Bedeutung von Hocheffizienz-Wärmepumpen bei der energetischen Gebäudesanierung

摘要

Die umfassende energetische Gebäudesanierung mit dem Ziel, die Energiekosten und den Primärenergieverbrauch eines solchen Gebäudes so zu verringern, dass es mit aktuellen Neubaustandards vergleichbar ist, kann nur durch eine Kombination von Maßnahmen an der Gebäudehülle (Isolierung) und der Erneuerung der Heizung (Erneuerbare Energien) erreicht werden. Am Beispiel eines freistehenden 350 m~2 Einfamilienhauses, Baujahr 1994, wird gezeigt, wie man unter Verwendung aller staatlichen Fördermaßnahmen und durch Einsatz modernster Technologien und hohem persönlichem Engagement des Eigentümers aus einem Altbau mit hohen Energiekosten ein umweltfreundliches Plus-Energie-Haus realisieren kann. Eine Kombination modernster Isolierwerkstoffe, wie z. B. Spaceloftmatten (WLG016) oder eine Aero-gel-Einblasdämmung (WLG021), mit hocheffizienten Vakuum-Solarkollektoren und einer energetisch optimierten, Inverter geregelten Direktkondensations-Wärmepumpe mit stromlos arbeitenden GECO_2-Erdwärmerohren, die zusammen mit dem wasserführenden Kamin auf einen großen Kombinationsspeicher geschaltet wurden, reduziert den Primärenergieeinsatz von 76.505 kWh/a auf 13.065 kWh/a. Das ergibt eine prozentuale Einsparung von 83 %. Dem sanierten Haus wurde aufgrund dessen der „KFW-Effizienzhaus-Standard" bescheinigt, so dass der KFW Investitionszuschuss gewährt werden konnte. Eine bereits vorhandene Photovoltaikanlage mit 11 kWp ist nun in der Lage, das Gebäude vollständig mit Strom zu versorgen und sogar noch einen Überschuss zu produzieren, der ins öffentliche Netz eingespeist wird. Neben anderen effizienten Wärmeerzeuger wurde eine erdgebundene CO_2-Direktkondensations-Wärmepumpe eingesetzt. Sie verwendet selbsttätig arbeitende GECO_2-Erdwärmerohre, die ohne Quellenpumpe auskommen und den Strombedarf der Wärmepumpe gegenüber herkömmlichen Sole-Wärmepumpen um etwa 5% reduzieren. Die besonders guten Wärmeübertragungseigenschaften der CO_2-Erdwärmerohre aus spiralgewelltem Edelstahlrohr mit Phasenwechsel halbieren den Bohrlochwiderstand gegenüber herkömmlichen Solesonden und reduzieren den Energieverbrauch etwa um weitere 10 %. Der Kombinationsspeicher mit Direktkondensations-Wärmetauscher bringt weitere signifikante Einsparungen. Zusammen mit einem Inverter geregelten Wärmepumpenverdichter führt dies insgesamt zu einer Steigerung der energetischen Effizienz um mehr als 40% gegenüber herkömmlichen Sole-Wärmepumpen. Eine spezielle, von Hauseigentümer selbst entwickelte Software integriert alle Steuer- und Regelfunktionen der Energieerzeuger und Verbraucher und erlaubt einen witterungsgeführten, optimalen Betrieb der Anlage. Die in der vergangenen Heizperiode gemessenen Werte bestätigen die Erwartungen. Das Ziel, den Primärenergieverbrauch des Gebäudes deutlich zu senken, wurde erfüllt. Die dadurch gegenüber der auf ÖI basierenden früheren Heizung drastisch gesenkten Energiekosten machen eine Amortisation des eigenen Kapitals in etwa 8,5 Jahren möglich. Darin noch nicht berücksichtigt sind die Fördermittel der BAFA und KFW. Dies konnte allerdings nur erreicht werden durch einen sehr hohen Eigenanteil bei der Durchführung der einzelnen Maßnahmen durch die Eigentümer. Ihr Engagement wurde belohnt durch den 3. Platz beim Wettbewerb des RWE Innovationspreises 2012.