Effizienz-Wärmepumpe für Einfamilienhaus nahe Darmstadt

Ersatz einer Gasheizung durch eine Wärmepumpe in Bestandsgebäude mit Fußbodenheizung im Erd- und Heizkörpern im Obergeschoß

  • Das Gebäude von Südost mit dem Balkon über die gesamte Gebäudelänge, die Effizienz-Wärmepumpe steht unterhalb der linken Fenster
    Das Gebäude von Südost mit dem Balkon über die gesamte Gebäudelänge, die Effizienz-Wärmepumpe steht unterhalb der linken Fenster, Quelle: Claus Nintzel
  • Außeneinheit der Wärmepumpe vor dem Gebäude
    Hocheffiziente und leise 15 kW Wärmepumpe für den Bestandsbau zwischen Eingang und Garageneinfahrt, Quelle: Claus Nintzel
  • Standard-Hydraulik-Einheit des Wärmpumpen-Herstellers
    Standard-Hydraulik-Einheit mit Umschalter zwischen Heizung und Warmwasser sowie geregelter Umwälzpumpe und Zusatzheizung, Quelle: Claus Nintzel
  • Kernbohrung mit isoliertem Fernwärmerohr
    Kernbohrung mit isoliertem Fernwärmerohr, dass Vor- und Rücklaufrohre zum Monoblock enthält sowie 2 Leerrohre für Kabel zur WP, Quelle: Claus Nintzel
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Angaben zum Projekt

Das freistehende Einfamilienhaus wurde 1959 erbaut und 1983 erworben. Danach erfolgte die Umstellung von Öl- auf Gasheizung sowie der Einbau einer Fußbodenheizung im Erdgeschoss in Eigenleistung. Gleichzeitig wurden die Heizkörper im Obergeschoss an den veränderten Wärmebedarf angepasst, der sich durch die geänderte Nutzung einzelner Räume ergab.

Nach dem Erwerb wurden das Dach gedämmt, die Fenster gegen eine Zweischeibenverglasung getauscht und Glasbausteine durch eine neue Haustüranlage aus Holz ersetzt. 2015 erfolgte der Austausch der bestehenden Zweifachverglasung durch moderne Wärmeschutzverglasung – mit Ausnahme der Wetterseite.

2017 wurde der Balkon saniert und sowohl von oben als auch von unten gedämmt, da er als durchgehende Betonkonstruktion mit der Erdgeschossdecke verbunden ist. 2018 wurde eine Photovoltaikanlage auf dem Dach installiert, und 2019 folgte eine Teil-Fassadendämmung an Kältebrücken, insbesondere an Bereichen mit dünneren Außenwänden und der Beton-Außenwand.

Um das Gebäude fossilfrei zu beheizen, fiel die Entscheidung für eine Wärmepumpe. Dafür wurden die beiden Heizkreise für die Fußbodenheizung (bisher mit Mischer) und die Heizkörper zusammengeführt. Durch die geringere Vorlauftemperatur wurden im Badezimmer sowie im Fernseh- und Arbeitszimmer spezielle Wärmepumpen-Heizkörper installiert. In den Schlafzimmern des Obergeschosses blieben die Heizkörper unverändert.

Die Vorlauftemperatur beträgt nun 34 °C bei 0 °C Außentemperatur. Ursprünglich lag der jährliche Wärmebedarf mit Gas bei 40.000 kWh, nach der Teilsanierung reduzierte er sich auf 30.000 kWh. Mit der Wärmepumpe beträgt der elektrische Energiebedarf noch etwa 4.000 kWh pro Jahr. Bei einer Jahresarbeitszahl (JAZ) von 5 ergibt sich daraus ein effektiver Wärmebedarf von 20.000 kWh pro Jahr.

Projekteinreichende*r Gebäudeeigentümer
Kooperationspartner Fa Optimize GmbH, Fa. HEWAKS

Eckdaten Gebäude

PLZ Gebäudestandort 64380
Ort Gebäudestandort Roßdorf
Gebäudeart Ein-/Zweifamilienhaus
Baujahr 1946-1976
Sanierungsstand Altbau teilsaniert
Beheizte Fäche 140 m²

Wärmeversorgung vor Einbau Wärmepumpe

Heizungsart alt Gasheizung
Art Brauchwassererwärmung Zentral
Art der Raumwärmeübergabe Heizkörper und Fußbodenheizung
Energieverbrauch 30.000 kWh pro Jahr
Vorlauftemperatur (vorher) 61-70 °C
Leistung Wärmeerzeuger 20 kW
Spezifischer Heizenergieverbrauch 214 kWh/m²a

Herausforderungen

1. Geplant war eine Hybridheizung in Kombination mit der vorhandenen Gas-Brennwertheizung. Ein lokaler Installateur bot die Umsetzung für über 50.000 € an. Die Vorgabe war die Nutzung von Propan (R290), das beim Standardlieferanten des Installateurs nicht verfügbar war. Stattdessen schlug ich einen anderen Hersteller vor, jedoch wurde der Einbau dieses Produkts nur in Verbindung mit einem Austausch der bestehenden Gasheizung angeboten.

2. Während der Recherche wurde ich auf die Hocheffizienz-Wärmepumpe aufmerksam, die ich am Ende auch installierte

3. Ich fand einen Planer vor Ort, der das Projekt begleiten konnte.

4. Ein Antrag auf Förderung bei der BAFA wurde gestellt, einschließlich des geplanten Ausbaus der Gasheizung.

5. Die Umsetzung der Verrohrung erfolgte durch einen bislang unbekannten Installateur.

6. Aufgrund einer Erkrankung mit Reha bis Weihnachten 2023 verzögerte sich das Projekt.

7. Die restliche Installation begann Mitte Januar 2024, und die Inbetriebnahme der neuen Heizungsanlage erfolgte am 23. Januar 2024.

8. Wenige Wochen nach der Inbetriebnahme wurde zur Optimierung ein Bypass für die Gasheizung integriert, die sich noch im Standby-Modus befand. Dies diente zunächst zur Erhöhung des Durchflusses und wurde später zur Durchflussbalance zwischen Fußbodenheizung und Heizkörpern genutzt. Zwischenzeitlich wurde die Gastherme deinstalliert.

9. Im Sommer wurde der Wärmetauscher der Fußbodenheizung erneuert, wodurch die Vorlauftemperatur um 3–4 Grad Celsius gesenkt werden konnte.

Lösungsansatz

Die beiden Heizkreise für die Fußbodenheizung (bisher mit Mischer) und die Heizkörper wurden zusammengeführt. Die dadurch geringere Vorlauftemperatur wurde im Badezimmer sowie im Fernseh- und Arbeitszimmer durch den Einbau neuer Wärmepumpen-Heizkörper ausgeglichen. In den Schlafzimmern im Obergeschoss blieben die bestehenden Heizkörper unverändert.

Nach wenigen Wochen wurde zur Optimierung ein Bypass für die Gasheizung integriert, die noch im Standby-Modus vorhanden war. Dies diente zunächst zur Erhöhung des Durchflusses und wurde später zur Durchflussbalance zwischen der Fußbodenheizung und den Heizkörpern genutzt.

Im Sommer erfolgte die Erneuerung des Wärmetauschers für die Fußbodenheizung, wodurch die Vorlauftemperatur um 3–4 Grad Celsius gesenkt werden konnte.

Beide Optimierungsmaßnahmen wurden auf Empfehlung des Planers durchgeführt.

Erfahrungen und Ausblick

Das Projekt war erfolgreich, auch wenn es sich etwas in die Länge gezogen hat. Ich verfolge die Daten der Wärmepumpe fast täglich über den VPN-Zugang. Sie arbeitet wie erwartet. Ab und zu ändere ich ein paar Parameter minimal. Weitere Maßnahmen sind nicht geplant. Der Heizstab wurde noch nicht benötigt.

Tipps für Dritte

Sie benötigen einen Planer/Installateur mit guten Kenntnissen zu Planung und optimaler Einstellung der Wärmepumpe. Ich habe z.B. keinen Pufferspeicher benötigt, weil ggf. die erste große Wärmeabnahme über die Fußbodenheizung erfolgt. Die verwendete Wärmepumpe hat eine großen Modulationsbereich für den Normalbetrieb.

Steckbrief Wärmepumpe

Datum Inbetriebnahme der Wärmepumpe
Dauer der Umsetzung 6 Monate: Beginn der Planung im August 2023, Inbetriebnahme der Wärmepumpe im Januar 2024
Wärmequelle
  • Außenluft
Thermische Leistung 15 kW
Elektrische Leistung 6 kW
JAZ laut Planung 5,0
Saisonale Leistungszahl SCOP 5,73
Maßnahmen Heizsystem
  • Hydraulischer Abgleich
  • Heizkörpertausch

Betriebsdaten Wärmepumpe

Vorlauftemperatur (neu) 34 °C
Stromverbrauch Wärmepumpe 4.000 kWh pro Jahr
JAZ Wärmepumpe 5
Erläuterungen Die JAZ wurde berechnet und beinhaltet die Stromaufnahme der Wärmepumpe sowie des Heizstabs.

Heizenergie- und Stromverbrauch werden über Display bzw. VPN der Wärmepumpe abgelesen. Es wurde ein volles Betriebsjahr ausgewertet.

Kosten

Kosten Wärmepumpe (inkl. Einbau):
41.000 €
Gesamtkosten (inkl. begleitender Maßnahmen):
41.000 €
Fördermittel:
13.800 €

Kontaktdaten

Claus Nintzel
64380 Roßdorf
Deutschland
E-Mailclaus@nintzel.net
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