Sanierung steigert Energieklasse von E auf A+

Meistens kommt es doch anders, als man denkt. Selbst das durchdachteste Sanierungs- oder Modernisierungsprojekt stellt Planer und Ausführende vor schwierige Fragen, wenn sich die Anforderungen an die Umsetzung in einem viele Jahrzehnte alten Bestand komplett ändern. Und das taten sie bei der Sanierung des Mehrfamilienhauses in der Wormser Friedrichstraße 13–15.

Die Investorin GSW und das Planungsbüro Ruhl TecConsult GmbH wollten vor allem die energetischen Aspekte verbessern. „Maßnahmen an der Gebäudehülle sollten den Wärmebedarf senken und die wartungsintensiven Gas-Etagenheizungen sollten einer Zentralheizung mit Wärmepumpe weichen“, erklärt Planer Ruhl. Die alten Kamine boten sich für die Steigleitungen an und die Radiatoren konnten weiter eingesetzt werden. Der bewährte Ansatz gewinnt durch eine moderne Zusatzkomponente an Effizienz: Für die ressourcenschonende Warmwasserbereitung plante Ruhls Team den Einsatz einer sogenannten eXergiemaschine – dies ist eine gemeinsame Entwicklung der Firmen varmeco und BMS-Energietechnik – als eine Art Add-on-Wärmepumpe.

Effiziente Warmwasserbereitung mit der eXergiemaschine

„Die eXergiemaschine ist eine Wasser/Wasser-Wärmepumpe für hohe Quelltemperaturen und einen hohen Temperaturhub“, so Pascal Bartholome, der maßgeblich bei der technischen Planung des Sanierungsprojekts mitwirkte. „Die eXergiemaschine soll bei solchen Projekten die Heizungswärmepumpe nicht ersetzen, sondern ergänzen, indem sie den Temperaturhub auf etwa 65 °C für die Warmwasserbereitung und -zirkulation oder – bei Einsatz von Radiatoren in Altbauten – für höhere Vorlauftemperaturen im Heizkreis bewirkt.“Die Heizungswärmepumpe muss dann nur ca. 36–40 °C liefern und arbeitet in ihrem optimalen Betriebspunkt. Da die eXergiemaschine nur einen Teil der Wärme nacherhitzen muss (für Warmwasser oder für Heizwärme an den kalten Wintertagen) und diese Aufgabe mit einem COP von etwa fünf erledigt, ist die Kombination der zwei Wärmeanlagen effizienter als der alleinige Einsatz einer Heizungswärmepumpe oder deren Kombination mit einem Elektroheizstab zum Nacherhitzen. 

So funktioniert die eXergiemaschine

Die eXergiemaschine, die varmeco und ihr Schweizer Partner BMS-Energietechnik entwickelt haben, stellt eine optimierte Temperaturschichtung im Pufferspeicher (Heizspeicher) her. Dazu arbeitet im Inneren des Geräts eine Wasser/Wasser-Wärmepumpe mit Nennwärmeleistungen Q_th von 3 bis 100 kW, die für eine große Temperaturspreizung von etwa 50 K im Pufferspeicher ausgelegt ist und auch bei Quelltemperaturen von 55 °C und mehr arbeitet.

Während des Betriebs entnimmt die eXergiemaschine über zwei Kreisläufe Wasser aus der Mitte des Speichersystems. Ein Kreislauf leitet Wasser zum Kondensator der Wärmepumpe, wo es erhitzt wird, bevor es in den heißen Teil des Speichers gelangt. Der andere Kreislauf führt über den Verdampfer und leitet das dort heruntergekühlte Wasser anschließend in den unteren, kalten Speicherbereich.

Die eXergiemaschine ist in der 3- und 5-kW-Ausführung als kompaktes Wandgerät erhältlich; für die Leistungsklassen 5 bis 100 kW Wärmeleistung werden Standgeräte angeboten.

Umplanen nach brandbedingtem Wasserschaden

Dass die zuvor beschriebene Lösung so nicht umgesetzt wurde, ist durch ein Unglück bei der Sanierung begründet: Im Jahr 2022, kurz vor Ostern, entzündete sich bei Dacharbeiten ein Brand, und der beim Löschen entstandene Wasserschaden machte viele der 16 Wohneinheiten unbewohnbar. Die GSW stellte daher den Mieterinnen und Mietern unverzüglich Ersatzwohnraum bereit und beschloss in Folge, das Haus in Worms grundlegend zu sanieren. Die Radiatoren wurden entfernt und stattdessen Fußbodenheizungen eingebaut. Sie wurden über Zwei-Leiter-Wohnungsstationen an die Wärmeleitung angeschlossen. Zudem wurden sämtliche Bäder modernisiert, die Gebäudehülle gedämmt, und das Dachgeschoss bekam großzügige Gauben.

Anlagenschema Bild: Ruhl TecConsult GmbH

Aufgrund der besseren Gebäudedämmung genügt nun für die ca. 900 m² beheizbare Fläche eine 35-kW-Erdgas-Wärmepumpe, die von einer 50-m²-Solarthermieanlage unterstützt wird. Den Temperaturhub von den 36 °C, die die Gas-Wärmepumpe liefert, auf etwa 65 °C für die Warmwasserbereitung, bewirkt eine eXergiemaschine pro mit 40 kW thermischer Leistung. Damit die Temperaturniveaus für Heizen und Warmwasser entkoppelt sind, wurden Hoch- und Niedertemperaturspeicher installiert. Aus Platz- bzw. Einbringungsgründen wählte Ruhl je zwei 800-l-Pufferspeicher. Die Wärmepumpe ist für das Beladen des Niedertemperaturspeichers zuständig, aus dem heraus der Heizkreis bedient wird. Die eXergiemaschine nutzt die Niedertemperaturwärme, hebt sie auf 65 °C an und lädt damit den Hochtemperaturspeicher. Gleichzeitig kühlt die eXergiemaschine den Rücklauf zur Gas-Wärmepumpe und steigert dadurch deren Wirkungsgrad zusätzlich.

Das 60 Jahre alte Bestandsgebäude bietet nach umfassender Sanierung Energieeffizienz und modernen Wohnkomfort. Bild: Gemeinnütziges Siedlungswerk GmbH

Die Bewohnerinnen und Bewohner genießen nach der Modernisierung quasi den Komfort von Neubauwohnungen – mit entsprechender Energieeffizienz. Mussten früher 138 kWh/m²a aufgebracht werden, um das Gebäude zu heizen, ist es heute nicht einmal ein Fünftel der Energiemenge. Die Energieeffizienz stieg entsprechend von Klasse E auf A+.

Eine Information der varmeco GmbH & Co. KG, Kaufbeuren