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Wohnungsbaugesellschaft setzt auf innovative PVT-Wärmepumpenkollektoren

Donnerstag, 02.02.2023

Der amtliche Fahrplan der Bundesregierung sieht so aus, dass ab 2024 bei jeder neu eingebauten oder ausgetauschten Heizung mindestens 65 Prozent erneuerbare Energien zu nutzen sind. Das ist in den allermeisten Fällen durch den Einbau einer Wärmepumpe machbar. Die Defizite auf 100 Prozent kann unter anderem eine vorhandene Gastherme oder eine neue Gas-Hybridanlage decken.

Quelle: Genath
Die PVT-Kollektoren auf den Dächern der vier Häuserzeilen bedienen mit Strom direkt die Wärmepumpe und mit Wärme die Quellenspeicher in der jeweiligen Technikzentrale der Gebäude. Darüber hinaus beheizen sie bei Überschussstrom über einen Heizstab die Quellenspeicher nach.

Die hessische Immobiliengesellschaft Nassauische Heimstätte wartete nicht erst bis zum Stichjahr. Sie passte mit der Hybridtechnik bereits jetzt ein Quartier in Frankfurt/M. an die Novelle des Gebäudeenergiegesetzes an. Die HeizungsJournal-Redaktion war vor Ort.

„Wir erhalten und entwickeln unseren Wohnungsbestand nachhaltig.“ Diese Bekundung der Verantwortung für den Lebensraum ist, laut Porträt auf den Web-Seiten der Wohnungsbaugesellschaft, eine der Säulen ihrer Unternehmensethik. Die 100 Jahre alte Nassauische Heimstätte zählt mit ihren 60.000 Mietwohnungen in gut 120 Städten und Gemeinden in Hessen zu den führenden deutschen Immobilienunternehmen. Dass nachhaltiges Sanieren tatsächlich für sie mehr als lediglich ein notwendiges zeitgemäßes Versprechen in der Marketingarbeit ist, belegt eine Siedlung im Frankfurter Stadtteil Fechenheim. Dort ließen die Immobilienbetreiber in vier Gebäuden mit insgesamt rund 120 Wohnungen vier PVT-Wärmepumpen-Hybrid-Systeme installieren, die die erneuerbare Energie zum Heizen und zur Warmwasserbereitung liefern. Auch eine Kühlung wäre theoretisch mit dieser Ausführung realisierbar.

Die in Fechenheim erfasste Anlagenaufwandszahl von 0,5 beschreibt das ökologische Verhältnis von Aufwand an Primärenergie zur Nutzenergie des gesamten Anlagensystems zur Raumheizung, Be- und Entlüftung sowie der Trinkwassererwärmung – und damit zur CO₂-Einsparung: Die dürfte je Block jährlich rund 40 t betragen, verglichen mit den früheren Durchlauferhitzern und Einzelöfen.

2020/2021 startete deren Austausch in den vier Gebäuden gegen eine Zentralheizung auf Basis eines „Duo-Hybrid“-Systems, das die Wärme und den Strom von den PVT-Modulen auf den einzelnen Dächern bezieht. Das heißt, jeder Block hat seine eigene Energiezentrale, die ihn mit Wärme, Strom und Brauch-warmwasser versorgt. Der Begriff „Duo-Hybrid“ umfasst einerseits ein hybrides PVT-Modul zur Strom- als auch zur thermischen Energieerzeugung auf dem Dach. Andererseits kommt im Heizraum die vorkonfigurierte Hybrideinheit „Duo Compact“ zum Einsatz, die aus einem Gas-Brennwertgerät mit bis zu 66 kW und einer Sole/Wasser-Wärmepumpe mit bis zu 25 kW Leistung besteht und auch kaskadierbar ist. Diese Gerätearchitektur hat sich Giersch aus dem sauerländischen Hemer patentieren lassen.

Quelle: Genath
In jedem Gebäude stehen zwei „Duo-Hybrid“-Einheiten. Die Aufteilung der Energieversorgung in eine Zweier-Kaskade erleichtert die Einbringung und die Aufstellung im Bestand.

80 Prozent Wärmepumpenbetrieb

Die Nassauische Heimstätte machte die Gebäude zuvor fit für den nachhaltigen Niedertemperaturbetrieb. „Vor der Installation der neuen Systeme stand die Vollmodernisierung der Wohnungen, sodass der jährliche spezifische Heizwärmebedarf heute nur noch gut 38 kWh/m² beträgt“, geht Mathias Luck, Techniker in der Gesellschaft, auf den Punkt „Verbrauch“ ein – dreifach verglaste Fenster, ein Wärmedämmverbundsystem mit 16-cm-Dämmung, Isolierung der Kellerdecke und der obersten Geschossdecke. Anlagentechnisch ergänzt eine kontrollierte Wohnungslüftung die „Duo-Hybrid“-Einbauten. Die Heizungs-Vorlauftemperatur begrenzt sich damit auf maximal 55 °C. Die Wärmepumpen schaffen 65 °C, sodass sie auch die Trinkwassererwärmung mehrheitlich übernehmen können.

In jedem der vier Heizungskeller stellten die Anlagenbauer von der Brusius GmbH aus Kelkheim sowie die Karl-Heinz Lewalter GmbH aus dem hessischen Weinbach zwei Racks mit jeweils oben dem Brennwertgerät mit 46 kW und unten der CTC-Wärmepumpe mit 17 kW als Kaskade auf. CTC gehört wie Giersch zum Nibe-Konzern. Die einzelne Unit hat Besenschrankgröße. Sie lässt sich so problemlos im Altbau ein- und unterbringen. Damit stehen jedem Block 34 kW Wärmepumpen- und 92 kW Gas-Heizleistung zur Verfügung.

„Es stellte sich heraus“, zieht Dirk Wepner, Leiter Technischer Vertrieb bei Giersch, ein erstes Fazit nach einigen Monaten Betrieb, „dass wir diese hohe Leistung der Erdgasinstallation vermutlich gar nicht immer benötigen. Wir hatten ja vor allem an den hohen Warmwasserbedarf gedacht, aber der hält sich doch so in Grenzen, dass die Wärmepumpe ausreicht, auch im Sommer mehrheitlich den Heißwasserbedarf zu decken. Immerhin liefert die ja bis 65 °C Vorlauftemperatur.“