügend Wärme für die Brauchwarmwasserbereitung zur Verfügung stellen.
Die Kaskadierung von Wärmepumpen bringt zahlreiche Vorteile gegenüber einer einzelnen Wärmepumpe mit entsprechend großer Leistung. Denn so können die Einheiten gleichzeitig im Teillastbetrieb arbeiten. Dadurch ergibt sich ein sehr großer Modulationsbereich zwischen der minimalen Leistung des Einzelgerätes und der maximalen Leistung der Kaskade. Das ist, laut Hersteller, wesentlich effizienter als nur ein Modul in Volllast zu fahren. Außerdem bietet eine Kaskade eine Redundanzfunktion bei Ausfall oder bei der Wartung von Einzelgeräten des Systems und führt so zu einer erhöhten Betriebssicherheit. Darüber hinaus werden die Gesamtlaufzeiten der Einzelmodule reduziert und damit die Lebensdauer erhöht.
Ein besonderes Merkmal der hier eingesetzten Heiztechnik ist, dass die Wärmepumpen über die patentierte „Zubadan“-Verdichter-Technologie verfügen. Das dabei eingesetzte Einspritzverfahren optimiert die verfügbare Heizleistung. Das heißt, die Wärmepumpen können auch bei sehr niedrigen Außentemperaturen von bis zu -15 °C noch 100 Prozent ihrer Heizleistung erbringen. Gleichzeitig erweitert sich der untere Einsatzbereich auf bis zu -28 °C Außentemperatur, bei dem die Wärmepumpen eine für den Heizbetrieb nutzbare Vorlauftemperatur zur Verfügung stellen können. Damit ist es möglich, das Gebäude mit Wärme zu versorgen und auch bei tiefen Außentemperaturen auf Unterstützung eines elektrischen Heizstabes oder einen zusätzlichen Wärmeerzeuger zu verzichten.
Hydraulische Einbindung wie bei herkömmlichen Anlagen
Die hydraulische Einbindung der Wärmepumpen war denkbar einfach. Sie funktioniert im Grunde wie bei einer herkömmlichen Heizungsanlage: Für jede Wärmepumpen-Außeneinheit steht ein „Hydromodul“ im Technikraum zur Verfügung. Dies ist eine unkomplizierte Art, die Heiz- und Wärmepumpenkreisläufe hydraulisch voneinander zu entkoppeln und gleichzeitig einen konstanten Kältemittelvolumenstrom zu gewährleisten.
Darüber hinaus ist in jede Anlage noch ein Pufferspeicher eingebunden, der die Wärme nicht nur speichert, bis sie abgerufen wird, sondern auch zur Überbrückung von Sperrzeiten des Stromversorgers dient. Gleichzeitig stellt der Pufferspeicher Energie für die Abtauung der Außenmodule bereit. Die Wärmeverteilung bzw. Wärmeübergabe erfolgt in dem Mehrfamilienhaus flächendeckend durch Fußbodenheizungen.
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