Mit Wärmepumpenkaskade zum energieeffizienten Mehrfamilienhaus
Als Einkommensquelle für den Ruhestand errichtete die Familie Mayer in der „Schwäbischen Toskana“ ein Acht-Parteien-Miethaus. Der Anspruch: generationenübergreifender Wohnkomfort bei klimafreundlicher Technik und niedrigen Nebenkosten. Die Effizienzklasse KfW 40 Plus erreichte man in nur einem Jahr Bauzeit – dank eines stimmigen Maßnahmenpakets. Zum Einsatz kam ein hocheffizientes Heizungssystem mit Doppel-Wärmepumpe, ergänzt um PV und Batteriespeicher.
Acht barrierefreie Mietapartments von 44 bis 105 m² mit gehobener Ausstattung und komplett vorgerüstet für E-Mobilität: Das private Bauprojekt im süddeutschen Ellhofen sollte in jeder Hinsicht zukunftssicher werden. Die Bauleitung führte Eigentümerin Sandra Mayer selbst, gemeinsam mit Architekt Rolf Ingelfinger aus Erlenbach. Für einen Großteil der handwerklichen Arbeiten konnte sie Uwe Mandel aus Wimmental gewinnen. Der gelernte Flaschner und SHK-Meister beschäftigt heute zehn Mitarbeiter und bedient ein umfangreiches Haustechnik-Portfolio. „Die Zusammenarbeit mit Uwe Mandel hat sehr gut funktioniert. Wir kennen uns auch schon seit einigen Jahren!“
Vieles spricht für die Kaskade
Für die Planung und Installation der Heizungsanlage zog SHK-Meister Mandel einen bewährten Kontakt zurate: Willy Emmert, Technischer Außendienst für BRÖTJE bei Gienger und Renz Haustechnik. Um eine möglichst unabhängige Energieversorgung zu gewährleisten, machte es Sinn, das Gebäude mit einer leistungsstarken PV-Anlage zu versehen und diese mit einem Wärmepumpensystem zu koppeln. Hier entschied man sich für eine Variante, die im Gaskesselbereich längst Standard ist: Statt ein großes Gerät mit doppeltem Verdichter anzuschaffen, ließen die Mayers eine Kaskade aus zwei kleinen Modellen installieren. Zwei Brötje Luft-/Wasser-Wärmepumpen vom Typ BLW NEO 12 decken gemeinsam den Wärmebedarf von 24 kW. „Wir haben uns für dieses Modell entschieden, weil es uns als sehr leise und effizient empfohlen wurde“, erläutert Sandra Mayer. Die BLW NEO 12 eignet sich mit einem Schallleistungspegel von ca. 50 dB(A) ideal für die Platzierung in Wohngebieten. Zudem punktet sie mit einem neuartigen Wärmetauscher-Verbundsystem und bedarfsabhängig vollmodulierendem Betrieb mit einem COP von 4,02.
Der Hauptvorteil der Kaskade: Sie arbeitet flexibler und damit stromsparender als ein Einzelgerät. Bei niedrigem Bedarf läuft nur eine Wärmepumpeneinheit, erst bei höherer Anforderung schaltet sich die zweite dazu. So erreichte die Anlage in Ellhofen nach der ersten Heizperiode die bemerkenswerte Jahresarbeitszahl (SPF) 7.7. 1 kW zugeführter Strom bringt dem Gebäude also über 7 kW Heizwärme-Ertrag – das sind rund 50 % mehr als bei vergleichbaren Systemen mit einem typischen SPF von 5. So zahlt sich die Investition in zwei Maschinen auf Dauer aus. Hinzu kommen längere Laufzeiten, die sich positiv auf die Lebensdauer auswirken, sowie die höhere Betriebssicherheit. Ein weiteres Plus von Kaskadenmodellen: Bei Bedarf könnte man auch Wärmepumpen unterschiedlicher Art und Leistung miteinander verbinden.
Rasche Installation der Kaskadenanlage
Die beiden Außeneinheiten (HBT pro Gerät: 1724 x 971 x 981 mm) sind freistehend auf dem Tiefgaragendach platziert, wo keine angrenzenden Wände das Betriebsgeräusch verstärken. Sie stehen auf ca. 1 m hohen Aluminiumsockeln, die in eine Grube mit 3-4 cm starkem Grobschotter eingelassen sind. Anders als auf einem Betonfundament versickert hier Kondenswasser problemlos und wird dann abgeleitet. Der elektrische Anschluss sowie Heizungsvor- und rücklauf führen durch den Boden unter den Wärmepumpen in den Heizungsraum. „In Ellhofen hatten wir zwischen den Außen- und Inneneinheiten rund 8 m zu überbrücken. Bis zu 25 m sind technisch unproblematisch“, erläutert Technischer Berater Willy Emmert. „Natürlich benötigt man für die hydraulische Verrohrung der Kaskade etwas mehr Fläche als bei einem Einzelgerät, ansonsten fällt beim Verlegen der Leitungen kaum Mehraufwand an. Ab einer Leistung von rund 20 kW sind die Installationskosten für zwei kleine Wärmepumpen sogar niedriger als die für ein großes Gerät. Und im Betrieb laufen die kleinen effizienter“.
Minimalverbrauch dank dezentraler Regelung
Während die Außeneinheiten der BLW NEO 12 bei bis zu -25 °C Kälte betrieben werden können, benötigen die wandhängenden Inneneinheiten geschlossene Räume mit +5 °C bis +40 °C. Sie bieten schnellen Zugang zu Regelungsoptionen und Betriebswerten. Das Regelungs-Kommunikationsmodul NEO RKM ermöglicht hier einen Fernzugriff über Heimnetzwerk oder Ethernet, zum Beispiel durch PV-Wechselrichter oder externe Stromversorger. Die Wärmepumpen können damit vom Netzbetreiber lastabhängig ein- und ausgeschaltet werden – sie sind „Smart Grid Ready“. Das Brauchwasser fließt im Keller durch eine Entkalkungsanlage, die Erwärmung erfolgt dann dezentral über separate Durchlauferhitzer in jeder Mieteinheit. Das hat einige Vorteile: Anstatt Heißwasser zu speichern und unter Temperaturverlust durch lange Rohre zu pumpen, erzeugt man es bedarfsgerecht direkt in der Wohnung. Außerdem kann die Wärmepumpenanlage unabhängig von der Trinkwasserverordnung betrieben werden. Eine Legionellenschutzschaltung, bei der das Wasser täglich auf über 60 °C erhitzt werden muss, ist nicht nötig. Stattdessen hält ein 850 l fassender Pufferspeicher von Cosmo das Heizungswasser auf 30-35 °C. Das genügt für die Versorgung der flächendeckenden Fußbodenheizungen in den Apartments, die ebenfalls mit eigenen Bedieneinheiten ausgestattet sind.
Solarstrom satt und warme Wände
Voraussetzung für das Förderprogramm KfW-Effizienzhaus-Standard 40 Plus war neben einem dezentralen Lüftungssystem auch die Nutzung von Mieterstrom. Ein Unterfangen, das selbst die fachkundige Bauherrin an ihre Grenzen brachte: „Die Bürokratie rund um den Mieterstrom ist maximal anstrengend. Mich wundert es nicht, dass dies so wenig umgesetzt wird.“ Heute liefert eine PV-Anlage in Ost-West-Ausrichtung bis zu 39 kWp an Leistung und betreibt damit auch die hocheffiziente Wärmepumpenanlage. Für Überschüsse steht ein Batteriespeichersystem bereit. In der Regel ist der Stromgewinn so groß, dass kaum Elektrizität zugekauft werden muss.
Bei der Qualität des Mauerwerkes wollten die Mayers ebenfalls keine Kompromisse eingehen. Sie suchten ein umweltfreundliches Baumaterial, das ohne weitere Dämmstoffschichten die Wärme im Haus hält. Die Wahl fiel auf Planziegel aus natürlichem Ton, die alle erforderlichen Materialeigenschaften mitbrachten. Durch den Verzicht auf eine Dämmschicht ergab sich zusätzlicher Wohnraum, die Bauphase verkürzte sich spürbar.
Fazit
Konsequent hohe Qualitätsansprüche, kompetente Kontakte und viel Engagement haben sich für die Mayers ausgezahlt. Zwei Jahre nach Planungsbeginn im Frühjahr 2020 stand ihr KfW-geförderter Neubau bereit zum Bezug. Alle acht Wohneinheiten waren in kürzester Zeit vermietet. „Es war ein spannendes Projekt mit viel Zeitaufwand. Während der Bauphase haben wir uns jede freie Minute um den Fortgang und die Details gekümmert. Im Nachhinein sind wir stolz, dass alles so gut geklappt hat“, resümiert Sandra Mayer. „Alle Firmen und Handwerker kommen aus der Region. Wir kennen sie als zuverlässig und stets erreichbar, wenn es schnelle Entscheidungen zu treffen gilt. Und uns ist wichtig, dass das Geld ebenfalls in der Region bleibt.“ Auch Uwe Mandel schätzt den Wert langlebiger Partnerschaften: „Wir arbeiten seit 2004 mit Gienger und Renz, dem Großhandel für Brötje-Produkte. Beratung, Service und Zusammenarbeit funktionieren einwandfrei.“
Quelle: BRÖTJE