Zum Einsatz kommen denn auch zwei kompakte „Ecodan“-Luft/Wasser-Wärmepumpen vom Typ „PUD-SHWM-140-YAA“ von Mitsubishi Electric, die als Kaskade im Außenbereich installiert worden sind. Die Kaskadierung der Wärmepumpen bietet, nach Angaben des Herstellers, zahlreiche Vorteile gegenüber einer einzelnen Wärmepumpe mit entsprechend großer Leistung: Der Betrieb im sehr großen Modulationsbereich einer Kaskade ist wesentlich effizienter, als der Betrieb nur einer Wärmepumpe, die ihre Leistung weniger exakt anpassen kann. Denn so können die Einheiten gleichzeitig im Teillastbetrieb arbeiten.
Eine Kaskadenregelung mit Auto-Adaptfunktion optimiert das Betriebsverhalten und sucht automatisch den jeweils besten Betriebspunkt. Außerdem bietet eine Kaskade eine Redundanzfunktion bei der Wartung von Einzelgeräten und führt zu einer erhöhten Betriebssicherheit. Jedes der beiden „Ecodan“-Außengeräte verfügt über 14 kW Nenn-Wärmeleistung. Damit decken die Wärmepumpen die Heizlast des Gebäudes im monovalenten Betrieb ab und stellen gleichzeitig noch genügend Energie für die Trinkwassererwärmung zur Verfügung.
Invertertechnologie für hohe Effizienz
Die beiden Außengeräte stehen hinter einem Stallgebäude, so dass sie von der Terrasse aus nicht zu sehen sind. Jede Außeneinheit ist im Technikraum mit einem Hydromodul verbunden. Ein besonderes Merkmal der hier eingesetzten Heiztechnik ist die patentierte „Zubadan“-Invertertechnologie. Mit ihr ist es möglich, den Kältemittel-Massenstrom 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 Wärmepumpensystem konstant gehalten werden.
Das heißt, die Wärmepumpen können auch bei sehr niedrigen Außentemperaturen von bis zu -15 °C noch 100 Pro-zent ihrer Heizleistung erbringen. Gleichzeitig erweitert sich der untere Einsatzbereich auf bis zu -28 °C 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 nicht erforderlich. Zur Trinkwarmwasserbereitung steht im Technikraum ein 1.000-Liter-Kombispeichersystem bereit. Der Kombispeicher ist ein spezieller Pufferspeicher und beinhaltet im oberen Teil einen Kupferwärmeübertrager zur Erwärmung des Trinkwassers. Hier wird in einem etwa 450 Liter großen Speicherbereich Heizungswasser zur Raumwärmeversorgung vorgehalten.
Darüber hinaus erfüllt der Pufferspeicher im Anlagenkonzept weitere Aufgaben. Er dient auch zur Überbrückung von Sperrzeiten des Stromversorgers, um jederzeit genügend Wärme zu liefern und stellt gleichzeitig Energie für die Abtauung der Außeneinheiten im Winter bereit. Zusätzlich ist eine bereits vorhandene Photovoltaik-Anlage ebenfalls in das Konzept eingebunden. Sobald der auf dem Dach erzeugte Solarstrom nicht für den Haushaltsstrom verwendet wird und der PV-Solarstromspeicher vollständig aufgeladen ist, wird die überschüssige Energie über einen Elektroheizstab in den Kombispeicher eingebracht. Erst wenn der vorgegebene Solltemperaturwert erreicht ist, wird der Strom in das öffentliche Netz eingespeist.
Fazit
Mit einem ehemaligen Resthof hat sich das Ehepaar Broscheit einen Lebenstraum erfüllt. Das Wohngebäude mit einer Fläche von rund 320 m2 umfasst neben dem eigenen Wohnbereich eine Miet- und eine Gästewohnung sowie ein weiteres Gästezimmer für Ferienbesucher. Nach dem Einzug wurden zusätzlich Dämmmaßnahmen an der Gebäudehülle vorgenommen. Als jüngstes Projekt ist der alte Gas-Wärmeerzeuger durch ein Luft/Wasser-Wärmepumpensystem ausgetauscht worden. Zum Einsatz kommt eine „Ecodan“-Luft/Wasser-Wärmepumpe des Herstellers Mitsubishi Electric, die als Zweier-Kaskade ausgeführt ist. Die Kaskadierung der Wärmepumpen bietet zahlreiche Vorteile gegenüber einer einzelnen Wärmepumpe. Der Betrieb im sehr großen Modulationsbereich einer Kaskade ist wesentlich effizienter als der Betrieb nur einer Wärmepumpe, die ihre Leistung weniger exakt anpassen kann, und führt darüber hinaus zu einer erhöhten Betriebssicherheit.
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