Warmwasserbereitung mit Frischwasserstation
Bei der früheren Warmwasserbereitung wurde das Speicherwasser auf etwa 50 °C aufgeladen. Zur Vermeidung einer Legionellenbildung musste die Temperatur aber einmal die Woche auf 60 °C erhöht werden. Bei der jetzigen Heizung aber funktioniert die Brauchwarmwasserbereitung gänzlich anders. Und zwar über ein Wärmeübertragermodul. Dieses arbeitet nach dem Gegenstromprinzip: Wird Warmwasser angefordert, springt eine Umwälzpumpe an und das noch kalte Frischwasser wird erst während des Durchflusses erwärmt. Immerhin 54 kW leistet dieser Wärmeübertrager zwischen Speicherwasser und Kaltwasserzulauf und liefert 20 l/min bei einer Erwärmung von 10 auf 55 °C.
Hier wird der große Vorteil von Frischwasserstationen bei ihrer Nutzung in kleinen Objekten offenkundig: Wenn das Brauchwarmwasser immer frisch erwärmt wird, besteht keine Gefahr mehr für Legionellenbildung. Damit entfällt auch das regelmäßige "Sterilisieren" durch eine ansonsten unsinnige zeitweise Erhöhung der Wassertemperaturen.
Heute ist die Heizungssteuerung so eingestellt, dass die Wärmepumpe den Solespeicher einmal täglich, jeweils morgens kurz vor 7 Uhr auf eine Wassertemperatur von 46 °C erwärmt. Mit dieser Einstellung wird durch den Wärmeübertrager tagsüber auch die Spülmaschine versorgt. Eine Zirkulationspumpe wird lediglich um die Mittagszeit aktiv, gesteuert mittels Zeitschaltuhr.
Abends beträgt die Speichertemperatur immer noch etwa 40 °C und in den Nachtstunden minimieren sich durch eine geringe Speichertemperatur auch dessen Wärmeverluste. Übrigens spart das hier beschriebene Warmwassermanagement fast 30 Prozent elektrische Energie ein, gegenüber einer automatischen Warmwassersteuerung. Mit diesem Zyklus verbraucht die Wärmepumpe während ihres 15-minütigen einmaligen Hochladens für die Brauchwarmwasserbereitung noch nicht einmal eine Kilowattstunde Strom oder knapp 20 Cent.
Sommerliche Kühlung als Naturkühlung
Kühlen ist schon immer ein besonderer Luxus gewesen und Kenner der Materie wissen, dass Kühlen bis zu fünfmal so viel Energie benötigt wie Heizen. Mit einer Solewärmepumpe wird diese Aufgabe aber fast zum Kinderspiel.
Man kann nämlich die im Sommer etwa 16 °C kalte oberflächennahe Erdtemperatur so geregelt durch die Fußbodenregister schicken, dass für die damit ermöglichte Gebäudekühlung lediglich der Pumpenstrom anfällt. Die eigentliche Wärmepumpe bleibt dabei ausgeschaltet – sog. passive Kühlung.
Die Steuerung der Naturkühlung mischt den Vorlauf auf höchstens 18 °C, um Kondensatbildung innerhalb des Verteilsystems zu vermeiden. Ein Nebeneffekt: Durch den Entzug sommerlicher Wärme aus dem Gebäude erfolgt eine thermische Aufladung/Regeneration der Bohrlochzonen. Deren Temperaturanhebung kommt der Arbeitszahl der Wärmepumpe bei der sommerlichen Warmwasserbereitung zugute.
Die Erfahrung der letzten Jahre zeigt, dass bei hohen Außenlufttemperaturen von über 30 °C sich die Fußbodentemperaturen der Wohnflächen auf bis zu 20 °C herunterkühlen lassen. Die Raumlufttemperatur im Haus sinkt dann um etwa 3 K – von beispielsweise 26 °C auf noch 23 °C. Und dies geschieht ausschließlich passiv mithilfe der Soleumwälzpumpe.
Investitionskosten der Heizungsmodernisierung
Die Gesamtausgaben für die neue Heizung betrugen 31.235 Euro.
Zusätzlich zu den damals geltenden Fördermöglichkeiten wurden die Heizstromkosten – über einen Zeitraum von zehn Jahren – auch durch einen Förderrabatt von 25 Prozent gemindert. Bedingung dafür war, dass – bei Außenlufttemperaturen unter 0 °C – der Heizstrom dreimal täglich für insgesamt vier Stunden abgestellt werden darf. Bei einer Fußbodenheizung macht sich diese Abschaltung aber nicht bemerkbar, denn dafür ist sie bekanntlich zu träge.
Nachzuweisen war auch, dass die geforderte JAZ von 4,5 auch tatsächlich erreicht wird. Diese liegt aber auch heute im Jahresmittel unverändert darüber und kann zu Beginn der Heizperiode im September sogar auf 6,8 steigen.
Wie ein Kühlschrank und heutige Wärmepumpentrockner braucht die Gebäudeheizung per Wärmepumpe keine eigene Wartung. Trotzdem wurde nach einigen Betriebsjahren bei der Überprüfung des Energieverbrauchs bemerkt, dass der Wirkungsgrad der Anlage plötzlich nachgelassen hatte. Ursache war ein undicht gewordener Temperaturfühler im Primärkreislauf der Anlage. Dieser wurde durch Waterkotte im Rahmen der Gewährleistung ausgetauscht. Weitere Wartungsarbeiten fielen in den ersten zehn Jahren Betrieb nicht an.
Jährliche Heizkosten
Der Jahresstromverbrauch durch die Wärmepumpe liegt im Durchschnitt der letzten fünf Jahre bei 3.630 kWh und damit aktuell bei 675 Euro/a. Das ist deutlich weniger als die Hälfte der Energiekosten für eine Öl-Brennwertheizung mit solarunterstützter Warmwasserbereitung. Nach Wegfall des Strompreisrabatts ab kommendem Jahr werden um die 860 Euro/a an Stromkosten anfallen.
In der Summe der Jahresstromkosten enthalten sind auch 114 Euro Mess- und Schaltkosten für den gesonderten Zähler. Hinzu kommt noch der Pumpenstrom für die Umwälzpumpe der Heizungsanlage, der aber bei jeder Art von wasserführender Heizung anfällt. Der Energiebedarf für Heizen, Kühlen sowie die Warmwasserbereitung beträgt – bezogen auf die beheizte Grundfläche von 175 m² – im Durchschnitt der letzten fünf Jahre 21 kWh/m² a.
Fazit
Die Solewärmepumpe hat sich im bisherigen 10-jährigen Einsatz voll bewährt. Sie arbeitet reibungslos, ist leicht steuerbar und die sommerliche Kühlfunktion bei vernachlässigbaren Pumpenstromkosten hochwirksam. Erfreulich, dass die Investition durch die Ausnutzung der Fördertöpfe sogar ein wenig kostengünstiger blieb als mit Öl-Brennwerttechnik und sich der Energieverbrauch dauerhaft als kostengünstig bestätigte.
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