Varmeco: Wärmepumpenheizung im Fachwerkhaus

(15.3.2024) In einem Selbstversuch hat der Regionalleiter bei der Varmeco GmbH & Co. KG, Walter Diebel, die Frage beantwortet, ob ein denkmalgeschütztes Fachwerkhaus mithilfe einer Wärmepumpe beheizt werden kann und welches Einsparpotenzial dabei erreichbar wäre.

Passive Dämmmaßnahmen sind limitiert

Passive Energiesparmaßnahmen wurden bereits vor der Sanierung der Heiztechnik im denkmalgeschützten Fachwerkhaus aus dem 17. Jahrhundert ergriffen. Lehmputz, Holzfaserplatten oder Wärmedämmputz sorgen von innen für geringere Wärmeverluste, außen durfte jedoch nur unter den Holz- und Schieferschindeln eine Wärmedämmung angebracht werden. Da die Decken teils niedrig sind, sind Fußbodenheizungen nicht umsetzbar und Deckenheizungen wären zudem wegen der Balkenkonstruktion nicht sinnvoll. „Somit blieb es bei den klassischen Radiatoren, die zur Deckung des Wärmebedarfs im Winter eine höhere Vorlauftemperatur benötigen”, erklärt Walter Diebel.

Die eXergiemaschine (schwarzes Gerät links im Bild) hebt die von der Wärmepumpe gelieferte Temperatur auf zirka 65 °C an. Der Systemregler (rechts) dient der Überwachung aller Quellen und optimiert die Heizkreise. (Bild: Varmeco / W. Diebel) 

Strom und Pellets statt Erdgas

Für den Einsatz von Heizungswärmepumpen sind das nicht die besten Voraussetzungen, da diese bei hohen Vorlauftemperaturen mit einem schlechten Wirkungsgrad arbeiten. „Wir wollten gerne auf eine saubere Heizungstechnik umsteigen”, berichtet Herr Diebel. „Die eXergiemaschine ermöglicht es, auch für unsere Fachwerkhäuser ein effizientes Heizsystem zu planen, welches eine Wärmepumpe als Hauptquelle nutzt.”

Die nötige Temperatur durch die eXergiemaschine

Varmeco entwickelte mit ihrem Schweizer Partner BMS-Energietechnik die eXergiemaschine, eine spezielle Wasser-Wasser-Wärmepumpe, die für höhere Quellentemperaturen von 30 °C und mehr konzipiert wurde. Eine Heizungswärmepumpe wird damit nicht ersetzt, jedoch sinnvoll ergänzt. Die Wärmepumpe kann in ihrem optimalen Betriebsbereich arbeiten und muss nur 35 oder 40 °C liefern, die eXergiemaschine bewirkt einen weiteren Temperaturhub auf bis zu 65 °C. „Obwohl dann zwei Geräte – Wärmepumpe und eXergiemaschine – arbeiten, brauchen sie in Summe deutlich weniger Strom als eine Wärmepumpe alleine, die hohe Zieltemperaturen erreichen muss”, so Walter Diebel.

Zur neuen Heizanlage gehört auch ein hydraulischer Durchlauferhitzer (schwarzes Gerät). Er nutzt die Wärme des Heizspeichers, um frisches Trinkwasser zu erhitzen. Dabei sind Heizkreis und Trinkwasser strikt getrennt. (Bild: Varmeco / W. Diebel) 

Pellets für kalte Winter

Die neue Luft-Wasser-Wärmepumpe und die eXergiemaschine liefern bis zu einer Temperatur von ca. 5 °C ausreichend Wärme, um die Heizung und Warmwasserbereitung zu bedienen. Bei niedrigeren Temperaturen muss eine Pelletheizung mit Feinstaubfilter die Heizanlage unterstützen.

Einsparungen von etwa 40%

„Wir heizen nun nicht nur CO₂-neutral, sondern sparen auch Betriebskosten. Statt rund 7.000 Euro pro Jahr für Erdgas geben wir heute etwa 4.200 Euro für Heizungsstrom und Pellets aus. Die Energiekosten sind somit 40% niedriger. Die Amortisationszeit ist zwar länger als bei vielen anderen Objekten”, räumt Herr Diebel ein. „Aber unser Haus beweist, dass auch rund 400 Jahre alte Gebäude mit einer modernen Heizungszentrale ausgestattet und wirtschaftlich betrieben werden können.”

Die eXergiemaschine von Varmeco und BMS-Energietechnik. (Bild: Varmeco) 

Die eXergiemaschine

Die eXergiemaschine, die Varmeco und ihr Schweizer Partner die BMS-Energietechnik entwickelt haben, stellt eine optimierte Temperaturschichtung im Pufferspeicher her. Dazu arbeitet im Inneren des Geräts eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe mit Nennwärmeleistungen von 3 bis 40 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 und in den Leistungsklassen 5 bis 40 kW Wärmeleistung als Standgerät erhältlich. Eine noch größere eXergiemaschine für Krankenhäuser, Wohnblöcke oder z.B. den Gewerbeeinsatz ist derzeit in der Entwicklung.

Weitere Informationen können per E-Mail an Varmeco GmbH & Co.KG angefordert werden.