Wärmepumpen sind ein ebenso effizientes wie umweltfreundliches Heizsystem. Das kann Veldboer mit Zahlen belegen und mit vielen Erfahrungswerten untermauern, denn seine Heizungs- und Sanitärinstallationsfirma baut seit mehr als anderthalb Jahrzehnten Jahren Wärmepumpen ein – bisher viele hundert Geräte. Alle waren und sind von alpha innotec und haben sich als ausgesprochen robust, zuverlässig und leistungsfähig erwiesen. Allein im vergangenen Jahr hat Pluyter rund fünfzig Wärmepumpen installiert.
Architekten und Planer statten ihre Gebäude immer häufiger mit Wärmepumpen aus. Mittlerweile ist diese Technik das meist installierte Heizsystem in deutschen Neubauten. Das liegt daran, dass Wärmepumpen besonders effizient mit Energie umgehen und damit das Klima schützen. Sie entsprechen den Vorgaben des Gesetzgebers und den Förderrichtlinien der Kreditanstalt für Wiederaufbau KfW und des Bundesamts für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle BAFA. Die Fördergelder sind entsprechend hoch.
Wohnkomplex sollte energetisch führend sein
Zu den Projekten, die Pluyter in jüngerer Zeit realisiert hat, gehört ein Wohnkomplex mit 19 Einheiten in Nordhorn. Das Gebäude wird mit Heizenergie versorgt, die überwiegend aus der Erde gewonnen wird. Das Projekt wurde zusammen mit dem Bauunternehmen Solides-Bau geplant, das den Bau erstellt hat. Gemeinsames Ziel war ein energetisch führendes Gebäude als eine Art Vorzeigeprojekt.
Es sollte ein Effizienzhaus nach KfW 40 Standard werden. Dafür muss der Primärenergiebedarf des Hauses um mindestens 60 Prozent unter dem von der Energieeinsparverordnung EnEV vorgeschriebenen Höchstwert liegen. Das ist nur mit regenerativen Energiequellen zu erreichen, in diesem Fall mit einer Erdwärmepumpe. Denn diese Geräte machen aus 1 kW Strom in der Regel rund 4 bis 5 kW Heizenergie.
Gute Voraussetzungen in Nordhorn
Dass die Voraussetzungen für Erdwärmebohrungen im Bereich Nordhorn günstig sind, war bekannt. Durch die jahrelange Arbeit mit Erdwärme kennt Veldboer die Region sehr gut. Es gibt dort weder wasserrechtliche Einschränkungen noch geologische Schwierigkeiten, also beispielsweise dicke Felsschichten oder ähnliches.
Lediglich einen sogenannten Thermal Response Test musste der beauftragte Geologe durchführen. Solche Tests sind vorgeschrieben, wenn man Erdwärmepumpen betreiben will, die dem Erdreich voraussichtlich mehr als 30 kW an Wärmeenergie entziehen, bzw. wenn die Summe aller dafür geplanten Bohrungen 600 m übersteigt.
Und das war beim geplanten Projekt der Fall: Die Heizlast des Gebäudes liegt bei 30 kW, hinzu kommen 12 kW für die Bereitung des Brauchwarmwassers. Um die dafür benötigten Energiemengen aus der Erde zu holen, wurden sieben Bohrungen jeweils rund 100 m tief ins Erdreich getrieben.
Der Thermal Response Test gibt Aufschluss über die Wärmeleitfähigkeit des Gesteins. Damit lässt sich unter anderem feststellen, wie das Erdreich auf den Entzug der Wärmeenergie reagiert und ob es sich ausreichend wieder regenerieren kann, also seine Normaltemperatur erreicht. Durch die Tests soll sichergestellt werden, dass die Temperaturverhältnisse im Untergrund auf Dauer nicht zu stark verändert werden. Und dass der zu erwartende Energieertrag ausreicht, um die Erdwärme-Anlage optimal zu betreiben.
Dazu wird über einen festgelegten Zeitraum, in der Regel 72 Stunden, eine definierte Wärmemenge über eine Erdwärme-Sonde auf das umgebende Gestein übertragen. Die thermische Reaktion (thermal response) wird dann gemessen. Die für den Test angelegte Bohrung kann danach für den Betrieb der Wärmepumpe genutzt werden.
Nachdem der Test positiv verlaufen war, konnten die Arbeiten an der eigentlichen Anlage mit sechs weiteren Bohrungen beginnen.
Nicht nur über Sonden
Das Prinzip einer Erdwärmepumpe ist ebenso einfach wie wirkungsvoll: Sie nutzt den konstanten Energiefluss im Untergrund und bringt die dort herrschende Temperatur – in Mitteleuropa je nach Region etwa 10 °C – auf das Niveau des Heizsystems.
Um Erdwärme zu nutzen, gibt es im Wesentlichen drei Möglichkeiten:
sein wie die zu beheizende Fläche. Heute gibt es allerdings auch sogenannte flächensparende Kollektoren, bei denen die Fläche etwa gleich groß sein muss wie die zu beheizende Fläche.
Da eine Sonde die Erdwärme in großer Tiefe abgreift, ist die Temperatur,
die sie liefert, praktisch keinen Schwankungen unterworfen. Das wirkt sich positiv auf die Effizienz der Wärmepumpe aus. Vor allem bei kleinen Grundstücken, wie sie heutzutage üblich sind, bietet
sich eine Lösung über Bohrsonden an.
So auch im konkreten Fall in Nordhorn, wo die zu beheizende Fläche bei rund 1200 m² liegt.
Je höher die Feuchtigkeitssättigung im Erdreich, desto besser für die Effizienz des Systems. Denn Wasser leitet besser und liefert daher die von der Sonde oder vom Kollektor entzogene Energie schneller wieder nach.
Bild: ait-deutschland
Zentrale Versorgung
Für die Versorgung der 19 Wohnungen mit Wärmeenergie entschied sich Veldboer zu einer zentralen Lösung: Er installierte eine Wärmepumpe SWP 56 professional von alpha innotec. Das Heizsystem wurde mitten in den Baukörper integriert, im ersten Obergeschoss, um möglichst kurze Leitungswege zu erreichen. Insgesamt sei dies laut Veldboer eine besonders platzsparende, einfach realisierbare und kosteneffiziente Lösung.
Die verbaute Wärmepumpe arbeitet besonders leise, stört also die Bewohner auch bei dieser wohnungsnahen Installation nicht. Zum anderen liefert es hohe Vorlauftemperaturen von bis zu 70 °C, um das Brauchwarmwasser aufzuheizen.
Der Großteil der Wohnungen hat zwischen 40 und 65 m² Wohnfläche, zwei liegen bei etwa 120 m². Sie alle werden über Fußbodenheizungen beheizt. Der Pufferspeicher Wärmepumpe fasst 1000 Liter, hinzu kommt ein weiterer Wasserspeicher mit 1250 Liter Inhalt, der zugleich auch für die Aufbereitung des Brauchwarmwasser genutzt wird.
Pfiffige Lösung
Dafür hat Veldboer als Lösung einen sogenannten Hygiene-Kombispeicher von Zeeh mit Zirkulationsanschluss gewählt. Darin integriert ist eine Heizwendel, die 37 Liter Brauchwasser enthält. Diese Heizwendel wird ständig von 60 °C heißem Heizungswasser umspült und funktioniert nach dem Prinzip eines Durchlauferhitzers. Das ist so effizient, dass die Anlage alle Wohnungen mit 21 Duschen, zwei Badewannen und ihrem sonstigen Heißwasserbedarf versorgen kann.
Damit umgeht der Installateur die Vorschriften der Trinkwasserverordnung. Die nämlich verlangen bei einem Trinkwasserspeicher über 400 Liter Fassungsvermögen, dass die Anlage alle zwei Jahre überprüft wird. Das entfällt beim gewählten Durchlauferhitzer-Prinzip.
Jede Wohnung ist mit einer Übergabestation samt Zähler ausgestattet. Dort werden Kaltwasser, Warmwasser und Wärmemenge gezählt. So hat jede Wohnung ihre eigenen Abrechnungsparameter.
Fazit
Inzwischen hat sich die verbaute Anlage bewährt. Die Bewohner sind mit ihren Heizungen und der Versorgung mit Warmwasser zufrieden. Die Anlage läuft ruhig und störungsfrei. Man erzielt bei einem Warmwasseranteil von mehr als 30 Prozent und Raumtemperaturen von rund 22 °C in den Wohnbereichen einen COP von 3,9.
Alle 19 Wohnungen zusammen verbrauchen für ihren Wärmehaushalt lediglich 18 500 kWh Strom im Jahr. Das ist ein Bruchteil dessen, was im Bundesdurchschnitt üblich ist. Zum Vergleich: Ein Drei-Personen-Haushalt allein verbraucht im Jahr durchschnittlich um die 3600 kWh Strom.
Bild: ait-deutschland
Bild: Rolling Rotors / Grab
