Ev257

Vorwort

Im Jahre 2020 habe ich in meiner Wohnimmobilie eine Wärmepumpe installiert, ursprünglich mit dem Gedanken, die Ölheizung nur einzusetzen, wenn die Wärmepumpe nicht genug Leistung bringt. Nach etwas Zweifeln habe ich mich zum Selbstbau entschlossen.

Das System läuft seit 4. Oktober 2020 zur vollsten Zufriedenheit. Alles in allem habe ich den Umstieg und die Selbstmontage mit keiner Minute bereut und kann nur eine klare Empfehlung an alle aussprechen, die sich die Arbeit zutrauen.

Bestand

Haus

• Doppelhaushälfte in München
• Baujahr 1979, erworben im Jahre 2016
• EG und OG mit zusammen 134 m² Wohnfläche
• Voll unterkellert mit Heizungs-, Hauswirtschafts- und Lagerräumen
• EG Wohnzimmer, Küche, WC, Wintergarten
• OG drei Zimmer, Bad
• DG mit einem Zimmer
• Wände aus Hohlziegeln
• Dach 23° Neigung mit Aufsparren- und nachgeführter Zwischensparrendämmung

Heizung

• Vaillant Öl-Brennwertkessel VKO 156/3-7 12 kW, icoVIT exklusiv 2-stufig, Baujahr unklar
• Solarthermie mit 5,7 m² Appreturfläche, Kollektoren erneuert 2019, nur für Warmwasser
• Warmwasserspeicher 300l Reflex SF 300/2C (eingebaut 2016)
• Fußbodenheizung im gesamten EG (drei Kreise)
• Fußbodenheizung im Badezimmer OG (ein Kreis)
• Radiatoren in allen Räumen, auch im Keller, dort aber noch nie im Einsatz gewesen
• Warmwasser-Zirkulation vorhanden, seit Dezember 2019 tastergesteuert
• 9,9 kWp Photovoltaik, eingebaut 2019

Mit der Ölheizung bin ich nicht so richtig glücklich: Sie ist laut, teuer im Unterhalt (die Vaillant-Wartungssets müssen aus purem Gold sein), lässt sich nicht gut steuern und ich kann es nicht vermeiden, dass sie taktet. Aus irgendwelchen Gründen wird die Fußbodenheizung mit 60° warmem Wasser gespeist, so dass die Wärmeverteilung im Haus sehr ungleichmäßig ist.

Die Ölheizung ist wahrscheinlich viel zu neu zum Verschrotten. Trotzdem werde ich nichts mehr in diese Technik investieren. Die Heizungsbauer aus der näheren Umgebung sind zwar schnell da, wenn man etwas braucht, die Ausführungsqualität war jedoch bisher durchgehend enttäuschend.

Die Handskizze rechts zeigt den Istzustand.

Brennstoffverbrauch

Von den Vorbesitzern habe ich die Ölrechnungen "geerbt": 2300 bis 2800 Liter pro Jahr. Ich schätze meinen Verbrauch für 2017/2018 und 2018/2019 auf 1400 Liter und 2019/2020 auf knapp 1000 Liter. Der letzte Winter war deutlich milder als die beiden vorangegangenen.

Die Einsparung führe ich auf die Nachtabsenkung, die Timer-gesteuerte Warmwasserzirkulation und die Wiederinbetriebnahme der Solarthermie zurück.

Da die Heizungsrohre teilweise schlecht gedämmt sind (zerbröselnde/zerbröselte Dämmung, teilweise fehlt die Dämmung ganz) vermute ich noch Luft nach unten.

Idee

Ich installiere eine Wärmepumpe wie folgt:

• Die Fußbodenheizung wird nur noch von der Wärmepumpe bedient
• Im Normalbetrieb soll die Wärmepumpe auch die Heizkörper versorgen und das warme Wasser machen, wenn die Thermie nicht genug bringt.
• Für Warmwasser und Heizkörper bleibt die Ölheizung als Backup für den Fall, dass die Vorlauftemperatur nicht reicht, um die Räume warm zu bekommen oder die ganze Verwandschaft bei mir baden will.
• Die Umschaltung zwischen Wärmepumpen- und Ölheizungsbetrieb mache ich manuell mit Kugelhähnen im jeweiligen Rücklauf.
• Ich beachte dabei, dass das Ausdehnungsgefäß vom Wärmepumpenkreislauf abtrenne
• Die Verrohrung führe ich mit Verbundrohr 26x3mm aus, ich habe es noch von einem anderen Umbau daliegen.

Dies würde ich eine Zeitlang (fünf Jahre?) so betreiben. Wenn sich abzeichnet, dass die Wärmepumpe allein genügt, um den notwendigen WAF zu gewährleisten, würde ich die Ölheizung abbauen. In dieser Übergangzeit könnte ich noch Sanierungsmaßnahmen durchführen oder, wo notwendig, Flächenheizungen einbauen.

Die Handskizze rechts zeigt meinen Zielzustand.

Ausführung

Standort des Gerätes

Bei meiner Immobilie kommt nur ein Standort für das Gerät in Frage, nämlich unter dem Küchenfenster auf der Ostseite des Hauses. Hier befindet sich auch der Haustechnikraum, allerdings nicht direkt unter der Küche. Über dem Haustechnikraum ist der Hauseingang.

Mauerdurchbrüche

Vom Gerätestandort muss ich durch zwei Mauern, um in den Technikraum zu gelangen: Die 35 Zentimeter dicke Außenmauer (Beton) und eine etwa 15 Zentimeter dicke Ziegelwand, die den Technikraum vom Hauswirtschaftsraum abtrennt.

Ich habe lange überlegt, ob ich die Kernbohrungen Durchmesser 100 Millimeter beauftrage oder selbst mache und habe mich dann für letzteres entschieden. Erstens wollte ich das volle Abenteuer und zweitens kann man mit einer normalen Bohrmaschine die Mädels eh nicht mehr beeindrucken. Auch das für Beton geeignete Gerät kann man mit allem Pipapo mieten. Ursprünglich wollte ich in einem Winkel von 75° durch die Wand bohren, um das Gitter des Lichtschachtes zu retten und gleichzeitig nicht die Dämmung der Kellerdecke zu beschädigen. Da man das Stativ des Kernbohrgerätes nicht an Ziegeln befestigen darf, ging das jedoch geometrisch nicht und ich musste den Kompromiss wie auf dem Bild erkennbar eingehen. Nach ausgiebigem Tüfteln, Skizzieren und Rechnen waren die Bohrungen an sich unproblematisch und haben nicht sehr lange gedauert. Die Sauerei im Hauswirtschaftsraum hielt sich in Grenzen, da ich einen alten Vorhang an die Kellerdecke getackert hatte.

Eigentlich hatte ich vor, mit dem gleichen Gerät auch zwei Bohrungen mit 50 Millimetern Durchmesser durch die Ziegelwand zu machen. Davon habe ich freiwillig Abstand genommen: Das für Beton geeignete Kernbohrgerät hat ein sehr respektables Drehmoment und auch das Gewicht ist zum Über-Kopf-Halten nicht geeignet. Für Ziegel hat jedoch der nahegelegene Baumarkt ein Gerät zu vermieten, mit dem die zweiten Bohrungen schnell erledigt waren. Leider hatte jemand den Zentrierbohrer verbummelt, so dass ich mir eine Zentriervorrichtung selbst basteln musste. Sonst wären beide Bohrungen in zehn Minuten erledigt gewesen. Hier hatte ich leider den Dreck unterschätzt und hätte eine Absaugung mitmieten sollen.

Fazit: hat Spaß gemacht, ich würde es wieder selbst erledigen.

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  Nummer 1 erledigt

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  Nummer 2 auch erledigt

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  Zum Wegwerfen zu schade, aber was macht man damit?

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  Hier 62 Millimeter Durchmesser durch Ziegel

Rohre und Kabel

Voriges Jahr habe ich meinen Heizkreisverteiler getauscht (durchgerosteten MAGRA raus, Gerät von Heima rein) und dafür Mehrschicht-Verbundrohr besorgt. Damit führe ich auch die Verrohrung der Wärmepumpe aus. Es hat den Vorteil, dass man es schön nach Gefühl biegen kann, wodurch ich gut an den zahlreichen anderen Rohren und Hindernissen im Haustechnikraum vorbeikomme. Mit Kupferrohren müsste ich Dutzende Bögen und Winkel verbauen.

Für die Durchführung durch die Außenmauer habe ich mir zwei Ringraumdichtungen besorgt. Drei der fünf Kabel, die durch die Mauer geführt werden mussten, waren etwas zu dünn, weswegen ich mit ein paar Lagen Gewebeband aufgedickt habe. Ansonsten war die Montage des Ringraumdichtungen etwas Gefummel, aber problemlos. Danke an den Tippgeber im Haustechnikdialog.

Die Verkabelung ist anderswo schon gut beschrieben worden. Statt einem Kabel 5x2,5mm² für die Speisung des Gerätes habe ich ein Kabel 3x2,5mm² und ein Kabel 3x1,5mm² verbaut, weil ich es schon parat hatte. Dazu kommt je ein Kabel für die Fernbedienung, den Temperaturfühler im Warmwasserbehälter und für das Drei-Wege-Ventil. Der Anschluss ans Hausnetz ist selbsterklärend.

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  Ringraumdichtung verbaut

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  Rohre 4,5 Meter lang übers Knie gebogen und gedämmt

Anschluss und Inbetriebnahme

Das im August bestellte Gerät hatte plötzlich eine Lieferfrist von zwei Monaten. Es kam somit am späten Nachmittag des Nationalfeiertages und pünktlich zu einer Kaltwetterperiode an. Anschluss und Inbetriebnahme waren einfacher als vorgestellt: Trotz des Gewichtes von knapp 100 Kilo stand das Gerät in wenigen Minuten auf seinem Platz. Der Wasseranschluss war etwas kräftezehrend, da S-Biegungen mit dem Mehrschichtverbundrohr anspruchsvoll sind. Der elektrische Anschluss ist von Donnermeister exzellent beschrieben und war schnell erledigt. Das Gerät führt nach dem ersten Einschalten sofort einen Testlauf durch und beginnt danach einen Heizbetrieb mit sehr brauchbaren Default-Einstellungen.

Die Wärmepumpe steht auf Gummifüßen, unter denen wiederum mehrere Lagen Bautenschutzmatte liegen, um die Unebenheit des Pflasters auszugleichen. Danke nach Augsburg für den Tip, das Gerät steht jetzt perfekt im Wasser, mein Großvater wäre stolz auf mich. Die Vorschläge im Panasonic-Handbuch, wie die Pumpe am Boden zu befestigen ist, halte ich zumindest für meine Anwendung weit übertrieben.

Fazit: Anschluss und Inbetriebnahme waren viel einfacher als gedacht. Hätte ich nicht einen geschlossenen Kugelhahn übersehen, wäre das Ganze perfekt geräuschlos über die Bühne gegangen. Das bedeutet per Anfang Oktober: Die Panasonic übernimmt die Heizung, die Solarthermie die Warmwasserbereitung. Wenn das nicht genügt, springt die Ölheizung ein. Wenn ich Zeit habe, teste ich die Warmwasserbereitung per Wärmepumpe.

Gelernt während des Betriebes

• Der im Panasonic-Gerät verbaute Wärme- und Energiezähler ist extrem ungenau und kann bestenfalls als Indikator dienen, dass das Gerät funktioniert. Wer den Betrieb noch optimieren will, benötigt einen externen Wärmezähler und einen externen Stromzähler. Optimieren kann man jedoch auch nach Gefühl - Vorlauftemperatur so niedrig wie möglich und Vermeidung von großer Heizlast am kältesten Punkt des Tages sind wohl die größten Hebel. Es stellt sich jedoch die Frage, ob man die Investition in mehr Meßtechnik finanziell durch die über Optimierung nach Gefühl hinausgehenden Einsparungen wieder hereinholen kann. Ich bezweifle das.
• Mir wurde prophezeit, mit meinem alten Warmwasserspeicher (1 m² Wärmetauscherfläche) würde die Warmwasserbereitung nicht oder nur sehr ineffizient funktionieren. Ich habe die Beobachtung gemacht, dass es tadellos funktioniert, jedoch kann ich über (In)Effizienz keine Aussage treffen. Mittlerweile habe ich den Warmwasserspeicher durch ein Modell mit großem Wärmetauscher ersetzt.
• Die Behaglichkeit im Haus ist viel besser geworden, da die Wärmepumpe gleichmäßiger Wärme liefert als die Ölheizung. Zudem dröhnte die Ölheizung, was sich durch die Heizkörper im ganzen Haus verbreitete und das Heizen in der Nacht gewöhnungsbedürftig machte.
• Die Befürchtung, das verwendete Mehrschichtverbundrohr 26x3mm würde an den Fittingen den Querschnitt zu stark verringern, war offensichtlich unbegründet. Wenn die Wärmepumpe testet, erreicht sie 25 l/min Durchfluss, während sie im Normalbetrieb zwischen 9 und 11 Litern/min arbeitet. Ich vermute, mit größerem Rohrdurchschnitt wäre die Effizienz nicht viel besser.

Was kostet der Spaß

Investition

Menge	Bezeichnung	Preis inkl. allem	Bemerkung
1 x	Maschinenmiete Kernbohrgerät für Beton	164,10 €
1 x	Maschinenmiete Kernbohrgerät für Ziegel	66,44 €
2 x	Ringraumdichtung	je 39 €
25 m	Mehrschichtverbundrohr	57,99 €	war vorhanden
2 x	Wechselstromzähler	je 37,51 €
div.	Kabel, Installationsrohre, Leitungsschutzschalter	25 €	war vorhanden
1 x	Schlammabscheider Spirotrap	79,90 €	war vorhanden und schändlicherweise nie verbaut
1 x	Mikroblasenabscheider Spirovent	69,90 €	war vorhanden und schändlicherweise nie verbaut
2 Kisten	Dämmmaterial	144,78 €	wäre auch ohne Umbau mal fällig gewesen
1 Satz	Zubehör: Bodenkonsole, Dreiwegeventil, Temperaturfühler, Superfilter	195,23 €
1 Haufen	Fittinge	120 €
1x	Wärmepumpe WH-MDC05J3E5	3.059,40 €	inkl extra Schalldämmung und Transport

Dazu kommen natürlich viele Stunden Arbeit: als Laie musste ich mich zuerst einmal schlau machen, musste mir das Material zusammensuchen und die Arbeit neben Job, Familie und Coronapanik auf viele kleine Etappen aufteilen. Kostentreiber bei Arbeit und Material war die Modifikation der Verrohrung im Heizungsraum, wo wenig Platz für zusätzliche Rohre war.

Betrieb

Ich rechne mit einem Wärmebedarf von 12.000 kWh pro Jahr für Heizung und hoffe auf einen COP von 4.

Das bedeutet, dass die Wärmepumpe etwa 3.000 kWh elektrischer Energie schlucken sollte.

Wenn ich davon ausgehe, dass 20% davon aus der hauseigenen Photovoltaik kommen und der Rest aus dem Netz, dann kostet mich die warme Bude 720 Euro für den Netzstrom und 60 Euro Opportunitätskosten für nicht eingespeisten PV-Strom. Macht 780 Euro.

Angenommen, für 12.000 kWh verbrenne ich 1.200 Liter Heizöl, dann kostet mich der Brennstoff nach heutigen Preisen etwa 600 Euro, wenn ich mich mit den Nachbarn zusammentue und für mehr als ein Jahr Öl beschaffe. Dazu kommen die jährliche Wartung der Ölheizung mit 700 bis 800 Euro, der jährliche Besuch durch den Schornsteinfeger mit 100 bis 150 Euro und die regelmäßige Tankreinigung (rechnen wir mal mit 30 Euro/Jahr). Da ich ein Revoluzzer bin und die jährliche Wartung nur alle zwei Jahre durchführen lassen habe, hat mich die warme Bude durch Ölverbrennung etwa 600 + 375 + 125 + 30 = 1130 Euro gekostet.

Wenn aus der Panasonic also kein Ersatzteil- und Reparaturkostengrab wird, ist die jährliche Ersparnis substantiell und steigt, wenn die CO₂-Steuer zu wirken beginnt und zukünftige Regierungen bei den unsinnigen Umlagen und Steuern bei der elektrischen Energie etwas machen.

• Update Oktober 2020: Die Anlage ist seit 4. Oktober im Betrieb. Nach einigem Herumprobieren hat sich für den feuchtkühlen Oktober 2020 ein WP-Betrieb von 9 bis 17 Uhr mit einer Vorlauftemperatur von 30 Grad als optimal herauskristallisiert. Ich bin positiv überrascht, wie gut auch die Räume ohne Fußbodenheizung warm bleiben. Wenn ich die Vorlauftemperatur noch unter 30 Grad absenke, bekomme ich eine hohe Anzahl an Systemstarts. Bei der voreingestellten Vorlauftemperatur von 35 Grad wird die Bude am Nachmittag zu warm, ebenso, wenn ich die Anlage 24 Stunden am Tag laufen lasse. Am Zähler, der den Netzstrombezug ermittelt, ist nur eine kleine Verbrauchserhöhung festzustellen, was bedeutet, dass auch bei trübem Wetter die Photovoltaik die Wärmepumpe gut speisen kann. Das Raumklima ist deutlich angenehmer als wenn ich mit Ölheizung temperiere. So kann es gern weitergehen.

• Update Juni 2021: Der Winter 2020/21 war hartnäckig und hatte eine ziemlich kalte Woche. Trotzdem musste ich den Öler zum Heizen nicht reaktivieren und seit Mitte Januar bestreitet die Wärmepumpe nicht nur die Heizung, sondern auch die Warmwasserbereitung. Dafür hat sie 3167 kWh elektrischer Energie geschluckt - für mich ein voller Erfolg, vor allem in der Kombination mit der PV-Anlage. Der Hausverbrauch zwischen April 2020 und April 2021 lag bei 3647 kWh, bei 7226 kWh Einspeisung ins Netz.

CO2-Bilanz

Wenn man das Internet nach einer Antwort auf die Frage, wieviel CO₂ durch die Verbrennung eines Liters Heizöl Extraleicht verursacht, durchsucht, stößt man auf viele verschiedene Zahlen und v.a. viel Werbung für Gasbrennwertkessel. Ich rechne deshalb mit 3,2 kg CO₂ pro Liter (dieser Wert enthält angeblich die Vorketten) und mit einem Ertrag an Wärme von 9 kWh/Liter. Sachdienliche Hinweise zu besseren Zahlen sind willkommen. Wenn man das dividiert, erhält man eine CO₂-Emission von 356 Gramm pro kWh Wärme.

Für das Jahr 2019 wird die durchschnittliche CO₂-Emission pro kWh elektrischer Energie mit 401 Gramm angegeben. Dieser Wert schwankt stark in Abhängigkeit von der Windstärke und Sonneneinstrahlung und es ist zu vermuten, dass der Netzstrom, mit dem ich die Wärmepumpe füttere, etwas mehr CO₂ im Rucksack hat. Wenn ich mit 470 Gramm pro kWh elektrischer Energie und einen COP von 4 rechne, dann verursacht die kWh aus der Wärmepumpe mit Netzstrom eine Emission von 118 Gramm, also etwa ein Drittel vom Öl. Unter der Annahme von 20% Photovoltaikstrom verursacht mein Wärmebedarf nur noch 94 Gramm CO₂ pro kWh.

Das ist natürlich nur eine grobe Überschlagsrechnung. Der Betrieb des Ölbrenners braucht auch elektrische Energie. Man könnte einwenden, dass der Photovoltaikstrom nicht CO₂-neutral ist, weil bei Herstellung der Komponenten und Errichtung der Anlage CO₂ entsteht. Das ist natürlich richtig, wer so rechnet, muss aber auch die CO₂-Bilanz der Raffinerie, der Anlagen zur Förderung und der Fahrzeuge, die das Öl transportieren, dem Heizölverbrauch zuschlagen.

Wärmepumpe und Solarthermie

Wie oben berichtet ist meine Immobilie nun mit einer Solarthermie und einer Wärmepumpe ausgestattet. Das macht eigentlich wenig Sinn, denn die Solarthermie liefert Wärme, wenn die Photovoltaik Strom liefert und der Wirkungsgrad der Solarthermie ist wahrscheinlich schlechter als die Kombi aus Wärmepumpe und Photovoltaik.

Trotzdem bin ich froh, die Solarthermie zu haben. Sie hat es mir ermöglicht, die Heizung während der Sommermonate außer Betrieb zu nehmen und ohne Komforteinbußen die Einbindung der Wärmepumpe selbst und in Ruhe zu machen. Ohne die Solarthermie hätte ich die Arbeit wahrscheinlich von einem Fachmann machen lassen müssen, mit entsprechenden Kosten.

Wärmepumpe und Batterie / Stromspeicher

Als ich die PV-Anlagen-Verkäufer zu Gesprächen zu Gast hatte, wollten mir alle Verkäufer eine 10 kWh-Batterie schmackhaft machen, obwohl ich allen gesagt hatte, dass die PV so groß sein soll wie möglich, um im Winter für die Wärmepumpe so viel Energie wie möglich aus eigener Quelle bereitstellen zu können. Alle behaupteten, das System sei auch mit Batterie wirtschaftlich und wichen der Frage aus, ob die Batterie an sich auch wirtschaftlich sei. Letzten Endes war ich standhaft und habe auf das Gequatsche der Verkäufer/Keiler nichts gegeben.

Mittlerweile habe ich Zahlen und Fakten und kann rechnen:

• vom 5. April bis 4. Oktober (=Sommer) wurden 607 kWh aus dem Netz verbraucht.
• vom 5. Oktober 2020 bis 4. April 2021 (=Winter) wurden 1235 kWh ins Netz eingespeist.

Angenommen, die Batterie hätte dafür gesorgt, dass die im Sommer aus dem Netz gezogene Energie zu 80% durch Solarstrom ersetzt wird und die im Winter ins Netz eingespeiste Energie zu 80% in den Eigenverbrauch geht, so hätte sie 607kWh*0,2Euro/kWh*90% + 1235kWh*0,2Euro/kWh*80% gespart. Macht 295 Euro. Somit darf eine Batterie, die sich innerhalb von 10 Jahren amortisieren soll, höchstens 2950 Euro in Beschaffung, Montage und Betrieb kosten. Die Preise waren und sind aber deutlich höher als das. Bei Preisen unter 2000 Euro würde ich drüber nachdenken.