Energiekonzept

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Energie ist teuer.

Egal, welchen Energieträger man nutzt, ob Öl, Gas, Pellets, Festholz oder Elektroheizung:

ein Haus verschlingt viel Geld für behagliche Wärme in den Räumen

und unser tägliches Duschwasser.

Katze Heizung Pixabay

Aus diesem Grund haben wir für unser über 115 Jahre altes Haus ein umfangreiches Energiekonzept selbst erstellt, grundsätzlich basierend auf zwei Säulen:

  1. Energieverschwendung vermeiden
  2. notwendige Energie so effizient als möglich beschaffen

 

Teil 1 begegnen wir mit den energetischen Umbaumaßnahmen am Haus, sprich Dämmung der Außenwände, Dachschrägen und Decken, Einbau von energiesparenden Fenstern, Haus- sowie Terrassentür.

Um Teil 2 optimal umsetzen zu können setzen wir auf ein komplexes Heizungssystem bestehend aus fünf Kernkomponenten:

  1. eine Sole- Wasser Wärmepumpe als Hauptheizquelle und zur Produktion von warmem Brauchwasser
  2. eine Solarthermieanlage um tagsüber die Wärmepumpe zu entlasten
  3. einen wasserführenden Kaminofen um abends die Wärmepumpe zu entlasten
  4. einen 1.500 Liter fassenden Wasser-Pufferspeicher als Bindeglied
  5. eine zentrale Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung um die aufwändig produzierte Wärme nicht durch konventionelles Fensterlüften wieder zu verlieren
  6. nachträglich Ende 2019 ergänzt:  Photovoltaik um Strom für den Eigenverbrauch zu produzieren
  7. nachträglich Ende 2020 ergänzt:  Elektroauto, welches hauptsächlich mit selbst produziertem Strom fährt

 

So alles gut läuft werden wir vom Spätfrühling an, den Sommer hindurch bis in den Herbst hinein ohne Heizung (Wärmepumpe) auskommen und sämtliche benötigte Wärme alleine durch die Sonnenkollektoren der Solarthermieanlage bekommen,

und in der restlichen Zeit können wir mit dem Kaminofen zusätzlich billige Wärme erzeugen die nicht nur am Aufstellungsort (im Wohn- und Esszimmer) für Behaglichkeit sorgt sondern zudem auch noch heißes Wasser in das System einspeist mit welchem nicht nur die anderen Räume des Hauses geheizt werden können sondern auch Brauchwasser zum Duschen produziert wird.

Und sollte mal weder die Sonne scheinen noch dass wir Lust haben, den Kaminofen anzuschmeißen übernimmt eben die sehr effiziente Erdwärmepumpe.

Diese benötigt zum Betrieb Strom und wir haben hierfür extra einen günstigen Wärmepumpen-Stromtarif abgeschlossen - bei einem Anbieter der zu 100% "grünen" Ökostrom, also ohne Kohle- oder Atomkraft vertreibt.

 

Wieso keine Photovoltaik-Anlage? Das würde sich doch eigentlich, gerade in Kombination mit einer Wärmepumpe als "Stromfresser" ideal ergänzen. Stimmt, tut es auch. Aber:  die Anschaffung einer Photovoltaikanlage ist finanziell eine ganz schön große Hausnummer die nur über einen Langzeitkredit gelöst werden kann, und das war bei uns nicht mehr drin. Erstrecht nicht, da die staatliche Förderung mittlerweile so stark zurück gegangen ist. Außerdem ist unser Hausdach zwar noch mängelfrei und in Ordnung, aber dennoch aus dem Jahr 1992 und es wäre nicht sehr weitsichtig, auf das alte Dach eine teure Photovoltaikanlage zu bauen. Man müsste in dem Zug folglich gleich das komplette Dach neu eindecken und spätestens hier kämen wir in einen (für uns) nicht mehr finanzierbaren Bereich.

Vielleicht irgendwann später mal wenn das Dach eh neu gemacht werden muss und sich das Verhältnis von Anschaffung und Förderhöhe wieder verbessert hat.

Nachtrag 09.2019:  da die Preise stark gesunken sind und zudem die Einspeisevergütung in nächster Zeit wegfällt haben wir nun auch Photovoltaik in unser Energiekonzept mit aufgenommen -> erste Überlegungen & Planung Photovoltaik

 

Nachfolgend werden die o.g. Komponenten einzeln und detailliert vorgestellt werden.

Rechts befindet sich ein extra Menü um direkt zu den einzelnen Punkten innerhalb des Energiekonzepts zu navigieren.

 

 

verwendete Werkzeuge:

Da wir soweit möglich alles in Eigenleistung erledigen wollen haben wir nach und nach sehr viel Werkzeug anschaffen müssen.

Zu fast allen Werkzeugen und Tools, die wir benutzen haben wir einen Erfahrungsbericht veröffentlich.

-> Werkzeugtests

 

 

 

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1. Dämmung

Der erste und wichtigste Schritt unseres Energiekonzeptes:   das Haus muss gedämmt werden so gut es nur geht.

Die bestehende Substanz:

  1. Fenster:  teilweise 1-fach verglaste Fenster im EG, Haustür orig. Bj 1905, aus dünnem Holz, rundherum undicht und zugig, ebenso die doppelflügelige Terrassentür mit Glaseinsätzen. Im DG:  Holzfenster mit 2-fach Verglasung von 1992, vom Fensterbauer, guter Zustand
  2. Hausaußenwände:  55cm Bruchstein, ungedämmt
  3. Dach: ungedämmt, Dachschrägen teilweise vom Dachboden her gedämmt (faktisch die einzige, existierende Dämmung am Haus)
  4. Heizungs- und Wasserleitungen: ungedämmt
  5. Kellerdecke: ungedämmt

Kein Wunder, dass der 22 KW Ölbrenner alle Hände voll zu tun hatte um das Haus warm zu bekommen.

Nach den geplanten und im Folgenden vorgestellten Dämmmaßnahmen werden wir nur noch 6 KW Heizenergie benötigen (ermittelt durch Fachfirma mittels einer sog. "raumweisen Heizlastberechnung").

 

 


1.1 Fenster & Türentausch

Fenster

Die Fenster im DG sind allesamt qualitativ sehr hochwertig und auch noch in Ordnung, sie benötigen lediglich von außen einen neuen Farbanstrich, besonders auf der Wetterseite. Der genaue Wärmewert ist zwar nicht bekannt, aber wir konnten eruieren, dass doppelt verglaste Holzfenster aus den 1990er Jahren im Schnitt einen UW-Wert von um 1,3 W/(m·K) besitzen, was, auch gemessen an heutigen Standards, schon relativ gut ist.

Im EG indess haben wir alle alten Fenster getauscht gegen gute, doppelt verglaste Kunststofffenster mit mehreren Isokammern, ebenso die Terrassentür (was ja prinzipiell auch nur ein sehr großes Fenster ist). Diese haben einen Wärmewert von 1,1 W/(m·K). Dreifach verglaste Fenster haben wir nicht genommen da diese mit einem Wert von 0,9 W/(m·K), gemessen am heftigen Aufpreis, nicht soo viel besser abschneiden.

fenster

Tipp:  neue Fenster im Internet bestellen

Neue Fenster nach Maß vom Fensterbauer sind teuer und im Baumarkt auch nicht so viel billiger.

Preiswerter weil in großen Stückzahlen produziert bekommt man Fenster beim Großhändler im Internet.

Mit sehr guten Wärmedämmwerten, genau nach Vorgaben Millimetergenau gefertigt und an die Haustür geliefert. z.B. bei:

 

Wie im Baumarkt auch wenn man z.B. als Einbaumaß 591mm x 1.189mm benötigt dann bestellt man die nächst größere Maßvorgabe also 600 x 1.200mm, gibt dann im Nachhinein das genaue Maß an und dieses wird dann ohne Aufpreis exakt so produziert und geliefert. Hat bei uns wunderbar geklappt und eine Menge Geld gespart.

 

 

 

Haustür

Durch die Haustür geht viel Wärmeenergie verloren, wenn diese nicht dicht schließt oder nicht isoliert ist. Deswegen:

Die Haustür wird auch getauscht gegen eine moderne, energiesparende und einbruchshemmende Kunststofftür, stilistisch angelehnt an die neuen Zimmertüren im Innern.

Haustuer neu

Tipp:  Hauseingangstür / Nebeneingangstür / Kellertür im Internet bestellen

Gerade bei neuen Haustüren kann man bares Geld sparen, wenn man diese im Internet beim Großhändler als Maßanfertigung in Auftrag gibt.

 

Zimmertüren

Auch die alten und undichten Zimmertüren werden alle getauscht gegen energiesparende und moderne Türen aus Röhrenspan. Röhrenspan ist ideal zur Wärmeisolation und hilft dabei, die Wärme in den Zimmern zu halten anstatt in den kühlen Flur entweichen zu lassen.

Tipp:  Zimmertüren / Innentüren im Internet bestellen

Auch hier kann man bares Geld sparen, wenn man beim Großhändler im Internet bestellt.

 


1.2 Dämmung der Außenwände

Unser Haus ist Baujahr 1905 und hat Wände in 60cm Stärke aus Bruchstein-Mauerwerk.

Wenn man sich so umhört heißt es überall, teils auch von Fachfirmen:  so dicke Wände braucht man nicht dämmen, wenn die erstmal durchgeheizt sind dann isolieren die prima und zudem halten sie im Sommer das Haus schön kühl.

Nunja - nein. Das ist ein Hokuspokus-Gerücht, dass sich hartnäckig hält und jeder Logik entbehrt. Das kann man auch ganz schnell entkräften, indem man einfach mal nachmisst und vergleicht. Hierzu ein sehr lehrreiches und vor allem anschauliches Video von einer Energieberater Fachfirma:

Kurzfazit:  die Wandstärke hat erstmal nichts mit der Dämmwirkung zu tun sondern auf das verwendete Material kommt es an, und in der Regel sind dicke Wände deswegen so dick, weil das Gestein nicht sehr tragfähig ist - und dieses wiederum lässt in der Regel Wärme sehr gut durch und isoliert somit überhaupt nicht.

 

Also war für uns klar:  Wanddämmung ist auf jeden Fall Pflicht, damit wir unseren Altbau auch mit vertretbaren Kosten beheizen können.

Bei der Wanddämmung haben wir uns gegen eine Fassadendämmung von Außen entschieden und werden alle Außenwände von Innen dämmen, aus mehreren Gründen:

Doch halt, Moment.

Innendämmung der Außenwände:  geht das überhaupt gut? Was ist mit Feuchtigkeit und Schimmel?

Ja, hier gibt es Fallstricke, die es zu vermeiden gilt, aber dennoch ist Innenwanddämmung nicht nur möglich sondern war bis in die 60er Jahre hinein auch allerorts üblich, da die Fassadendämmung von Außen erst später aufkam.

Siehe auch hierzu ein sehr interessantes Video vom "Energiesparkommissar"

 

 

Schematisch sieht der Aufbau der Innendämmung dann bei uns so aus:

holzstaend schema

von hinten nach vorne:

 

so sieht das dann "in Echt" aus, hier an der Zwischenwand Küche zu Schlafzimmer

 

orig. Küchenwand ungedämmt

Wand ungedämmt

Unterkonstruktion aus Holzbalken, Fichte,

60x40mm bzw. 60x60mm

Wand Dämmung Unterkonstruktion Holzständer

Mineralwolldämmung in 120mm Stärke und WLG 032

Bild von

OSB-Platten in 15mm Stärke,

befestigt mit Schnellbauschrauben in 3,9x45mm

Innenraumdämmung OSB Beplankung Verkleidung

 

Gipskartonplatten in 9mm Stärke.

Achtung:  bei Außenwänden unbedingt Dampfsperrfolie

zwischen OSB und Gipskarton verbauen s. oben

Gipskarton Rigips

 

vergipst und verputzt

 

verputzt Rollputz, vergipst Gips

 

 

Der gesamte Aufbau hat dann schlussendlich 15cm Stärke, d.h. die Räume werden je 15cm an Länge und Breite verlieren. Und genau aus dem Grund haben wir uns auch für die beste, derzeit am Markt verfügbare Mineralwolle entschieden. Noch vor 10 Jahren wurde das "Nonplusultra Niedrigenergiesparhaus" in Steinberg mit 0,45er Mineralwolle gedämmt und war damit State of the art.

Mittlerweile bekommt man zwar noch 0,40er Material, aber gängiger Standard ist derzeit (Stand 2017) 0,35er Mineralwolle. Der beste verfügbare Wärmewert ist WLG 0,32. Hätten wir die 0,35er Mineralwolle genommen hätten wir für den gleichen Effekt anstatt 120mm Dämmstärke mindestens 180mm nehmen müssen und somit nochmal 6cm Wohnraum rundherum in jedem Raum verloren, deswegen das teurere 0,32er um so wenig Raum wie möglich zu verlieren.

Wir haben uns für ZKF 1-032 - Zwischensparrendämmung von Isover entschieden da es ansonsten nur noch als Alternative die Dämmstoffe von Ursa gab.

iso032

 

Tipp:  Wärmedämmung im Internet beim Großhändler bestellen

Mittlerweile gibt es auch andere Anbieter / Großhändler im Internet, die Mineralwolldämmung in WLG 032 anbieten zu teils deutlich günstigeren Preisen als im Baumarkt / beim Baustoffhändler vor Ort s. z.B. auch hier:

 

 

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1.3 Dämmung der Dachschrägen

Die Dachschrägen indess sowie die Decken in beiden Bädern und im Flur im DG werden mit 60mm Mineralwolle gedämmt, nur 60mm deswegen da bereits vom Dachboden her gedämmt wurde. Wir benutzen ebenfalls Mineralwolle mit dem besten Wärmewert von 0,32 um die Decken nicht zu tief abhängen zu müssen. Hier haben wir uns für das Untersparrenfilz Geo USF 32 PLUS von Ursa entschieden.

urs032

auch hier gilt: Dämmung ist teuer und es lohnt sich, beim Großhändler zu bestellen

 

 

So sieht es dann "in Echt" aus:

 

daem1

die "nackten" Holzständerwände.Im Wandbereich mit 60mm starken Balken + 60mm Abstand zur Wand = Platz für 120mm Dämmung (+ Leitungen hinter den Balken)

daem2

Dachschrägen: mit 60mm starken, direkt an die Schräge geschraubten Balken für 60mm Dämmung WLG 032.

 

daem3

 fertig gedämmte Elemente mit dahinter liegenden Leitungen

daem4

Dachschräge mit 60mm Dämmung WLG 032

daem5

Die Dampfsperrfolie in 200µ Stärke verhindert das Eindringen von Feuchtigkeit aus der Raumluft in die Dämmung

daem6Überlappungen werden mit speziellem Dampfbremsenklebeband verklebt welches auch nach zig Jahren noch flexibel ist und klebt.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

den Einbau der Dämmung kann man unter Anderem gut hier sehen:

 

 

 

 


1.4 Leitungsisolierung

Wir benutzen für Trinkwasser sowie Heizungsleitungen Mehrschicht- Aluverbund-Rohr mit 20mm Durchmesser.

In EG und DG verlaufen diese komplett innerhalb der Holzständerwände inmitten von 120mm Dämmung (s.o.) und werden somit 3x so gut wärmeisoliert wie von der aktuellen EnEV vorgeschrieben

EnEV Tabelle

 

Hier die Stufen der Rohrisolierungen von 1. unisoliert

leit0

PS:  Werkzeug, das wir zum Hausumbau benutzen wie diese Rohrzange oder das ebenfalls benötigte Presswerkzeug zum Verarbeiten der Aluverbundrohre haben wir recht vollständig hier vorgestellt und bewertet -> Menü "Sonstiges" -> Werkzeugtests

 

 

über 2. mit 60mm Isolierung zwischen den einzelnen Leitungen (von oben nach unten:  Abwasser Spültisch / 60mm Dämmung / Warmwasserleitung / 60mm Dämmung / Kaltwasser)

leit1

 

bis 3. zur kompletten Umdämmung

leit2

 

Passend dazu das benötigte Werkzeug / Zubehör für Aluverbund PE-X Mehrschichtrohr:

PEX

(Bildquelle:  der-Schlauchfritze)

 

Im Keller werden die Aluverbundrohre dann nicht mehr in gedämmten Holzständerwänden verlaufen sondern wir benutzen die vorisolierten Rohre

 

Hier noch ein interessantes Video vom Energieberater zum Thema Isolieren von Leitungen:

 

 

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1.5 Kellerdecke isolieren

Wird zu gegebener Zeit ebenfalls gedämmt werden. Da wir eine Kappendecke haben ist das allerdings nicht so ganz trivial und wird deswegen und wegen des vergleichsweise geringen Einsparpotentials erst Mitte / Ende 2018 in Angriff genommen werden.

So in etwa wird das dann aussehen:

 
deckdaem1 deckdaem2
deckdaem3 deckdaem4

 

Positiver Nebeneffekt:  Da die neu verlegten Wasserleitungen an der Decke entlang verlaufen werden diese mit der Deckendämmung automatisch nochmal zusätzlich gedämmt werden.

 

Nachtrag:  So sieht das dann mittlerweile bei uns im Keller aus

Bild von

ganz einfach gehalten und ohne Spezial-Schienensysteme:  60x40mm Latten mit Hilfe von Metall-Lochband von unten hochkant an den Stahlträgern montiert, 15mm OSB Platten als neue Decke, 60mm Dämmung WLG 032 zwischen OSB und der alten Kellerdecke - so werden alle Wasser- und Heizungsleitungen gleich mit isoliert

Kellerdecke Kaspendecke dämmen isolieren

 

-> 12.06. - Kellerdecke dämmen

 

 

 

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1.6 Treppenaufgang dämmen

Die Treppe zum Keller ist bei uns komplett unisoliert und zugig, zwischen den Stufen wie auch an der seitlichen Verkleidung und an der Kellertür

Kellertreppe unisoliert

 

Schritt 1:  abdichten der Luftspalte zwischen der Seitenverkleidung, den einzelnen Treppenstufen und der Zarge der Kellertür mit Arcyl von Soudal, am besten gleich einen 12er Pack kaufen

Luftspalt abdichten

 

Styropor Dämmplatten in 45mm Stärke, die lassen sich prima mit einem großen Kuchenmesser oder einem geriffelten Brotmesser schneiden

Styrodur Styropor

 

die Dämmplatten lassen sich dann prima mit Acryl von unten an die Treppenstufen im EG ankleben. Dazu immer schön in Wellen auftragen und ordentlich anpressen

Kellertreppe isolieren dämmen

 

an den Seitenwänden genau dasselbe

Kellertreppe dämmen isolieren

 

zum Schluss kann man die Seitenwände noch mit 15mm OSB verkleiden

Bild von

 

Hier geht's zum kompletten Bericht der Kellertreppendämmung -> Kellertreppe dämmen

 

 

 


 

1.7 Dachboden Zwischendecke dämmen

Noch nicht erledigt, ist aber geplant für 2024

 Bild von

 

Bild von

 

Bild von

 


2. Wärmepumpe

Zentrale Anlage um das Haus zu beheizen und auch Warmwasser für Dusche und Waschbecken zu produzieren ist bei uns eine Wärmepumpe.

Die meisten haben den Begriff schonmal gehört, viele wissen, dass das irgendwie eine Heizungs ist, einige wissen auch ungefähr wie sowas funktioniert, aber immer wieder bekommen wir die Frage zu hören:  "Und das funktioniert nun wie genau?"

Fangen wir mal so an:  so sieht sie aus.

WP 2

Mit 60cm so breit wie eine Waschmaschine, nur doppelt so hoch.

Nun gibt es unterschiedliche Arten von Wärmepumpen. Bei den gängigen drei Arten unterscheidet man zwischen

Die Namensgebung bedeutet bei Luft-Wasser:  Energie wird aus der Luft gewonnen und an einen Wasserkreislauf abgegeben. Mit Luft ist die Außenluft gemeint, mit Wasserkreislauf wie bei einer normalen Ölheizung auch das Heizungswasser.

Eine Sole-Wasser Wärmepumpe entzieht demnach der Erde die Wärme um sie an einen Wasserkreislauf abzugeben.

Wie genau das ist allen Wärmepumpetypen gleich und basiert auf einer einfachen physikalischen Gegebenheit: 

Wird eine Flüssigkeit (oder Luft) komprimiert, also unter Druck gesetzt, entsteht dabei Hitze. Das kennt man beispielsweise vom Aufpumpen eines Fahrradreifens.

Andersherum:  lässt man den Druck einer komprimierten Flüssigkeit (oder Luft) entweichen entsteht Kälte. Das wiederum kennt man von der Deodose.

Beides zusammen macht jeder Kühlschrank. Zuerst verdichtet er eine Kühlflüssigkeit -> dabei entsteht Hitze. Diese Hitze ist nicht gewünscht und wird mit Hilfe der Kühllamellen auf der Rückseite an die Luft abgegeben -> die Flüssigkeit ist nun auf Zimmertemperatur und unter Druck -> im Innern des Kühlschranks wird der Druck im sog. Verdampfer entweichen gelassen -> dabei entsteht Kälte -> danach setzt der Kühlschrank die Flüssigkeit wieder unter Druck und das Spiel geht von vorne los.

Eine Wärmepumpe arbeitet nach dem selben Prinzip wie ein Kühlschrank nur genau anders herum.

Ein Kompressor verdichtet eine Kühlflüssigkeit -> es entsteht Wärme -> diese ist nun aber erwünscht und wird nun in den Wasserkreislauf der Heizkörper / Fußbodenheizung geleitet -> die Kühlflüssigkeit unter Druck kann nun nicht mehr weiter komprimiert werden und es muss erstmal der Druck abgelassen werden. Das geschieht im Fall einer Luft-Wasser-Wärmepumpe in einem externen Gerät welches wie eine Klimaanlage aussieht und derzeit öfter in Vorgärten von Neubaugebieten zu sehen ist. Hier entsteht nun beim Druckabfall Kälte (ca. -10°C) die einfach nur "weg" soll. Die Umgebungsluft erwärmt die Flüssigkeit wieder, selbst im Winter wenn es draussen -4 Grad sind, denn das ist noch immer wärmer als die -10 Grad der Kühlflüssigkeit. So aufgewärmt wird die Kühlflüssigkeit wieder zurück in die Wärmepumpe geleitet wo sie erneut komprimiert wird und Wärme entstehen kann.

luf

Die Luft-Wasser-Wärmepumpe ist die derzeit mit Abstand gängigste Variante da sie vergleichsweise günstig in der Anschaffung und einfach in der Inbetriebnahme ist. Jedoch ist die Effizient nicht so hoch wie bei einer Sole-Wasser-Wärmepumpe was einen hohen Stromverbrauch zur Folge hat und für uns somit schlussendlich ausschied.

 

Bei einer Sole-Wasser-Wärmepumpe wird die komprimierte Kühlflüssigkeit nicht in ein externes Gerät geleitet sondern in die Erde. Nicht direkt ins Erdreich hinein sondern, tja, hier gibt es wiederum zwei Unterarten.

a) Sole-Wasser-Wärmepumpe mit Tiefenbohrung und Erdsonde

b) Sole-Wasser-Wärmepumpe mit Flächenkollektor

Bei der eher gängigen Variante mit Tiefenbohrung wird ein etwa 100 Meter tiefes Loch in den Boden gebohrt. Mit einer ebenso langen Leitung wird die komprimierte Kühlflüssigkeit (gekühlt auf bis zu -10°C) in das Loch hinein- und wieder hochgepumpt; das Erdreich erwärmt dabei die Kühlflüssigkeit.

tiefen

 

Ähnlich arbeitet die Sole-Wasser-Wärmepumpe mit Flächenkollektor nur dass anstatt in die Tiefe eben in die Fläche gegangen wird.

Tiefe Erdschichten haben den Vorteil, dass die Temperatur höher liegt als dicht unter der Erdoberfläche, aber man braucht Genehmigungen und eine Spezialfirma, die solch eine Tiefenbohrung vornimmt (Kostenpunkt:  3.500 - 4.500€ je nach Aufwand und tatsächlicher Bohrtiefe, ohne Garantie, dass das Erdreich geeignet ist).

flaechen

Da wir mit knapp 4.500m² Grundstück über genug Fläche verfügen und auch das finanzielle Risiko einer unbrauchbaren Tiefenbohrung nicht eingehen wollten haben wir uns für eine solche Alternative entschieden, allerdings nicht genau so wie auf der schematischen Zeichnung oberhalb sondern das Wärmerohr wurde in einem Graben mit den Maßen 1,5m x 2m x 100m (BxHxL) verlegt.

Wie genau ist hier gut zu sehen:  Wochenrückblick 09. - 14.10. + Panoramas

 

 

Doch halt:  Wärmepumpe und Altbau - funktioniert das überhaupt?

Ja das funktioniert einwandfrei, falls eine Bedingung erfüllt ist:  die Vorlauftemperatur in den Heizkörpern sollte 55°C nicht überschreiten.

Wärmepumpen können zwar Heizungswasser genauso warm machen wie eine Öl- oder Gasheizung, aber dann arbeiten sie in einem ineffizienten Modus der viel Strom verbraucht. Am effizientesten arbeiten sie, je niedriger die Wassertemperatur sein darf, die sie erzeugen müssen.

Ein deutsches Institut hat das genau getestet und berechnet und folgendes Ergebnis veröffentlicht:

solange die benötigte Vorlauftemperatur  55°C nicht übersteigt arbeitet eine Wärmepumpe sehr effizient.

Was bedeutet das in der Praxis?

Hat man noch eine alte Gas- oder Ölheizung kann man sehr leicht selbst prüfen, ob man diese gegen eine Wärmepumpe austauschen kann, indem man (im WInter während der Heizperiode) in der bestehenden Heizung die Vorlauftemperatur (steht meist auf um 65°C) testweise herunter regelt auf 55°C.

Ggf. muss man dann die Heizkörperthermostate von 3 auf 4 oder 5 stellen, was absolut nichts macht, aber bekommt man dann mit dieser abgesenkten Vorlauftemperatur noch immer die Wohnung wie gehabt warm - dann kann man die alte Öl- oder Gasheizung 1:1 austauschen gegen eine Wärmepumpe.

Besser erklärt und mit Link zu dem oben erwähnten Institut hier in diesem Video (Achtung:  das ist ein Mehrteiler):

 

Also:  Handbuch der eigenen, aktuellen Heizung rauskramenm, im nächsten Winter die Vorlauftemperatur auf 55°C stellen (normal sind 65°C) und wenn die Wohnung auch dann noch warm wird dann sind die Heizkörper geeignet und man kann die alte Heizungsanlage 1:1 tauschen gegen eine effizientere Wärmepumpe. Ob nun Luft-Wasser oder Sole-Wasser ist erstmal nebensächlich, das funktioniert beides.

 

 

Da wir unser Altbauhaus dämmen war von vornherein klar:  wir bekommen eine Wärmepumpe

Das Gerät als solches ist eine Alpha Innotec SWCV 122H3 geworden, eine invertergesteuerte Sole-Wasser-Wärmepumpe der neusten Generation mit maximal 12,7 KW Heizleistung.

swcv

Infos beim Hersteller ->  alterra SWCV-Serie - Kompakte Sole/Wasser-Wärmepumpen invertergeführt zur Innenaufstellung

Da es zu Wärmepumpen im Allgemeinen noch nicht viele Infos und Erfahrungswerte gibt, und zu unserem Modell im Speziellen noch viel weniger müssen wir nun relativ mühsam und durch viel Ausprobieren in Selbstversuchen die Anlage einstellen und optimieren.

Damit evtl. andere Leute in derselben SItuation von unseren Erfahrungen profitieren können werden wir an dieser Stelle tiefergehende Informationen zu Themen wie Optimierung, Logging und Fernzugriff bereitstellen.

 

Inhalt anzeigen <p> </p> <h3>Fernwartung im lokalen Netzwerk:</h3> <p>Die Wärmepumpe kann won jedem PC, Laptop, Tablet im lokalen Netzwerk ferngesteuert werden, in drei einfachen Schritten:</p> <ol> <li>in der Steuerung der WP auf Einstellungen -> Systemsteuerung -> Weboberfläche navigieren, "DHCP" auf "Client" setzen und "Fernsteuerung" auf "An"</li> <li>Netzwerkkabel WP Steuerung auf der Unterseite per Netzwerkkabel mit dem Router verbinden und danach im o.g. Menüpunkt unter "IP Adresse" nachschauen, welche IP die WP vom Router erhalten hat (meist in der Art 192.168.xxx.yyy - anstatt x und y sind Zahlen, die je nach Router variieren)</li> <li>Browser (Firefox, Internet Explorer etc.) öffnen und diese IP in der Adresszeile eingeben</li> </ol> <p>Standard-Passwort der Weboberfläche: 999999 - kann und sollte in der Steuerung abgeändert werden</p> <h3> <strong>Firmware aktuallisieren: </strong> </h3> <p>Die aktuelle Firmware für Wärmepumpen von Alpha Innotec gibt es unter: <a href="http://www.heatpump24.de/kontoeinst_104.php?layout=1">http://www.heatpump24.de/kontoeinst_104.php?layout=1</a> <strong>Firmware einspielen: </strong> Zip-Datei nach dem Download (s.o.) entpacken -> die entpackte Datei auf einen USB-Stick kopieren (muss mit FAT32 formatiert sein, Datei muss im obersten Verzeichnis des Sticks liegen, also nicht innerhalb eines Ordners) -> Stick direkt in die Steuerung der WP einstecken -> Bildschirmanweisungen folgen -> Reset abwarten</p> <h3>Log-Datei</h3> <p>Die WP legen eine Log-Datei mit allen Werten der letzten 48 Stunden an.</p> <p><strong>Auswertung Log Datei </strong> </p> <p>Die Log-Datei ist erstmal nicht lesbar, man benötigt ein Programm zur Auswertung, "OpenDTA".</p> <p><a href="https://sourceforge.net/projects/opendta/">https://sourceforge.net/projects/opendta/</a></p> <p><strong>Logdatei Downloadpfad auf WP</strong> </p> <p>Die Logdatei kann man manuell downloaden indem man im Browser folgenden Link aufruft (x unc y wieder durch die IP der eigenen WP ersetzen):</p> <p>http://192.168.xxx.yyy/NewProc (alter Pfad für ältere Firmware-Versionen: http://192.168.xxx.yyy/proglog)</p> <p> <strong>Script zum automatischen Downloaden +Speichern</strong></p> <p>Da die Log-Datei nur die letzten 48h abdeckt kann man, um eine Langzeitauswertung zu fahren, die Logdatei entweder manuell alle zwei Tage downloaden oder dies automatisiert mittels Skript erledigen lassen.</p> <p>Dazu den nachfolgenden Text kopieren -> in eine leere Textdatei einfügen -> die beiden fett+grün markierten Stellen entsprechend anpassen -> "Speichern unter" -> WP_Log_Download.vbs wobei hier der Dateiname beliebig ist, aber die Dateiendung ".vbs" wichtig ist. Diese Skript-Datei dann anklicken und die Logdatei wird gedownloaded. Um den Vorgang zu automatisieren kann man die <a href="https://www.netzwelt.de/news/88194-schritt-schritt-aufgabenplanung-windows-7.html" target="_blank" rel="noopener" dir="ltr" title="Windows Aufgabenplanung">Windows Aufgabenplanung </a>benutzen, um das Skript als Programm alle 48 Stunden aufzurufen.</p> <p> </p> {spoiler spoilerID,aufklappen,zuklappen} <p> </p> <p><strong>ab hier kopieren</strong> '******************************************************* ' 'Download Script zum automatisierten Download des Wärme- 'pumpenfiles Proclog von Luxtronic WP.Einbinung in Logon 'Script oder scheduler. ' 'coded by Heiko Friedemann 2016 V1.0 ' '******************************************************* dim UrlWP, strStorePath, UserName 'as String dim intDeadLine 'as integer dim Dl 'as Boolean dim xHttp: Set xHttp = createobject("Microsoft.XMLHTTP") dim bStream: Set bStream = createobject("Adodb.Stream") 'Definition der Variablen 'Pfad der Wärmepumpe und der Datei UrlWP = "<span style="color: #008080;"><strong>http://192.168.xx.yyy/NewProc</strong></span>" 'Pfad wo die Datei abgelegt werden soll OHNE \ und Dateinamen strStorePath = "<span style="color: #33cccc;"><strong><span style="color: #008080;">C:\Users\DeinPCBenutzerName\Desktop</span></strong></span><span style="color: #008080;"><strong>\</strong></span>" 'Zeit nach der die Routine abgebrochen wird in Sekunden (hier 10 Minuten) intDeadLine = 600 'Ermittlung des Abbruchzeitpunkts TimerCorrection = 0 ForcedTermination = Timer + intDeadLine if ForcedTermination > 86400 then 'Prüfen ob die Deadline in 'den nächsten Tag fällt ForcedTermination = ForcedTermination - 86400 TimerCorrection = 86400 end if set objFileSys=CreateObject("Scripting.FileSystemObject") 'wiederholtes prüfen ob das Ablageverzeichnis da ist, 'so lange bis es da ist oder die Deadline erreicht ist Do if objFileSys.FolderExists(strStorePath & "\") Then exit do if Timer - TimerCorrection > ForcedTermination then set objFileSys = Nothing wscript.quit End If wscript.sleep (1000) Loop Set wsShell = WScript.CreateObject("WScript.Shell") UserName = wsShell.ExpandEnvironmentStrings("%USERNAME%") 'Generieren des Dateinamens für die Ablage 'im Format ProclogYYYYMMDD.dat Dateiname = "Proclog" & DatePart("yyyy", Now) & Right(String(2, "0") & _ DatePart("m", Now), 2) & Right(String(2, "0") & _ DatePart("d", Now), 2) & ".dta" 'Die Schleife wird so lange durchlaufen bis die 'Logdatei im Ordner ist oder die Deadline erreicht ist. Do If Not objFileSys.FileExists(strStorePath & "\" & Dateiname) Then if Timer - TimerCorrection > ForcedTermination then set objFileSys = Nothing Set wsShell = Nothing wscript.quit End If 'die Wärmepumpendatei wird geöffnet und heruntergeladen xHttp.Open "GET", UrlWP, False xHttp.Send 'die Ablagedatei wird geöffnet, mit dem Ihnalt 'der Wärmepumpendatei gefüllt und gespeichert. with bStream .type = 1 '//binary .open .write xHttp.responseBody 'Diese locale Zwischenspeicherung ist um einen Datenverlust 'beim Verbindungsabbruch bei wackeligen Netzwerken zu vermeiden. .savetofile "C:\Users\" & UserName & "\" & Dateiname, 2 '//overwrite end with 'Umkopieren der lokalen Datei zum endgültigen Ablageplatz objFileSys.MoveFile "C:\Users\" & UserName & "\" & Dateiname, strStorePath & "\" dl = true 'die Downloadroutine ist durchlaufen wscript.sleep (10000) '10 Sekunden bis zum nächsten Versuch else 'wenn die Downloadroutine durchlaufen ist öffnet sich der Explorer mit dem Ablageverzeichnis if dl then wsShell.Run ("Explorer.exe " & strStorePath ) set objFileSys = Nothing Set wsShell = Nothing exit do End If Loop</p> <p>'******************************************************* '</p> <p><strong>bis hierhin kopieren</strong></p> <p> </p> <p> </p> <h3>Erweitertes Menü freischalten</h3> <p>Für Installateure und Kundendienst gibt es einen USB-Dongle, mit welchem in der Wärmepumpensteuerung ein erweitertes Menü mit mehr Einstellmöglichkeiten freigeschaltet wird.</p> <p>Nun gibt es auch die Möglichkeit, ohne diesen Dongle (den man nicht kaufen kann) mittels <strong>Kundendienst-Passwort</strong> dieses Menü freizuschalten.</p> <p>Das Passwort lautet: <strong>9445</strong></p> <p>Man kann das Passwort nicht über die Fernsteuerung eingeben sondern nur direkt an der Wärmepumpensteuerung selbst, und zwar dort im Menü unter:</p> <p>Service -> Einstellungen -> Datenzugang -> o.g. Passwort eingeben</p> <p>Um den Zugang wieder auf normal zurück zu setzen (auf die Datenebene "Benutzer") als Passwort dann wieder "0000" eingeben.</p> <h3>Openhab:</h3> <p>Im Binding von OpenHab muss ggf. der Port angepasst werden: statt Port 8888 -> 8889 offene Ports der Luxtronik: 23, 80, 8888, 8889</p> <h3>Zugriff per Internet:</h3> <p>KEIN Zugriff per DynDNS mehr möglich seit Firmware 1.60</p> <p><strong>Softwareupdate / Firmware Update</strong></p> <p>Alpha Innotec entwickelt die Steuersoftware (=Firmware) der Wärmepumpen kontinuierlich weiter und veröffentlicht in unregelmäßigen Abständen neue, verbesserte Softwareversionen.</p> <p>Die installierte Softwareversion sieht man in der WP-Steuerung unter: Service -> Informationen ->Anlagenstatus -> Softwarestand</p> <p>Die jeweils aktuelle Firmware kann man recht einfach selbst nachinstallieren, man benötigt dazu lediglich einen USB Stick und einen Computer mit Internetugang</p> <ol> <li>offz. Downloadportal der Herstellerwebsite aufrufen unter: <a href="https://www.heatpump24.com/DownloadArea.php?layout=1" target="_blank" rel="noopener">https://www.heatpump24.com/DownloadArea.php?layout=1</a></li> <li>passendes Wärmepumpen-Modell aus der Auswahlliste aussuchen</li> <li>Firmwaredatei herunterladen</li> <li>USB-Stick bereit halten und mit FAT32 formatieren (Arbeitsplatz bzw. "Computer" -> Rechtsklick auf den Stick -> formatieren -> FAT32)</li> <li>die heruntergeladene Firmwaredate (sollte in etwa so heißen: "wp2reg-V3.85") auf den USB-Stick kopieren. Und zwar nicht in irgendeinen Ordner sondern direkt, sonst findet die Wärmepumpe die Datei später nicht</li> <li>an der Wärmepumpe oberhalb des Displays die Klappe aufschieben, Stick reinstecken, Anweisungen des Bildschirms folgen</li> <li>fertig</li> </ol> <p> </p> {/spoiler}

 

 

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2.1 Heizkörper

1. Fußbodenheizung

"Wärmepumpe funktioniert nur mit Fußbodenheizung" - das ist das, was man in der Regel zu hören bekommt und deswegen benutzt, weil die Wärmepumpe nur niedrige Wassertemperaturen (Vorlauftemperaturen) schafft und dies für normale Heizkörper nicht ausreicht, um die Wohnung hinterher warm zu bekommen.

fussbodenheizung

Bildquelle:  kesselheld.de

Eine Fußbodenheizung ist aus zwei Gründen optimal:  

FB Heizung

(Bildquelle:  Hypoka Haustechnik)

 

Doch es muss nicht zwangsweise eine Fußbodenheizung sein, wenn man eine Wärmepumpe benutzt - es gibt mehrere Alternativen.

 

2. Flächenheizung

Im Grunde dasselbe Prinzip wie eine Fußbodenheizung, nur an den Wänden oder auch an der Decke

Flaechenheizung neu

Bildquelle:  bauen.de

 

3. normale Heizkörper

Heizkörper Radiator Pixabay

Ja, auch "normale" Heizkörper und Wärmepumpe kann funktionieren.

Ob das funktioniert kommt im Einzelfall darauf an, wie die Wohnung / das Haus rundherum beschaffen ist, also wie die Wärmedämmwerte sind.

Das kann man sogar ganz leicht selbst herausfinden und ausprobieren, ob das eigene Haus (auch Altbau) bereit ist für eine Wärmepumpe s. auch weiter oben.

Bis 55°C Vorlauftemperatur ist alles im grünen Bereich und man kann die normalen Heizkörper sehr gut in Kombination mit einer Wärmepumpe benutzen.

 

4. Niedertemperatur Heizkörper - passiv

55°C Vorlauftemperatur ist die Grenze, bis zu der eine Wärmepumpe noch effizient arbeiten kann.

Je niedriger, desto sparsamer. Und genau deswegen haben wir uns für passive Niedertemperatur-Heizkörper aus Aluminium entschieden

Moryb Niedertemperatur ALuminium Heizkörper

Es gibt zwei wesentliche Vorteile gegenüber normalen Heizkörpern:

  1. durch das verwendete Aluminium verbessert sich der Wärmeübergang vom Wasser in die Umgebungsluft und es können niedrigere Vorlauftemperaturen gefahren werden. Bei uns sind 35°C Vorlauftemperatur eingestellt und das funktioniert perfekt
  2. durch die besondere Konstruktionsform entsteht auch bei niedrigen Temperaturen auch noch ein Kamineffekt

Nachteile:

  1. durch die niedrige Temperatur von nur 35°C dauert das Aufheizen bei einer ausgekühlten Wohnung recht lange, weswegen man die Nachtabsenkung nicht so lange einstellt und auch wenn man im Winter in Urlaub fährt die Heizung nicht komplett aus machen sollte
  2. die Fläche muss etwa doppelt so groß ausfallen wie bei einem normalen Heizkörper. Das kann man teilweise kompensieren, indem man die Niedertemperaturheizkörper höher wählt, oder auch dicker. Aber schlussendlich werden sie auch breiter ausfallen müssen. Bei uns im Altbau war das garkein Problem, weil die alten Heizkörper völlig überdimensioniert waren und wir schlussendlich 1:1 dieselbe Größe verbauen konnten, die genau die Fensterbreite haben

Bild von

Wir haben unsere Heizkörper im Internet bestellt, die kosten dann etwa 30% bis 50% mehr als ein gleich starker, normaler Heizkörper.

Zur Berechnung der notwendigen Heizkörperleistung benötigt man idealerweise eine sog. "raumweise Heizlastberechnung".

Die macht eine Heizungsfachfirma und kostet um 200€

Überschlägig kann man das auch schonmal anhand dieser Heizlast-Tabelle berechnen, wie stark die Heizkörper im jeweiligen Raum sein müssen

Heizkoerper Heizleistung

 

Hinweis:

Heizkörper haben Temperaturangaben nach folgendem Schema:

Wärmeleistung 1 Segment 55/45/20° 157(W)

Das bedeutet:

Heißt: 

wenn man nach obiger Heizlast-Tabelle ein Haus von 1990 hat mit 99,2 Watt / m² und einen Raum mit 20,16m² sind das in der Summe 2.000 Watt Heizlast, die dieser Raum hat und die ein Heizkörper entsprechend bringen muss.

Beim Beispiel weiter oben mit 157W pro Segment bräuchte man also 2.000W / 157W = 12,74 also einen Heizkörper, der aus 13 Segmenten besteht.

 

Bei niedrigeren Vorlauftemperaturen sinkt die Heizleistung des Heizkörpers. Die Tabellen von Moryb gehen bis 45°C runter, aber man kann das auch überschlagen, wie die Werte bei z.B. 35°C aussehen werden.

 

5. aktive Niedertemperaturheizkörper

letzte (mir bekannte) Alternative sind Niedertemperaturheizkörper, die mittels kleinen Lüftern ausgestattet sind. Diese sorgen für mehr Konvektion und dadurch einen höheren Wärmeübergang.

Das Ergebnis:  die Heizkörper können kleiner ausfallen als die passiven und werden somit in etwa wieder so groß, wie normale Heizkörper

Nachteil ist, dass die Lüfter auch mal kaputt gehen und/oder zustauben,

und dass diese Heizkörper richtig teuer sind, teils um 2.000€ pro Stück. Für uns schieden die deswegen recht direkt aus.

 

 

 


3. Solarthermie

Anders als bei Photovoltaik wird bei Solarthermie die Sonnenenergie genutzt, um warmes Wasser zu produzieren.

Entweder für die Heizung oder für Brauchwasser oder, wie in unserem Fall, für beides.

Um für einen (geplanten) Vierpersonenhaushalt Heiz- und Brauchwasser zu produzieren benötigt man eine dementsprechend große Kollektorfläche, mit zwei Solarpanels, wie man sie oftmals sieht, ist da niemandem geholfen (außer vielleicht dem Heizungsmonteur, der das Paket verkauft und installiert hat und welcher hauptsächlich an der Montage der Anlage verdient, nicht an der Montage der Panels - also werden oft mal eben schnell zwei Panels montiert, ob das nun Sinn macht oder nicht).

Da wir zudem über ausreichend Platz verfügen haben wir uns für eine 20m² große Anlage bestehend aus 8 Stück Flachkollektoren oder auch Wannenkollektoren vom Typ Sunlight 2500 (jeder mit ~2m x 1,2m = 2,5m² Fläche)  der Fa. Austria Email entschieden.

Kollekto

Zu den Infos auf der Herstellerseite

 

Zunächst war angedacht diese auf die große Dreifachgarage zu bauen, aber da gegen Nachmittag bereits allmählich der Schatten des Hausdaches teilweise auf das Garagendach fällt haben wir uns schlussendlich dazu entschieden, die acht Kollektoren im Frühjahr 2018 auf das Wiesenstück neben der Garage zu bauen. D.h. mitsamt den dazugehörigen Haltegestellen und Fundamenten auf den Boden, in optimaler 45° Neigung und mit voller Sonneneinstrahlung.

 

Die Kollektoren haben wir im Set gekauft zusammen mit einem 1.500 Liter Pufferspeicher und dem notwendigen Zubehör wie Steuerung, Pumpengruppe, Haltegestelle und Montagematerial.

Solarpaket

(Bildquelle:  Selfio.de)

Je nach benötigter Größe des Hauses und Heizlast gibt es verschiedene Komplettsets mit allen Teilen, ideal zum Selbsteinbau

 

Zur Auslegung der Größe einer Solarthermieanlage gilt folgende Tabelle

Solarthermie Auslegung Dimensionierung

Quelle:  Verbraucherzentrale Hessen - Solarthermie: Solarenergie für Heizung und Warmwasser nutzen

 

Die Solarthermieanlage haben wir ebenfalls komplett in Eigenleistung installiert und eingestellt

Solarthermie

08.09. - Solarthermie Montage der Kollektoren

 

 

 

 


4. wasserführender Holzofen

Einen Holzofen vor dem man im Winter gemütlich sitzen und das Feuer durch die Glasscheibe beobachten kann wollten wir sowieso.

Und da wir die Heizungsanlage komplett erneuern sowie auch alle Leitungen im gesamten Haus von Grund auf neu verlegen kam die Idee eines wasserführenden Kaminofens sehr schnell.

Das da ist er.

ofen

ofen 2

Preislich ein Modell der Einstiegsklasse aber mit Werten, die uns überzeugt haben.

Der Ofen ist prinzipiell ein ganz normaler Kaminofen für Holz, jedoch mit einem Zusatz:

Im Innern sitzt ein Wärmetauscher. Das ist eine Kombination aus Rohrleitungen und "Taschen" durch die Wasser hindurch gepumpt wird. An der Rückseite des Ofens sind zwei Wasseranschlüsse. In den einen wird kaltes Wasser reingepumpt, das fließt durch die Rohrleitungen im Innern des Ofens, das Wasser wird durch das Feuer auf max. 99°C erhitzt und verlässt durch den zweiten Anschluss diesen nun wieder Richtung Pufferspeicher.

Mit diesem heißen Wasser werden uA dann die Heizkörper in den anderen Räumen des Hauses betrieben.

Der Ofen hat eine Gesamtwärmeleistung von 14 KW (also 14.000 Watt) , davon werden

6 KW in die umgebende Raumluft abgegeben (Wohn- / Esszimmer + Küche) sowie

8 KW ins Wasser (für die Heizkörper im ganzen Haus + Duschwasser)

ofen 3

Jedes Mal also wenn der Kaminofen läuft wird automatisch heißes Wasser für das ganze Haus produziert und die Wärmepumpe muss weniger arbeiten.

Nachteil:  anders als bei dem kleinen Öfchen, dass wir bisher gewohnt sind werden wir ein gutes Stück mehr Holz benötigen, um die 14 KW auch "bei Laune" zu halten.

Aber genau deswegen ist es uns auch wichtig, dass die Wärmepumpe nicht zu klein dimensioniert ist und alleine den kompletten Energiebedarf abdecken kann, auch wenn wir keine Lust haben um den Ofen an zu feuern.

Infos zum Ofen auf der Shopseite -> SK-TEK CONCORD KXB

Nachtrag: das Modell gibt es mittlerweile wohl so nicht mehr zu kaufen, aber es gibt Alternativen im Internet

wasserführender Kaminofen

01.12. - Kaminofen brennt

 

der korrekte Anschluss des wasserführenden Ofens ist enorm wichtig, da es ein paar Sicherheitsrichtlinien zu beachten gilt - aber das geht auch in Eigenregie.

Hier ein beispielhafter Anschlussplan

Anschluss

 

Die benötigten Komponenten gibt es der EInfachheit halber als Anschlusspaket speziell für wasserführende Kaminöfen

Bild von

22.11. - Türzargen DG4,Kaminofen1

 

 

 


5. Pufferspeicher

Der ist zwar Bestandteil des bereits erwähnten Komplettpaketes aber oh Mann, den richtigen für unsere Zwecke zu finden war eine echte Herausforderung.

Als Bindeglied zwischen den verschiedenen Heizquellen (Wärmepumpe, Solarthermie, wasserführender Kaminofen) muss der Pufferspeicher verschiedene Aufgaben zugleich erfüllen und ist somit mehr als ein einfacher Blechkessel gefüllt mit Wasser.

KWS1500 1

1. Wenn tagsüber die Sonne scheint und die Solarthermieanlage heißes wasser produziert (bis zu 200°C heiß) geschieht das tendenziell zu einer Zeit, zu der man eigentlich nicht so viel Energie benötigt. Die Heizung schaltet man erst abends an und auch Duschen geht man entweder spät abends oder früh morgens. Mit Hilfe eines Pufferspeichers kann so die "überschüssige" Energie in Form von heißem Wasser zwischengespeichert werden bis sie zu geeigneter Zeit abgerufen wird. Dazu ist der Speicher erstens sehr groß und zweitens sehr gut isoliert, um die Wärme lange speichern zu können.

2. Wie schon erwähnt produziert die Solarthermieanlage bis zu 200°C heißes Wasser, welches zudem für den Winterbetrieb mit Frostschutzmittel versehen sein muss. Deswegen läuft die komplette Solarthermieanlage als geschlossenes System mit eigener Flüssigkeit. Im Innern des Pufferspeichers ist nun ein Wärmetauscher angebracht (eine lange Rohrschlange) durch die diese heiße Flüssigkeit durchgepumpt wird und die Wärme an das umgebende Wasser abgibt.

3. Früher hatte man im Pufferspeicher meist noch einen kleineren, zweiten Speicher eingebaut. Der große Speicher enthält hierbei das Heizungswasser, der kleine wird vom großen mit erwärmt und enthält Brauchwasser - man spricht hier von einem Kombispeicher. Doch um die Gefahr von legionellen zu vermeiden hält man mittlerweile keinen Brauchwasservorrat mehr vor sondern erhitzt das Brauchwasser erst in dem Moment, wo es gebraucht wird, also jemand den wasserhahn aufdreht. Zu desem zweck hat unser Pufferspeicher einen Durchlauferhitzer eingebaut. Das ist prinzipiell ebenfalls ein gewelltes Rohr innerhalb des Speichers durch das, dreht man einen Wasserhahn auf, am einen Ende kaltes Leitungswasser reinfließt, durch das umgebende heiße Wasser im Speicher aufgewärmt wird und am anderen Ende nun heiß wieder verlässt Richtung Dusche oder Waschbecken. Das nennt man dann einen Hygienespeicher.

4. Im Haus benötigt man keine 1.500 Liter Wasser mit 90°C sondern verschiedene Temperaturen für verschiedene Zwecke. So sollen die Heizkörper etwas zwischen 40 und 50°C abbekommen, zum Duschen hat man i.d.R. etwas um 30°C, zum Putzen wiederum richtig heiß. Deswegen gibt es Pufferspeicher, die als sog. Schichtspeicher ausgelegt sind. Diese können in verschiedenen Schichten verschiedene Wassertemperaturen speichern. Naturgemäß wandert heißes Wasser nach oben und kälteres lagert sich unten ab sodass sich die Schichten vertikal von nicht so warm (unten) bis heiß (oben) anordnen. Im Schichtspeicher gibt es zudem mehrere Leitungsanschlüsse vertikal verteilt um gezielt "das passende Wasser" zu entnehmen. Andersherum liefern die unterschiedlichen Wärmequellen auch unterschiedliche Temperaturen. Solarthermie:  um 200°C, wasserführender Kaminofen:  99°C, Wärmepumpe:  um 60°C (je niedriger umso effizienter). Diese unterschiedlichen Temperaturen können auch ganz gezielt in die passende Schicht des Speichers eingespeist werden.

Was wir also nun haben ist ein Hygiene-Schichtspeicher mit extra Wärmetauscher für Solarthermie, den KWS1500 von Austria Email -> zur Herstellerseite

KWS1500 2

 

 

PS:

erst bei der Lieferung Anfang November fiel auf:  der Speicher ist so große, dass er zwar in den Heizungsraum im keller passen würde - aber er passt durch keine Kellertür hindurch. Wir bekommen ihn also nicht in den Heizungsraum hinein sondern werden wohl eine Notlösung schaffen.

Und zwar grenzt die Einzelgarage direkt an den Heizungsraum seitlich an sodass wir wohl im hinteren teil der Garage einen kleinen Raum abmauern und gut isolieren werden um dort den Pufferspeicher unter zu bekommen.

Mit einer Mauerdurchführung zum Heizungsraum mit dem Kernbohrgerät welches wir mittlerweile gekauft haben werden dann die Leitungen zwischen Heizungsanlage und Puffer geführt.

 

Der Pufferspeicher steht nun in der Garage und ist doppelt eingepackt / isoliert.

Zu der werksseitig mitgelieferten 10mm Isolierungshülle haben wir zusätzlich nochmal 120mm Mineralwolle in der besten Wärmedämmstufe WLG 032 außenrum gepackt. So geht die mühevoll erzeugte Wärmeenergie so gut wie nicht mehr verloren.

Pufferspeicher

11.09. - Pufferspeicher fertig

 

Heizungswasser / VE-Wasser nach VDI 2035

Um den Pufferspeicher und die Heizungsanlage inkl. Heizkörper zu befüllen darf man nicht einfach normales Leitungswaser nehmen, da dieses zu Korrossion in der Anlage führt.

Für eine Heizungsanlage nimmt man spezielles Heizungswasser oder auch "VE-Wasser nach VDI 2035"

Das kann man entweder teuer kaufen oder vom Heizungsmonteur vor Ort teuer herstellen lassen oder - und so haben wir das gemacht, mit ein wenig Aufwand selbst herstellen.

Wie, das haben wir in einem eigenen, kleinen Artikel beschrieben siehe VE Wasser / VDI 2035

Bild von VE Wasser VDO 2035

 

 

 

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6. zentrale Wohnraumlüftung

Zu unserem Energiekonzept gehört auch eine Be- und Entlüftungsanlage oder auch KWL - Kontrollierte Wohnraumlüftung.

Diese Anlage sorgt für eine optimale Luftqualität in allen Räumen, saugt verbrauchte, sauerstoffarme und feuchte Luft ab + bläst sie nach draussen und führt frische, sauerstoffreiche Luft wieder zu. Völlig automatisch. Noch dazu wird der abgesaugten Luft, bevor sie nach draussen geblasen wird, die Wärme entzogen und der frisch zugeführten Luft wieder zugeführt bevor sie in die Räume zurückgeblasen wird.

Der Endeffekt:

Rundum perfekt durchgelüftete Räume ohne Wärmeverlust wie beim Fensterlüften.

Man unterscheidet zwischen dezentralen Anlagen und zentralen. Bei dezentralen Lüftungsanlegen werden mehrere, unabhängige Kleingeräte in die Außenwände der einzelnen Räume montiert.

kwl 0

Die Einzelgeräte kosten, je nach Hersteller und Modell, um 500 - 700€ pro Stück. Sie sind hauptsächlich zum Nachträglichen Einbau geeignet.

 

Bei einer zentralen Anlage gibt es nur ein zentrales Lüftungsgerät, welches mit Luftröhren die einzelnen Räume miteinander verbindet. anbietet.

kwl schem

Das zentrale Lüftungsgerät besteht im wesentlichen lediglich aus zwei Ventillatoren und einem Wärmetauscher. Ein Ventillator saugt die verbrauchte Luft ab und leitet sie durch den Wärmetauscher bevor sie nach draussen geblasen wird. Der zweite Ventillator saugt Frischluft von draussen an, führt diese auch durch den Wärmetauscher wo die Wärme der Abluft nun übergeht auf die Frischluft, bevor sie nun durch Rohrleitungen in die einzelnen Räume geführt wird.

 

Hier auch ein gutes Video zum Thema KWL - kontrollierte Wohnraumlüftung

 

Das problematische bei der nachträglichen Installation dieser Lösung ist das Verlegen der (vielen) Lüftungsschläuche in den Wänden oder Zwischendecken, was sich quasi ja nur im Neubau. Da wir aber alle Hausaußenwände mit Holtständerwänden vorbauen haben wir uns für solch ein Gerät entschieden.

 

kwl2

Ein Euro Air 250 von Swentibold

 

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Da wir auch die Lüftung selbst einbauen haben wir gleich ein Komplettpaket bestellt inklusive aller benötigten Rohrleitungen, Lüftungsöffnungen und einem digitalen Bedienelement.

kwl1

 

Wir werden in allen Räumen je zwei Lüftungsöffnungen installieren.

Eine im oberen Wandbereich für die Abluft, eine diagonal auf der anderen Seite des Raumes im unteren Wandbereich für die Zuluft. Die Zuluftöffnungen haben wir immer hinter dem Heizkörper aus der Wand heraus geführt, aus drei Gründen:

 

Einzig im Schlafzimmer nutzen wir nicht die zentrale Lüftung da wir hier lieber kalte Luft haben und das Lüftungsgerät nicht warme Luft reinblasen soll.

Um aber auch hier immer Frischluft zu haben werden wir dort ein einzelnes Lüftungsgerät einbauen,

ein EuroAir Wall 150 vom selben Hersteller.

kwl 3

 

Anders als bei der zentralen Lüftungsanlage wird hier mit einem Kernbohrgerät ein Loch mit 150mm Durchmesser durch die Hausaußenwand gebohrt und das Gerät durchgesteckt.

Im Innern befinden sich hauptsächlich 3 Teile:

  1. ein flüsterleiser Ventillator
  2. eine Steuerung, die den Ventillator im 70-Sekunden-Takt in die eine oder andere Richtung blasen lässt um abwechselnd verbrauchte Luft fort- und frische Luft reinzublasen
  3. ein Keramikelement welches beim Rausblasen der Zimmerluft die Raumwärme speichert und beim Frischluft-Reinblasen diese wieder abgibt

 

Die Lüftungsanlage haben wir im Technikraum eingebaut, es gehen Lüftungsleitungen in jeden Raum außer Flur / Treppenhaus / Schlafzimmer

Lüftungsanlage

2019 - KW50 - Photovoltaik fertig, Lüftungsanlage

 

 

 

 


7. Übergangsbad

Bis eines der beiden Bäder fertig ist haben wir ein Übergangsbad eingerichtet - in der Garage.

Also nicht tatsächlich neu eingerichtet denn dort befindet sich von Anfang an, abgetrennt bzw. abgemauert mit eigener Tür, ein Durchgangsbad mit Waschbecken und (ebenerdiger) Duschniesche. Da wir die alte Heizungsanlage abgeklemmt haben gibt es im Bad allerdings weder warmes Wasser noch, na, Heizung.

Aber für im Moment ist das besser als nichts oder Büsche.

Das Übergangsbad ist definitiv kein Teil unseres geplanten Energiekonzeptes, aber da es energetisch eine waschechte Katastrophe ist möchten wir es trotzdem an dieser Stelle kurz aufführen.

 

Boiler mit 30 Liter, ausreichend um 2x kurz zu Duschen

 

 

 

temperaturgesteuerter E-Heizer.

 

Da schlägt der Stromzähler Purzelbäume aber es macht warm.

 

 

 

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8. Photovoltaik

Ursprünglich von uns gar nicht geplant, aus mehreren Gründen:

Allerdings haben sich zwei Jahre nach dem Hauskauf einige Voraussetzungen geändert.

  1. die Anschaffungspreise sind stark gesunken. So kostet aktuell (Stand September 2019) eine 10 KW Anlage unter 10.000€ (Material + Elektrikerkosten für den Anschluss, Montage in Eigenleistung).
  2. dadurch ist die Einspeisevergütung auch ausreichend um einen Kredit halbwegs zügig abzubezahlen (9 Jahre)
  3. zwar ist das Hausdach noch immer ungünstig ausgerichtet, aber unser Gartenhausdach hat mit 50m² Fläche die richtige Größe für eine 10 KW Photovoltaik Solaranlage

Photovoltaik Solar PV Gartenhaus Dach selbst machen installieren selber

 

Nach einiger Hin- und Her Rechnerei, intensiver Internetrecherche sowie Gesprächen mit Fachfirmen, Elektriker und Bank kommen wir zu dem Schluss:  Ja - wir machen das!

Und was genau?

Nun, erstmal soviel Solarleistung wie möglich auf die Dachfläche packen. Bei uns sind das knappe 10 KW und damit bleiben wir unter der Leistungsgrenze, bei der man zusätzliche EEG-Abgabegebühren zahlen muss.

Solar-Module:

Die wichtigste Komponente. Von den Maßen her gibt es einen Quasi-Standard, den alle Hersteller mit wenigen mm Toleranz einhalten:  1,70 x 1,00m

Unterschiedlich ist die Leistungen in Watt. Hier sind die Hersteller weitestgehend gleich auf, es gibt von Jahr zu Jahr eine typischerweise überall erhältliche, durchschnittliche Wattzahl. Diese wird durch technologischen Fortschritt immer weiter verbessert und steigt demzufolge jährlich.

Vor 5 Jahren noch waren Module mit 250 Watt das Maximum und während die Vorjahresmodelle aus 2018 schon bei 280 Watt lagen (und nun "spottbillig" zu haben sind) leisten aktuelle Module (August 2019) zwischen 320 und 335 Watt. Das technisch mögliche Maximum liegt derzeit bei 370 Watt pro Modul, aber hier ist der Aufpreis pro Mehr-Watt immens, da hier offenbar nur handverlesene Einzelzellen verbaut werden.

Da wir auf dem Gartenhausdach mit rund 50m² eine nur eingeschränkt große Fläche zur Verfügung haben werden wir diese auch optimal ausnutzen und nach einiger Suche haben wir uns für 340 Watt Module von JA-Solar entschieden, und zwar vom Typ JAM60S10-340/PR - das sind monokristaline 340 Wp Halbzellen Module.

PV JA

(Bildquelle:  JASolar.com )

Insgesamt passen, dicht gedrängt, 27 Module auf das Dach. Rechnerich sind das 9.200 Watt maximale Leistung. Durch die nicht optimale Dachausrichtung wird die Anlage bei 8.200 Watt max. liegen.

 

 

Vernetzung:

Wie bereits erwähnt sind 10 Cent Einspeisevergütung nicht viel und man spart viel mehr, wenn man den Eigenverbrauch erhöht zu der Zeit, in der die PV-Anlage Strom produziert.

Hierzu schaltet man entweder von Hand Geräte wie Geschirrspüler, Waschmaschine und Wärmepumpe an (was nur in einem bestimmten Maße klappen wird da man dazu ja auch zu Hause sein muss), oder man vernetzt alle relevanten Geräte miteinander und kann diese dann automatisch schalten, abhängig von der Stromproduktion und der Wettervorhersage.

Aus diesem Grund achten wir vor dem Kauf auf netzwerkfähige Geräte und bei der PV-Anlage sind hier zwei Komponenten ausschlaggebend.

Wechselrichter:

Als Zentrale der PV-Anlage wandelt der Wechselrichter die, von den Solarmodulen produzierte, Gleichspannung in 230V Wechselspannung um. Hier gibt es zwei handvoll etablierter Fabrikate am Markt und etwa die Hälfte verfügen über irgendeine Form der Netzwerkanbindung. Manche bereits ab Werk, manche muss man für teures Geld mit einem WLan-Modul nachrüsten (um 300€ zusätzliche Kosten).

Wir haben uns für den Fronius Symo 8.2-3M entschieden. Er passt leistungsmäßig perfekt (bis 8.200 Watt)

PV Fron Sym

(Bildquelle:  greenpowerco.com )

 

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PS:  da der Fronius nicht zusammen mit einem Batteriespeicher / Hausakku zusammen arbeiten kann haben wir ihn mittlerweile getauscht gegen den Hybrid Wechselrichter MPI 10k mit 10000 Watt von MPP Solar Infinisolar

Bild von Hybrid wechselrichter MPI 10k

 

Der Fronius Symo kann per WLan und Lan angebunden werden und so alle Daten zum erzeugten Strom über Netzwerk abgefragt werden. Das beste:  er ist kompatibel mit OpenHab, der von uns eingesetzten Smart-Home Haussteuerung.

Als zusätzliche Erweiterung (im Bild links unten) kann der Fronius Smart Meter im Sicherungskasten eingesetzt werden und ebenfalls per Netzwerk sowie Openhab eingebunden werden, sodass man alle Verbrauchsdaten erfassen kann. So erhält man einen kompletten Überblick über Eigenverbrauch, produzierten Solarstrom, Überschusseinspeisung oder Stromzukauf.

Mit diesen Daten und kombiniert mit der zentralen Haussteuerung über OpenHab können dann automatisiert Verbraucher geschaltet werden. Mit unserer aktuellen Waschmaschine und Geschirrspüler wird das so zwar noch nicht klappen, aber unsere Wärmepumpe ist "Smart-Grid-ready" und kann dann angeschaltet werden, wenn die PV-Anlage gerade viel Strom produziert.

Stromzähler:

Trotz dass unsere Stromzähler noch kein Jahr alt sind und topp modern (offz. auch "Moderne Messeinrichtung" genannt) verfügen sie über keine Netzwerkschnittstelle, sondern nur über - und jetzt kommt's - einen Taschenlampen-Morsecode-Sensor.

Ernsthaft? Ja, völlig ernsthaft.

PV Zaehler

(Bildquelle:  emh-metering.de )

Mehr zu diesem penlichen "Highlight deutscher Inschenörskunst" im Beitrag Photovoltaik.

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Über das Photovoltaikforum sind wir dann auf den Messstellenbetreiber Discovergy und deren Smart-Meter gestoßen, welche neben dem obligatorischen Morsesensor auf der Front auch über einen Lananschluss auf der Rückseite verfügen. Das angezeigte Ergebnis über Handy / Laptop / Tablet sieht dann so aus:

PV commeter

(Bildquelle:  photovoltaikforum.com )

Also haben wir zwei neue Zähler über Discovergy bestellt und beide wurden problemlos von unserem Netzanbieter akzeptiert.

 

Eine Live-Ansicht findest Du immer oben links auf der Webseite

 

 

Nachtrag:

mittlerweile haben wir die Photovoltaik-Anlage um einen Solarspeicher bzw. Batterie / Akku erweitert - den wir selbst gebaut haben aus recycelten Laptop- und eBike-Akkus.

Solar PV Photovoltaik Batterie Akku Speicher DIY 18650 Tesla Powerwall

Das funktioniert sehr gut und es läuft nicht nur das komplette Haus über diesen Akku, sondern mittlerweile laden wir sogar das Elektroauto, einen Aiways U5 komplett über diesen Batteriespeicher im Stil der Tesla Powerwall

-> 2021 - KW02 - DIY 18650 Tesla Powerwall fertig

 

 

Zum Thema Lithium Akkus / 18650 Powerwall und Photovoltaik gibt es zudem einen eigenen Bereich im Menü Sonstiges -> Akkus

 

 

 

 

Seit Ende 2020 haben wir den BMW Diesel-Kombi getauscht gegen einen Aiways U5, ein vollelektrisches Auto

Aiways U5 beim Laden

Im Jahr fallen etwa 20.000km Laufleistung an und dank Photovoltaikanlage können wir von März bis Oktober faktisch kostenlos zu Hause "tanken".

Das funktioniert nicht nur an der Wallbox sondern klappt auch hervorragend an jeder normalen Schiko-Steckdose per einfachem mobilen Ladegerät.

 

Zur verwendeten Wallbox haben wir auch noch einen Testbericht geschrieben -> Wallbox Duosida 7,2kW / 11kW / 22kW

zum mobilen Ladegerät mit einstellbarer Leistung auch -> einstellbarer 8/10/13/16A mobiler Schuko Typ 2 Ladeadapter

Da uns das Thema E-Auto sehr beschäftigt und interessiert haben wir dazu auch einen eigenen Bereich eingerichtet unter "Projekte -> Elektromobilität"

 

Nachtrag 2023:

seit März haben wir nun auch den Ford Kuga Diesel getauscht gegen ein Elektroauto, und zwar den etwa gleich großen MG ZS EV

 

 


9. Energiebilanz

Was bringt dieser enorme Aufwand nun, den wir betreiben?

Nun, noch ist es zu früh, um ein endgültiges Urteil abgeben zu können da

  1. wir erst seit Juni 2018 im Haus wohnen
  2. noch nicht alle Komponenten zu 100% umgesetzt sind

 

Aber wir können die Entwicklung dokumentieren und immer wieder mal eine Zwischenbilanz ziehen.

Jahr

Stromverbrauch

pro Monat

Heizkosten

pro Monat

Sonstiges Bemerkungen
2017

3.000kWh / Jahr,

150€ / Monat

   

Mietwohnung 80m², Warmwasser über Durchlauferhitzer, Heizung über Fernwärme

2018 (Juni - Dezember)

2.500kWh / Jahr

58€ / Monat

1.000kWh / 3 Monate

hochgerechnet:

70€ / Monat

1 rm Holz

  • Wärmepumpe läuft erstmalig ab 01.10.2018
  • Ofen läuft erstmalig ab 01.12.2018 (nur "zaghaft" befeuert, da Pumpensteuerung noch nicht funktioniert hat)
  • Abschlagszahlung Wärmepumpe wird am Jahresende bereits von 100€ auf 70€ reduziert
2019

2.700kWh / Jahr

63€ / Monat

2.600kWh / Jahr

55€ / Monat

3 rm Holz.
  • Solarthermie läuft erstmalig ab 06.2019, unterstützt die Heizung also effektiv ab Herbst
  • Ofensteuerung nun funktionsfähig
  • der Ofen wird nun so oft es geht befeeuert um einen Überblick zu erhalten, wieviel Holz wir benötigen werden

 

2020

2.200kWh / Jahr

51€ / Monat

 200kWh / Jahr

5€ / Monat

10 rm Holz
  • Solarthermie wird erstmalig im Frühjahr + Herbst die Wärmepumpe unterstützen
  • Ofen wird erstmalig in vollem Umfang unterstützen (da Steuerung funktionsfähig)
  • Photovoltaik wird Eigenstrombedarf kompensieren

 

2021

 

3.800kWh / Jahr

88€ / Monat

1.000kWh / Jahr

20€ / Monat

8 rm Holz
  • Aiways U5 Elektroauto seit dem 12.2020 mit 20.000km / Jahr = ca. 3.800kWh Jahresverbrauch
  • Sauna seit November mit 9kW Elektro-Ofen, wöchentliche Nutzung = ca. 1.400kWh Jahresverbrauch
2022

4.840 kWh

109€ / Monat

1.485 kWh

34€ / Monat

5 rm Holz
  • 2. Elektroauto MG ZS EV seit 10.2022 mit 20.000km / Jahr = ca. 3.800kWh Jahresverbrauch
2023        

 

 

 


10. geplante Optimierungsmaßnahmen

geplant für 2021:

Vergrößerung des selbstgebauten Solarakkus von derzeit 75kWh auf 100kWh -> abgeschlossen

Photovoltaik Speicher Puffer Batterie Akku Solar Powerwall 18650 Notstrom Blackout Energiewende Lithium

 

 

 

geplant für 2022:

Pufferspeicher, Tür Heizungskeller & Rohrleitungen Isolierung verstärken / verbessern -> erledigt

Bild von

 

s. Heizkosten und Strom einsparen

 

geplant für 2023:

PV-Anlage vergrößern für mehr Winterertrag -> erledigt

Bild von

s. Nulleinspeisung Winter Solaranlage

 

geplant für 2024:

Dämmung Dachboden