Energetische Gebäudesanierung Waldkirch

Energetische Gebäudesanierung – Schichtspeicher Oskar und Luftwärmepumpe Max AirMono F67

Die Luftwärmepumpe Max AirMono F67

Wir setzen bei unseren Energie- und Heizkonzepten auf das Zusammenspiel verschiedener Wärmepumpen. Ein Schichtspeicher fungiert dabei als Herzkammer des kompletten Systems, an den insgesamt bis zu 18 Wärmequellen angeschlossen werden können. Eine Neuheit stellt hier die Luftwärmepumpe Max AirMono F67 dar, die eine Gesamtleistung von mehr als 80 kW aufbringt. Die WP Max-AirMono F67 ist eine drehzahlgeregelte Luft/Wasser-Wärmepumpe in Monoblockbauweise zur Außenaufstellung. Sie verwendet das natürliche und umweltfreundliche Kältemittel Propan. Die Anlage besteht aus zwei unabhängigen Kältekreisen, die über eine intelligente Kaskadensteuerung verknüpft und in einem Gehäuse vereint sind. Es erfolgt ein gemeinsamer hydraulischer und elektrischer Anschluss. Hydraulisch sind die Kältekreise wahlweise in Reihe oder parallelgeschaltet, wodurch eine wasserseitige Spreizung von bis zu 20 Kelvin möglich ist.

Durch den großzügig ausgelegten, V-förmig ausgeführten Verdampfer, der mit alternierenden und hydrophil beschichteten Lamellen versehen ist, werden die Abtauzyklen auf ein Minimum reduziert. Die Ventilatoren mit 100 cm Durchmesser verhindern störende Luftgeräusche bei gleichzeitig hohem Luftvolumenstrom. Der 3-fach schallentkoppelte Verdichter trägt sein Übriges bei, um für einen geräuscharmen Betrieb der Wärmepumpe zu sorgen. Die Kältekreise sind betriebsfertig gefüllt, wodurch kein Kälteschein zur Montage notwendig ist. Durch das in der Außeneinheit integrierte Sicherheitsventil sowie den Mikroblasenabscheider wird sichergestellt, dass im Leckagefall ein Eintreten des brennbaren Kältemittels in den Heizraum vermieden wird. Durch die Drehzahlregelung der Wärmepumpe deckt sie ein breites Leistungsspektrum ab und passt sich damit verschiedenen Lasten und Gegebenheiten an. Darüber hinaus ist sie bestens für die Nutzung fluktuierender Energiemengen geeignet und ermöglicht eine intelligente Laststeuerung über alle Energiebereiche hinweg.

Die ratiotherm Luftwärmepumpe WP Max-AirMono F67 besitzt zwei vollständige Kältekreisläufe und benutzt die Außenluft als Primärenergiequelle. Durch das Design sind keine bewegten Teile sichtbar, was wiederum auch Auswirkungen auf die Schallentwicklung hat. Die Luftwärmepumpe ist ausgelegt auf alle Wetterbedingungen. Das Außenteil wird im Freien so installiert, dass Luft ungehindert durch die Verdampfer strömen kann und nicht zurückzirkuliert. Zwei Axialventilatoren fördern hierbei die Luft zum Verdampfer. Der Kältekreislauf ist ein hermetisch abgeschlossener Kreislauf, bestehend aus einem Scroll-Verdichter, einem Verflüssiger (Plattenwärmetauscher), einem Verdampfer (Lamellenwärmetauscher) und elektronischen Expansionsventilen, welche den Durchfluss des Kältemittels steuern. Als Arbeitsmittel wird das natürliche Kältemittel R290 benutzt. Die Luftwärmepumpe WP Max-AirMono wird funktionsbereit und mit vollständig gefüllten Kältekreisläufen geliefert. Angesteuert kann die Wärmepumpe durch den ratiotherm Zentralregler rZR 16×2 werden oder durch einen Fremdregler. Wird das Gerät fremdgeregelt, kann ein externes Display im Heizraum montiert werden, um alle Parameter und Betriebszustände auf einen Blick zu haben. Die ratiotherm Luftwärmepumpe kann im Verbund mit den meisten Elektro-, Gas- oder Ölkesseln betrieben werden.

Sanierungsbeispiel – Mehrfamilienwohnhäuser Waldkirch

Das erste Sanierungsobjekt mit der WP AirMono F67 betraf ein Mehrfamilienhaus in Waldkirch in der Nähe von Freiburg im Breisgau mit insgesamt 12 Wohneinheiten. Der zu sanierenden Wohnkomplex entstand in den Jahren 1958/59 und besteht aus zwei direkt aneinander, seitlich leicht versetzt gebauten Hausteilen, die jedoch ansonsten komplett eigenständig und getrennt erschlossen sind. Es bestehen daher eigene Treppenhäuser, Keller und Speicher, aber auch eigene, autarke Hausanschlüsse für die Gebäudeversorgung (Wasser und Abwasser, Gas, Strom, Telefon). Alle Wohnungen sind aktuell dezentral, mittels eigener Gasdurchlauferhitzer, mit Heizwärme und Warmwasser versorgt. Die Wohnungen besitzen daher Gas- Stromzähler (im Keller) und rechnen daher ihre verbrauchte Energie direkt mit dem Energieversorgungsunternehmen ab. Wohnungswasserzähler sucht man jedoch vergebens, so dass hier bei der Abrechnung nur ein pauschaler Abrechnungsmodus herangezogen werden kann. Einen Technikraum für eine zentrale Heizanlage, oder einen Lagerraum für Brennstoff ist dementsprechend in keinem der beiden Häuser vorhanden, da die dezentralen Wärmeerzeuger sich direkt in den Wohnungen (in den Küchen oberhalb der Arbeitsplatten) befinden, sich also von den Mietern eigenverantwortlich betreiben und steuern lassen.

Die Wärmeversorgung erfolgt künftig über eine, für beide Häuser gemeinsame, zentrale Luft-Wasserwärmepumpe, die mit Propan als Kältemittel gefüllt ist und bis 70°C Temperaturen erzeugen kann. Die Wärmepumpe wird komplett im Freien auf Betonfundamenten aufgestellt und versorgt die Wärmeverteilungszentrale über eine kurze, erdverlegte Versorgungsleitung. Die Heizanlage wird durch eine bauseitige PV-Anlage mit ergänzt, die so ausgelegt ist, dass der notwendige Jahresstrombedarf für die Wärmepumpenbeheizung auch selbst produziert werden kann. Im Heizraum werden zwei Heizwasser-Schichtspeicher, eine Frischwasserstation, eine zwei Gruppen-Heizungsverteilung, aber auch eine 12/18 kW Power to Heat-Anlage montiert, die den Überschussstrom vor Einspeisung zur direkten Beheizung des Schichtspeichervolumens nutzt und so zur Entlastung des Hochtemperaturbetrieb der WP beiträgt. Im erfolgreichen Zusammenspiel mehrerer Komponenten wie PV-Anlage, Oskar-Schichtspeicher (2x mit 1.000 Liter Fassungsvermögen Schweißung vor Ort, PV Max-Heater (Umwandlung von regenerativ erzeugtem Strom aus beispielsweise Photovoltaik (PV), Windenergie oder Biogas in Wärme bezeichnet. Diese Wärme kann sehr einfach und umweltschonend in großen Wärmespeichern gelagert werden – anders als das bei komplizierten Batteriespeichersystemen der Fall ist.), Trinkwasserkaskaden, eigens programmierter Regeltechnik sowie der AirMono F67 konnten die Projektziele alle erfüllt werden.