Durchdachte Konzepte für die Heizungsmodernisierung

Im Jahr 2021 gab es in Deutschland etwa 2 Mio. Mehrfamilienhäuser mit ca. 16 Mio. Wohnungen, davon wurden ungefähr 10 % mit Gasetagenheizungen beheizt. Es gab also etwa 1,6 Mio. Gasthermen. Würde die Hälfte davon durch Wärmepumpen ersetzt werden, so käme man auf 800.000 neu einzubauende Wärmepumpen. Bei einer Sanierungsrate von 5 % wären das 40.000 Heizsysteme pro Jahr. Es besteht demnach ein riesiger Bedarf. Wie aber lässt sich dieser am besten bedienen?

Beim Umbau ist eine Vielzahl unterschiedlicher Faktoren zu berücksichtigen. Dazu gehören beispielsweise der Ausbau des Stromnetzes, der Platzbedarf, die Wärmeverteilung, die Lüftung und der Bedarf an warmem Wasser sowie die Anforderungen an die Trinkwasserhygiene. Die Heizsysteme müssen in der Lage sein, eine bestimmte Temperatur vorzuhalten, um die Legionellenbildung zu unterbinden.

Nibe bietet mehrere unterschiedliche Konzepte für einen Heizungstausch in Mehrfamilienhäusern sowohl für zentrale, als auch für dezentrale Heizsysteme zur Auswahl. Konkret können dabei Abluft-, Brauchwasser-, Luft/Wasser- oder Sole/Wasser-Wärmepumpen zum Einsatz kommen.

Heizungsumstellung und Trinkwasserhygiene

Bei der Heizungsumstellung im Einfamilienhaus steht häufig die Betrachtung des Wärmeverteilsystems und die erforderliche Heizleistung des Gebäudes im Vordergrund. In Verbindung mit einer Hochtemperatur-Wärmepumpe können oftmals sogar bestehende Heizkörper einfach weiterverwendet werden.

Im Mehrfamilienhaus oder bei hohem Brauchwasserbedarf kommt auch der Trinkwasserhygiene eine besondere Beachtung zu. Die Anforderungen daran sind in Deutschland in der Trinkwasserverordnung geregelt. Ziel dieser Regelungen ist es u. a., das Legionellenwachstum in den Rohrleitungen und den Warmwasserspeichern zu vermeiden oder zumindest so zu minimieren, dass Gefahren für Nutzerinnen und Nutzer ausgeschlossen sind.

Zur Minimierung von Legionellen wird in der Regel das Warmwasser auf über 60 °C temperiert. Dabei ist eine intervallmäßige Erhitzung des Wassers besser als eine konstant hohe Temperaturhaltung. Da abhängig von der Wasserqualität ab 65 °C Kalk ausfallen kann, kommt es in solchen Anlagen vielfach zu einer starken Belegung der Leitungen, der Wärmetauscher und der Speicher. Darüber hinaus bietet die entstandene Kalkschicht, aufgrund der Rauigkeit und der deshalb vergrößerten Oberfläche, gute Bedingungen für Legionellen. Auch die Wärmeübertragung wird dadurch behindert und führt zum Abfall von Temperatur, Leistung und Effizienz.

Wärmepumpen-Trinkwasserkonzepte für Mehrfamilienhäuser – zentrale Warmwasserbereitung

Eine Reihe möglicher Trinkwasser- und Heizungskonzepte wurden bereits mehrfach in die Praxis umgesetzt. Bei den nachfolgend vorgestellten Beispielen können sowohl Luft/Wasser-Wärmepumpen als auch Erdwärmepumpen mit höheren Lade- bzw. Vorlauftemperaturen zum Einsatz kommen.

Das hier vorgestellte Wärmepumpenkonzept für kleine Mehrfamilienhäuser mit bis zu 16 Wohneinheiten basiert auf einer kompakten Einspeicherlösung. Zum hier verwendeten Speicher gehört ein leistungsfähiges Ladesystem für die hygienische Trinkwassererwärmung. Ein integrierter Heizstab im Kopfbereich des Speichers sorgt im Zuge der Brauchwasserzirkulation für Austrittstemperaturen von 60 °C. Mit dieser Systemlösung wird der größte Teil der zur Brauchwasserbereitung erforderlichen Energie durch die Wärmepumpe energieeffizient und kostengünstig erbracht.

Wärmepumpen/Trinkwasser-Konzept für kleine Mehrfamilienhäuser mit bis zu 16 Wohneinheiten. Wärmeerzeugung über Luft/Wasserwärmepumpen Bild: Nibe

Mehrfamilienhäuser Rövershagen

In dem Projektbeispiel in dem kleinen Ort Rövershagen, nahe der Mecklenburgischen Ostseeküste wurde in drei Mehrfamilienhäusern mit jeweils 10 Wohnungen die Heizung modernisiert. Ein Investor hat die Häuser erworben und sie als Anlage- und Renditeobjekt ausgebaut. Die Gebäude wurden in den 1950er Jahren errichtet, in den 1990er Jahren wurden die Fassaden der Häuser mit einem Wärmedämm-Verbundsystem isoliert, weitere energetische Sanierungsmaßnahmen wurden nicht vorgenommen. Die Beheizung und Warmwasserversorgung der Wohnungen erfolgte im Altbestand durch eine zentrale Gasheizung aus den 90er Jahren.

Die Fläche vor den Mehrfamilienhäusern bot ausreichend Platz, um Erdwärme als Wärmequelle zu nutzen. Vor jedem Gebäude wurden fünf Bohrungen mit je 150 Metern Tiefe eingebracht und mit Erdsonden bestückt. Die Gasheizungen in den Kellern der Häuser wurden jeweils durch eine Sole/Wasser-Wärmepumpe vom Typ Nibe F1355 mit einer Heizleistung von 43 kW ausgetauscht. Für die Versorgung der Wohnungen mit warmem Wasser wurde die Brauchwasser-Großanlage der Häuser mit einem speziellen Warmwasserspeicher ausgestattet, der 500 l Wasser vorhält und über eine integrierte elektrische Nachwärmstufe verfügt. Diese Anlagenkonfiguration ist besonders platzsparend und effizient. Ein Austausch der Heizkörper in den Wohnungen war für einen effizienten Betrieb mit der Wärmepumpe nicht notwendig.

Zentrale Wärmepumpenlösung mit Heizungsspeicher im Keller des Mehrfamilienhauses. Bild: Nibe

Brauchwasserseitige Großanlage mit Vor- und Nachwärmstufe – zentrale Warmwasserbereitung

Ein weiteres Nibe Konzept für brauchwasserseitige Großanlagen basiert auf einer so genannten Zweispeicherlösung: Ein oder mehrere Brauchwasserspeicher werden als Vorwärmstufe von der Wärmepumpe auf ein Temperaturniveau von ca. 55 °C beladen. Zur Sicherstellung einer Austrittstemperatur von 60 °C wird ein weiterer Speicher als Nachwärmstufe mit nachgeschaltetem Mischventil eingesetzt. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass der größte Teil der zur Brauchwasserbereitung erforderlichen Energie durch die Wärmepumpe energieeffizient und kostengünstig erbracht wird. Lediglich ein kleiner Anteil wird durch den Zusatzwärmeerzeuger der Nachwärmstufe erbracht. Einmal täglich wird die Vorwärmstufe einer thermischen Desinfektion unterzogen.

Wärmepumpen mit Trinkwasserkonzept für brauchwasserseitige Großanlagen Bild: Nibe

Brauchwasser-Wärmepumpe mit Booster-Funktion – dezentrale Warmwasserbereitung

In diesem Konzept erhält jede Wohnung ein eigenes System zur Trinkwasserbereitung mittels einer Brauchwasser-Wärmepumpe mit Booster-Funktion. Die sogenannte Micro-Booster-Wärmepumpe vom Typ MT-MB21 nutzt wassergeführte Niedertemperatur-Wärmequellen, die eine Temperatur von 5 bis 45 °C haben können. In diesem Fall nutzt das System die Rücklaufwärme der zentralen Heizungsanlage als Wärmequelle.

Wärmepumpen/Trinkwasserkonzept mit Boosterfunktion Bild: Nibe

Die Brauchwassererwärmung bis zu 65 °C erfolgt dann wohnungsweise im integrierten Trinkwasserspeicher der kompakten Wärmepumpe. Die Energie zur Beheizung aller Wohnungen wird durch ein zentrales Wärmepumpensystem zur Verfügung gestellt. Mit dieser Lösung benötigt jede Wohnung prinzipiell lediglich einen Kaltwasseranschluss sowie die Vor- und Rücklaufleitungen des Heizsystems. Die Komforteinstellungen für das Warmwasser können wohnungsweise vorgenommen werden. Die Trinkwassererwärmung erfolgt erst in der Wohnung mit geringem Speichervolumen. Eine Legionellen-Schutzfunktion ist daher nicht erforderlich.

Broschüre „Mehrfamilienhäuser mit Wärmepumpe“

Bei Nibe werden für nahezu alle Anwendungsbereiche – einschließlich des Gebäudebestands – Wärmepumpen angeboten, die sich auch für höhere Temperaturbereiche eignen. In diesem Zusammenhang stehen eine Reihe unterschiedlicher Wärmepumpenkonzepte für Mehrfamilienhäuser oder Gewerbeimmobilien im Neubau und Bestand zur Verfügung.

Eine neue Broschüre mit verschiedenen Konzepten und Referenzen liefert Informationen und Anregungen, wie der Umstieg von einem fossilen Heizsystem auf eine umweltfreundliche Wärmepumpenheizung auch in größeren Gebäuden gelingt. Sie kann per E-Mail (info@nibe.de) unter dem Stichwort „Nibe MFH mit WP“ angefordert werden.

Eine Information der Nibe Systemtechnik GmbH, Celle