Einstieg ins Wärmepumpengeschäft

In Teil 1 (IKZ-HAUSTECHNIK 1/2 2016) und Teil 2 (Ausgabe 4/2016) haben wir erläutert, wie der Einstieg ins Wärmepumpengeschäft gelingen kann. Im dritten und abschließenden Teil der Artikelserie geht es ins Detail. Thematisiert werden die Aspekte Kaskadenplanung sowie die Kombination von Luft/Wasser-Wärmepumpen mit anderen gebäudetechnischen Anlagen, wie z. B. mit einem zweiten Wärmeerzeuger. Abgerundet wird die Serie mit einer Zusammenfassung ergänzender Informationen zur Planung von Wärmepumpenanlagen. SHK-Handwerksmeister Thomas Hermes erläutert die Themen und gibt Tipps sowie Anregungen aus der Praxis.

„In der Öffentlichkeit werden Luft/Wasser-Wärmepumpen häufig nur als potenzieller Wärmeerzeuger für kleine Gebäude wie etwa Ein- oder Zweifamilienhäuser wahrgenommen. Viele Eigentümer und Fachhandwerker sind der Ansicht, dass die Technologie bei niedrigem Wärmebedarf eine gute Lösung sein kann. Dass Wärmepumpen jedoch auch in größeren Objekten wie Mehrfamilienhäusern oder Gewerbeimmobilien sinnvoll eingesetzt werden können, hat sich offensichtlich noch nicht weit herumgesprochen“, sagt Hermes. Er hat bereits mehrfach Luft/Wasser-Wärmepumpen-Kaskaden in größeren Gebäuden installiert und erläutert: „Die Planung einer Kaskade unterscheidet sich nur in wenigen Punkten von der allgemeinen Planung einer Wärmepumpenanlage.“ Generell empfiehlt der Handwerksmeister jedoch, vor der Planung und Installation der ersten Anlage die Schulung eines Herstellers zu diesem Thema zu besuchen: „Wenn man einmal alle Schritte durchgegangen ist, gewinnt man die nötige Sicherheit für eine eigenständige Umsetzung.“

Planung von Kaskaden
Die regelungstechnische Verbindung der einzelnen Außen- und Innenmodule erfolgt über eine zusätzliche Master-Platine. „Bei richtiger Programmierung arbeitet die Anlage bedarfsgerecht und passt ihre Leistung der benötigten Wärmemenge an“, so Hermes. Dabei sei von Vorteil, dass die Geräte im effizienten Teillastbetrieb laufen können: Die Einstellung werde so gewählt, dass bei größerem Wärmebedarf mehrere Geräte arbeiten, anstelle eines Moduls, dass weniger effizient im Volllastbetrieb laufen müsste. Ermöglicht wird dies durch eine spezielle Regelung, die in Abhängigkeit der Leistungsaufnahme der Außengeräte, der momentanen Heizleistung und der Außentemperatur den maximal erreichbaren COP (Peak-COP) errechnet und die Anlage entsprechend steuert. Ein Nebeneffekt ist, dass alle Geräte gleichmäßig genutzt werden und somit in etwa die gleichen Laufzeiten haben.
Ein weiterer Vorteil ist, dass die Kaskadierung ein breiteres Modulationsspektrum ermöglicht. Zudem ergibt sich durch die Redundanzfunktion vor allem bei gro­ßen Wohngebäuden bzw. Nicht-Wohngebäuden ein Sicherheitsaspekt. Sollte sich ein Modul im Offline-Modus befinden, gewährleisten die anderen Geräte die Wärmeversorgung. Hermes rät seinen Kollegen, den Einsatz von Luft/Wasser-Wärmepumpen bei großen Objekten mit hohem Wärmebedarf nicht zu scheuen: „Wer sich bei der Planung einer Kaskade unsicher ist, findet in der Regel auch Hilfe beim Hersteller und in dessen Planungshandbüchern.“

Einbindung anderer Anlagen in das System
Die Technologie der Luft/Wasser-Wärmepumpen ist inzwischen so weit entwickelt, dass die Geräte auch monovalent eingesetzt werden können. Trotzdem gibt es vor allem im Bereich der Sanierungen Situationen, in denen der SHK-Fachhandwerker andere gebäudetechnische Anlagen in das System einbindet. Beispielsweise, wenn der alte Wärmeerzeuger noch gut funktioniert. Anstatt den Öl- oder Gaskessel in solchen Fällen auszubauen, kombiniert Hermes die Systeme, um den alten Wärmeerzeuger ergänzend zu nutzen. „Dann läuft 50 Wochen im Jahr die Wärmepumpe, und an den zehn bis vierzehn kältesten Tagen kommt die Wärme zum Teil vom anderen Wärmeerzeuger“, erläutert er. Ein Vorteil dieser Kombination ist, dass Hausbesitzer so z. B. alte Öl-Brennstoffvorräte aufbrauchen können. Einige Wärmepumpen, wie z. B. das „Ecodan“-System von Mitsubishi Electric, erlauben standardmäßig die regelungstechnische Einbindung eines zweiten Wärmeerzeugers. Verschiedene Einstellungen ermöglichen dabei die Auswahl des Faktors, aufgrund dessen das zweite Gerät zugeschaltet wird – beispielsweise aus Kostengründen oder aufgrund der Emissionswerte. Wichtig bei einem bivalenten Betrieb, betont Hermes, sei die Berücksichtigung eines möglichen Wegfalls des zweiten Wärmeerzeugers. Z. B., falls der alte Öl- oder Gaskessel später ausgebaut werden soll. Wurde die Wärmepumpenanlage dementsprechend geplant, kann sie in diesem Fall auch monovalent effizient arbeiten.
Eine andere Variante ist die Einbindung eines Kamins mit Wassertasche. „Die haben wir hier in Bayern sehr oft“, so Hermes. Auch Solarthermieanlagen können mit einer Wärmepumpen-Anlage kombiniert werden. Hausbesitzer, die eine solche Anlage bereits installiert haben, können diese weiterhin nutzen und beispielsweise im Sommer, wenn die Kollektoren ausreichend Energie für die Warmwasserproduktion liefern, die Wärmepumpe ausschalten. Hermes nutzt für die Kombination mehrerer Systeme einen Pufferspeicher und regelt die Systeme so, dass die Wärmeerzeuger dem Speicher einander ergänzend Energie zuführen.

Ausblick in den Wärmepumpen-Markt
Mit seiner Spezialisierung nur auf Luft/Wasser-Wärmepumpen von einem Hersteller ist Hermes derzeit eine Art Pionier in der Branche. Sorgen um die Zukunft macht sich der Unternehmer, dessen Söhne sich im ersten bzw. dritten Lehrjahr befinden, jedoch nicht. Im Gegenteil, er ist überzeugt, dass sein Familienbetrieb wachsen wird: „Ich habe vor, weiterhin junge Leute zu qualifizierten Mitarbeitern auszubilden.“ Hermes sieht in der Wärmepumpentechnologie die Heiztechnik der Zukunft: „Der Heizungsmarkt wird sich in diese Richtung entwickeln, denn es gibt keine vergleichbaren Systeme mit dieser Effizienz.“
„Dies drückt sich auch im Energieeffizienzlabel aus, das inzwischen für Wärmeerzeuger gesetzlich vorgeschrieben ist. Wärmepumpen – egal ob als alleinstehendes Produkt oder in Kombination mit anderen Geräten – erreichen die höchs­ten Ener­gieeffizienzklassen. Somit ist die Wirtschaftlichkeit dieser Technologie jetzt für Verbraucher direkt und leicht erkennbar. Dies wird sicherlich positive Auswirkungen auf die Beliebtheit von Wärmepumpen haben.“ Dass die Gesetzgebung einen immer stärkeren Weg in Richtung der Nutzung Erneuerbarer Energien vorgibt, zeigt sich auch in der am 1. Januar 2016 in Kraft getretenen Verschärfung der Energieeinsparverordnung (EnEV). Die Neuregelung sieht beispielsweise bei Neubauten eine Senkung der benötigten Primärenergie um 25 % vor. „Wärmepumpen eignen sich bestens, um diese verschärfte Anforderung zu erreichen“, ergänzt der Heizungsbauermeister.
Dazu kommt der ökologische Aspekt: Wird zum Antrieb des Wärmeerzeugers Ökostrom benutzt, wie er bereits von vielen Energieversorgern angeboten wird, kann der Wärmebedarf 100 % CO₂-neutral erzeugt werden. Die Tatsache, dass Strom zunehmend aus Erneuerbaren Energien erzeugt wird, spiegelt sich auch in der EnEV wider. Mit den seit Kurzem gültigen Änderungen wurde der Primärfaktor für Strom gesenkt und auf 1,8 festgelegt.
Für Hermes ist auch die Möglichkeit, Strom selbst zu erzeugen, ein starkes Argument für eine Wärmepumpe: „Mit einer Photovoltaik-Anlage lässt sich der Antriebsstrom für das System auf dem eigenen Dach erzeugen.“ Die stete Verbesserung der Batterietechnik werde diesen Aspekt noch reizvoller machen. „Eine breite Nutzung von Batteriespeichern in privaten Haushalten halte ich nur noch für eine Frage der Zeit“, denkt Hermes. Die Kombination einer Luft/Wasser-Wärmepumpe mit einer Photovoltaik-Anlage zur Produktion des Antriebsstrom und einer Batterie als Stromspeicher ermögliche Hausbesitzern dann eine weitgehende Autarkie bei der Energieversorgung.

Ergänzende Informationen zur Anlagenplanung
Von der Berechnung der Heizlast über die Schallschutzbestimmungen bis hin zu den Anforderungen für die Aufstellung des Außengeräts gibt es einige Punkte, die bei der Planung und Installation einer Wärmepumpenanlage zu beachten sind. In einer Liste zusammengefasst, stehen neben allgemeinen Schritten zur Anlagenplanung weiterführende Informationen (Links u. a. zu JAZ- und Schall-Rechner, Förderübersicht Wärmepumpen), unter www.ikz.de, Stichwort Wärmepumpen-Anlagenplanung, zum Download bereit.

Bilder: Mitsubishi Electric

www.mitsubishi-les.com
www.ecodan-partner.de