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Innovation auf dem Dach – für noch mehr Nachhaltigkeit

Bauherrin Wiebke Nowak ist zu Recht stolz: „Wir haben unser Haus zukunftsgerichtet geplant. Und dazu gehört selbstverständlich auch eine ressourcenschonende Energie- und Wärmeversorgung.“

Junges Paar baut energetisch zukunftssicheren Bungalow

Diese Innovation auf dem Dach (und vor der Tür) macht energetisch unabhängig: Im südlichen Niedersachsen wird die komplette Heizlast eines 144 m² großen Einfamilienhauses mit einer bemerkenswerten Kombination aus PV, Solarthermie und Wärmepumpe abgedeckt. Möglich gemacht haben das das Hausbauunternehmen Elm Bau und Vaillant.

Konventionelle Wärmepumpen werden in der Regel über eine Erdsonde oder einen Luftkollektor versorgt. In dem EFH-Neubau ist das aber ganz anders: Hier kommt Strom (aus Photovoltaik) und Wärme (aus Solarthermie) vom Dach. Denn die 15 dort installierten Kollektoren haben eine klassische PV-Oberfläche, dahinter aber Luftkollektoren für die Wärmepumpe. Diese „Luftkollektoren ohne Gebläse“ arbeiten absolut geräuschlos. Das innovative Pilotprojekt, als typisches KfW-Effizienzhaus 55 schon energiesparend gebaut, ist damit eine Blaupause für die nahezu komplette – also autarke – Wärme- und Stromversorgung von Einfamilienhäusern.

Allgemeine Informationen zum Haus und zur Heizungsanlage

Fakten zum Haus

Installierte Heiztechnik

Fakten zum Haus

  • Gebäudetyp: Einfamilienhaus
  • Wohnfläche: 144 m²
  • Ausstattung: KfW Effizienzhaus 55
  • Primärenergiebedarf: 46,2 kWh/m²a
  • Projektdauer-Fertigstellung: ~12 Monate

Installierte Heiztechnik

  1. Luft/Wasser-Wärmepumpe flexoTHERM exclusive
  2. Regelung multiMATIC VRC 700
  3. Consolar Kombination aus PV-Anlage und Solarthermie
Die PV-/Solarthermie-Panele sind nicht zwingend zur Sonne hin orientiert, sondern nach der Windrichtung. Das steigert über das Jahr gesehen den thermischen Ertrag für die Wärmepumpe.

Der Hausentwurf

Wärmepumpe ohne Außeneinheit

Für den eingeschossigen Bungalow haben die Elm Bau Gmbh als Spezialist für schlüsselfertiges Bauen und Vaillant ein Energiekonzept entwickelt, das man durchaus als neue energetische Leistungsstufe bezeichnen kann. Das gilt insbesondere für die enge Verzahnung von Gebäudehülle und Wärmetechnik. Die Bauherren waren gerne bereit, sich auf die Innovation einzulassen: „Wir wollen ressourcenschonend leben. Deswegen war beispielsweise das Dach ohnehin schon für eine PV-Anlage vorbereitet und eine Wärmepumpe eingeplant. Das neue Konzept spielte uns in die Karten, weil wir so für die Wärmepumpe keine Außeneinheit aufstellen müssen.“

Innovation auf kompakten Raum: die Vaillant Wärmepumpe in der Mitte, links der 1.000-Liter-Pufferspeicher – und rechts die Waschmaschine, die automatisch gesteuert dann läuft, wenn es einen PV-Strom-Überschuss gibt …

Das Energiekonzept

Luftkollektor unter der PV-Oberfläche

Die Wärmepumpe vom Typ flexoTHERM exclusive VWF 87/4 mit 8 kW Leistung wird von PV-Kollektoren auf dem Dach mit Strom versorgt. Das Novum: Die Anlage hat eine klassische PV-Oberfläche, darunter aber 15 spezielle Luftkollektoren. Deren Kupferrohrschlangen sind mit einer Sammlerleitung an die Wärmepumpe angebunden. Zudem steigert der Luftkollektor durch seine Kühlwirkung den Ertrag der PV-Module um sechs bis zehn Prozent. Die PV-Kollektoren liefern in der Spitze eine Leistung von 5,1 kWp elektrisch. Diese Energie wird primär für den Betrieb der Wärmepumpe genutzt. Mit Überschüssen werden energieintensive Haushaltsgeräte betrieben.

Die Regelung der flexoTHERM ist auch bei diesem etwas komplexeren Technikkonzept die „Schaltzentrale“. Sie steuert beispielsweise direkt den 1.000-Liter-Pufferspeicher mit integrierter Warmwasserbereitung. Die Raum- und Warmwassertemperaturen sind in diesem Versuchsprojekt auf die witterungsgeführte Regelung multiMATIC VRC 700 gelegt. In der Summe ist das System also sehr einfach zu bedienen.

Die Kosten-Nutzenbetrachtung

Innovative Wärmelösung durch enge Kooperation

Diese Pilotanlage ist aus technischen, aber auch wirtschaftlichen Gründen etwas Besonderes: Als zentral gesteuertes Komplettsystem kann es ohne großen Aufwand auf jedem Hausdach installiert werden. Wegen der kombinierten Dachmodule sind Wärmepumpen damit auch auf kleinen Grundstücken möglich, wo eigentlich kein Platz für die ansonsten erforderlichen Außeneinheiten wäre. Die geräuschlosen Kollektoren eignen sich zudem hervorragend bei verdichteter Bebauung.

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