Effizient auch im Altbau
Stimmen die Rahmenbedingungen, können Wärmepumpen auch bei der Sanierung von Gebäuden ihren Einsatz finden
Mit sorgfältiger Planung und Installation können Wärmepumpen auch in Bestandsgebäuden gute Jahresarbeitszahlen erreichen. Durch Vorlauftemperaturen bis 65 °C ist z. B. die Luft/Wasser-Wärmepumpe „flexotherm exclusive“ mit der Außeneinheit „arocollect“ von Vaillant auch für die Modernisierung geeignet. Bild: Vaillant
Die beiden Sole/Wasser-Wärmepumpen „Vitocal 300-G“ von Viessmann erzielen im Altbau trotz herkömmlicher Radiatoren eine Jahresarbeitszahl von 3,4. Die zweite Wärmepumpe wird nur bei Bedarf zugeschaltet. Bild: BWP
Bei der Nachrüstung von Luft/Wasser-Wärmepumpen muss auf Schallschutz geachtet werden. Im Schalllabor wurde für die „TBS“-Baureihe von Glen Dimplex ein Gehäusekonzept entwickelt, das den Luftschall „auf ein flüsterleises Niveau“ vermindert. Bild: Glen Dimplex
Flächenheizungen lassen sich nachrüsten: Bei der Fußbodenheizung „Rotex cut“ werden Kanäle in den vorhandenen Estrich gefräst und darin anschließend die Heizrohre verlegt. Bild: Rotex
Die Pellet-Hybridwärmepumpe „Hybrid“ von Guntamatic verspricht Flexibilität bei der Heizungsmodernisierung. Grundlasten deckt die Wärmepumpe ab, für Spitzenlasten an besonders kalten Tagen ist die Pelletheizung zuständig. Bild: Guntamatic
Wärmepumpen können nicht nur in Neubauten, sondern auch in bestehenden Wohngebäuden eine effiziente Heizlösung sein. Die Installation muss jedoch gut auf das Bestandsgebäude abgestimmt sein.
Öl- oder Gaskessel raus, Wärmepumpe rein? Ganz so einfach klappt der Umstieg von Heizöl oder Erdgas auf Umweltwärme in einem Bestandsgebäude nicht. Anders als konventionelle Öl- oder Gaszentralheizungen arbeiten Wärmepumpen nur dann effizient, wenn alle Bestandteile des Heizungssystems optimal aufeinander abgestimmt sind.
Jeder Altbau ist anders
Die Wärmepumpe in der Heizungssanierung wird also nur dann Erfolg haben, wenn sie gegenüber anderen Heiztechniken die wirtschaftlichste Lösung darstellt. Mehrere Festtests haben gezeigt, dass die hydraulische Einbindung in das Gesamtsystem sowie die richtige Planung und Regelung einen erheblichen Einfluss auf die Effizienz der Anlagen haben.
Jedes Bestandsgebäude hat andere Voraussetzungen. Grundsätzlich sollte die Heizungsmodernisierung daher mit einer Bestandsaufnahme und Bewertung der vorhandenen Anlage starten. Ist das Gebäude überhaupt für eine Wärmepumpe geeignet? Wie sind Wärmeverteilsystem und die Heizflächen aufgebaut? Wie hoch ist der Wärmebedarf? Da alte Öl-und Gasheizungen erfahrungsgemäß überdimensioniert sind, sollten Installateure im Rahmen der Heizungssanierung eine Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 durchführen und sich nicht auf bisherige Werte verlassen.
Passende Wärmequelle finden
Einen entscheidenden Einfluss auf die Jahresarbeitszahl1) hat die Wärmequelle. Generell bieten die Wärmequellen Grundwasser und Erdreich durch das ganzjährig hohe Temperaturniveau die besten Voraussetzungen für höchste Effizienz. Gerade bei der Heizungsmodernisierung sind diese Wärmequellen jedoch nicht immer leicht zu erschließen. Erdkollektoren benötigen eine Verlegefläche, die rund zweimal so groß ist wie die zu beheizende Wohnfläche. Nur wenige Hausbesitzer werden den bereits angelegten Garten dafür wieder aufgraben.
Geringere Bauarbeiten verursachen Brunnen- oder Erdsondenbohrungen. Doch auch hier können enge Grundstücke Grenzen setzen. Dazu kommen ein hoher Erkundungs- und Planungsaufwand sowie aufwendige Genehmigungsverfahren.
Von den Klippen bei Wasser/Wasser- und Sole/Wasser-Wärmepumpen profitieren Luft/Wasser-Wärmepumpen. Obwohl sie gerade während der Heizperiode aufgrund der kühlen Lufttemperaturen am ineffektivsten arbeiten, kommen sie bei der Altbausanierung am häufigsten zum Einsatz. Denn die Investitionskosten sind geringer als bei erdgekoppelten Systemen. Aber auch für kompakte Anlagen ist die Raumsituation in verwinkelten oder engen Altbauten nicht immer ideal: Elco z. B. bietet mit der Luft/Wasser-Wärmepumpe „Aerotop T“ deshalb ein Gerät mit unterschiedlichen Anschlussmöglichkeiten für die Luftführung an, was mehr Flexibilität bei der Innenaufstellung ermöglicht.
Um Nachbarschaftsstreitigkeiten zu vermeiden, sollte bei der nachträglichen Installation von Luft/Wasser-Wärmepumpen zudem ein besonders geräuscharmes Gerät gewählt werden.
Geringe Vorlauftemperaturen anstreben
Neben der Wärmequelle spielt das Wärmeverteilsystem im Gebäude eine wesentliche Rolle für die Effizienz einer Wärmepumpe. Je größer der Temperaturhub, d. h. die Temperaturdifferenz zwischen Wärmequelle (Erdreich, Luft) und Heizungswasser (Vorlauftemperatur), desto schlechter die JAZ1). In Bestandsgebäuden erfolgt die Wärmeversorgung meist über Radiatoren mit Vorlauftemperaturen bis zu 65 °C. Durch die Absenkung der Vorlauftemperatur auf max. 55 °C gelangen Wärmepumpen bereits in den Bereich der Wirtschaftlichkeit.
Bessere Voraussetzungen bieten großflächige Wärmeverteilungssysteme wie Fußbodenheizungen. Sie arbeiten mit niedrigen Vorlauftemperaturen um die 35 °C. Jedes Grad Absenkung bei der Vorlauftemperatur bringt rund 2,5 % Einsparung im Energieverbrauch.
Energetisch sanieren oder Heizkörper tauschen
Grundsätzlich empfiehlt sich bei Altbauten eine energetische Sanierung der Gebäudehülle, um den Wärmebedarf dauerhaft zu senken und mit niedrigen Vorlauftemperaturen arbeiten zu können. Kommt eine Wärmedämmung nicht infrage, ist in manchen Altbauten auch die Nachrüstung einer Fußbodenheizung möglich. Hier bieten sich Dünnschicht- oder Trockensysteme mit geringer Aufbauhöhe oder das nachträgliche Einfräsen an. Rotex hat z. B. mit der „Rotex cut“ eine Fußbodenheizung im Programm, bei dem Kanäle staubfrei in den bestehenden Estrich gefräst und die Heizrohre dort direkt eingelegt werden. Eine Alternative ist der Einbau von Gebläsekonvektoren oder von Niedertemperaturheizkörpern in Räumen mit besonders hohem Wärmebedarf.
Bestandteil der Heizungssanierung sollte in jedem Fall auch ein hydraulischer Abgleich sein. Er ist aber ohnehin Voraussetzung für die Inanspruchnahme von staatlichen Fördergeldern.
Sind die benötigten Vorlauftemperaturen in einem Altbau so hoch, dass eine herkömmliche Wärmepumpe nicht möglich ist, können Hochtemperatur-Wärmepumpen zum Einsatz kommen. Mit der reversiblen Luft/Wasser-Wärmepumpe „Logatherm WPL AR HT“ bietet beispielsweise Buderus eine Lösung für Mehrfamilienhäuser an. Die Hochtemperatur-Wärmepumpe ist in acht Leistungsgrößen von 30 kW bis 162 kW Heizleistung erhältlich. Sie erreicht eine maximale Vorlauftemperatur von 65 °C.
Hybride Lösungen auf dem Vormarsch
Zur effizienten Deckung von Spitzenlasten in Altbauten können insbesondere beim Betrieb von Luft/Wasser-Wärmepumpen auch hybride Heizungslösungen ins Spiel kommen. Beispielsweise wird neben der neu installierten Wärmepumpe der alte Öl- oder Gaskessel belassen, der sich an besonders kalten Tagen einschaltet. Auch eine Kombination mit einem Kaminofen oder einer Pelletheizung ist möglich. Die Pellet-Hybrid-Wärmepumpe „Hybrid“ von Guntamatic mit einer Leistung bis 15 kW verbindet z. B. beide Heizsysteme in einem Gehäuse.
Hybride Konzepte bieten sich auch zur Trinkwassererwärmung an. Übernimmt die Wärmepumpe die Erwärmung des Trinkwassers, ist eine größere Heizleistung nötig, da Vorlauftemperaturen um die 35 °C für die Trinkwassererwärmung zu niedrig sind. Günstiger kann die zusätzliche Nutzung einer Solarthermieanlage oder einer Warmwasser-Wärmepumpe sein. Warmwasser-Wärmepumpen sprechen durch weitere nützliche Eigenschaften wie die Kühlung und Entfeuchtung des Aufstellraums für sich.
Inzwischen unterstützen viele Wärmepumpen- und Photovoltaik-Hersteller den Trend, Warmwasser-Wärmepumpen mit PV-Anlagen zu koppeln, um so gleichzeitig die Eigenstromnutzung zu optimieren. So können etwa die Warmwasser-Wärmepumpen „SWP-200“ und „SWP-260“ von Wolf selbsterzeugten Solarstrom in Form von Warmwasser speichern. Die Einspeisung des PV-Stroms ins Netz erfolgt erst dann, wenn der Speicher mit Warmwasser vollständig geladen ist.
Autorin: Almut Bruschke-Reimer, freie Energiejournalistin
1) Jahresarbeitszahl (JAZ): das Verhältnis der von der Wärmepumpe über ein Jahr abgegebenen Wärme zur aufgenommenen elektrischen Energie.
