Anlage lowEnergy
Japanische High-Tech-Maschine & Fernwärmenetz
Das Gebäude
Für das freistehende Einfamilienhaus aus Bj.2000, das auf 3 Etagen ca. 220 qm beheizte Wohnfläche hat, werden je nach klimatischen Bedingungen insgesamt 13.000 bis 18.000 kWh Wärmeenergie für die Raumbeheizung pro Heizperiode benötigt.
Da die Wärmeversorgung seit Bezug des Hauses aus dem Fernwärmenetz gedeckt wird, war die real erforderliche Heizlast mit dem vorhandenen Wärmezähler in der Praxis gut zu ermitteln. Die in den bislang vergangenen 13 Heizperioden höchste Gesamtheizlast des Gebäudes wurde im ersten Jahr nach Bezug (2001) ermittelt. Damals war das WdVs noch nicht vorhanden, wodurch die in 2001 ermittelten 16 kW Heizleistung nachvollziehbar sind. In den nachfolgenden Jahren waren es, mit dem montierten WdVs und mit sehr regelmäßigig genutztem luftgeführten 7 kW Kaminofen im Wohnzimmer nie über 6 kW Anschlussleistung.
Da der Kaminofen nun (Oktober 2014) aber nicht mehr betrieben werden soll, wird die Anschlussleistung des Fernwärmenetzes definitiv höher sein. Die dadurch erhöhten Kosten der Fernwärmenetzversorgung soll darum durch den bivalent parallelen Einsatz der 5 kW Pana LWP "gedeckelt" werden, denn mit dem 5 kW-Monoblock ist die zusätzliche Nutzung der Fernwärme erst ab +4 Grad Außentemperatur erforderlich.
Geplante Verbesserungen am Gebäude
- Dämmung der Wand- bzw. Deckenflächen zu unbeheiztem Raum
- Installation von zusätzlichen Gebläseradiatoren im Erdgeschoß
- Dämmung der auskragenden Betonbalkonplatte des Erdgeschoßes
- Sobald der Kaminofen entfallen ist, soll der Schornsteinkopf auf dem Dach abgetragen werden. Dann wird die Bodenluke der Einschubtreppe verschlossen und es soll eine zusätzliche Zellulose-Dämmung auf der obersten Geschoßdecke ausgeführt werden. (Die Kehlbalkendecke ist aktuell "nur" mit 180mm Mineralwolle (WLG040) gedämmt)
Grundriss Kellergeschoß
Grundriss Erdgeschoß
Grundriss Dachgeschoß
Hydraulische Besonderheiten
Um die vorhandene Wärmeverteilung etwas "tauglicher" für die Wärmepumpe zu machen, sind die parallel verschalteten Heizkreise in eine "Reihenschaltung" umgebaut worden. Dadurch ist die Spreizung zwischen Vorlauf- und Rücklauftemperatur etwas größer ... der den Volumenstrom beeinflussende Druckverlußt im Gesamtsystem zudem etwas geringer geworden. Alle Heizkreise werden ohne eigene Regelung betrieben. An den Heizkörpern ist kein Thermostatventil verbaut und die Fußbodenheizungskreise sind ohne Einzelraumreglung. Die Temperaturstabilisierung in den Räumen funktioniert einzig durch die feinjustierte Vorlauftemperaturkennlinie, die witterungsgeführt moduliert wird, sowie durch den perfekten hydraulischen Abgleich des Gesamtsystems.
Die etwa 90 qm Fußbodenheizung des Wohnbereichs im Erdgeschoss sind dem "Vorheizkreis" nachgeschaltet. Im "Vorheizkreis" sind die gesamten Heizkörper des Hauses sowie die Bodenheizflächen der "Nassräume" integriert. Mit dieser hydraulischen Reihenschaltung gelingt die Beheizung des Hauses bis zur Normaußentemperatur (-14 Grad AT) mit einerVorlauftemperatur von maximal +35°C. Um das gewünschte Temperaturniveau der Räume während der "Übergangszeit" zu halten, sind ab +16 Grad (Heizgrenze) bis +14 Grad Außentemperatur nur maximal +25°C Vorlauftemperatur ausreichend.
Fußbodenheizfläche des "Vorheizkreises" ... Dusche/WC im Keller (Rohbau 1999)
ca. 60 m² der "nachgeschalteten" Fußbodenheizung im EG (Rohbau 1999)
Parametrierung des bivalenten Systems
Effizienz des bivalenten 5 kW Pana-Monoblocks
Mit den hier vor Ort in der Praxis ermittelten Arbeitszahlen (AZ) und durch die vom Wärmezähler (WZ) angezeigte Leistung der kleinen LWP, bin ich absolut überzeugt, daß die Entscheidung zum Erwerb dieser kleinen und recht günstigen Heizmaschine eine meiner besten "Ideen" war ... Dank nochmal an PVmitWP für die vielen Tipps ... :-)
Heizleistung der WH-MDC05F3E5
Die von Panasonic angegebenen Leistungskennwerte erreicht der kleine 5 kW Monoblock bei mir definitiv ... per WZ sind mehrfach bis zu knapp 6 kW Heizleistung (5,7 bis 5,8 kW) ermittelt worden. Diese Leistung hat die Pana erreicht, obwohl die für die WP-Technik eigentlich nicht unbedingt taugliche hausinterne Hydraulik nur ein Volumenstrom von etwa 830 Liter/Stunde im Heizkreis möglich / nötig war. Zum Zeitpunkt der Messung war die internene Umwälzpumpe (UWP) der Pana zudem "nur" auf Leistungsstufe 2 (von 7) programmiert.
COP bei +12°C Außentemperatur
Kurz nach dem Beginn des Heiztaktes um 14:00 Uhr am 13. November 2014 ist der ermittelte COP nur ganz knapp unter 7 ... die Pana ist also in der Übergangszeit der Heizperiode dem Fernwärmenetz bzgl. des Umweltschutzes definitiv überlegen.
COP bei +9°C Außentemperatur
Mitten in der Heizperiode ... im Januar ... der COP sowie die Tagesarbeitszahl größer 5 mit einer Luft-Wasser-Wärmepumpe!!! Da bedarf es keiner weiteren Worte .<)
AZ bei +2°C Außentemperatur
Bei den beschriebenen Bedingungen benötigte die sehr effiziente Luft-Wasser-Wärmepumpe darum auch z.b. bei einer Außentemperatur von +2 Grad, am 29.11.2014 innerhalb von 6 Stunden "nur" 6,7 kWh Strom, um damit genau 30 kWh thermisch mit einer AZ von 4,48 ins Haus "zu pumpen".
COP bei -8°C Außentemperatur
Auch wenn die Pana bis zum Ende des Jahres eigentlich ruhen sollte, damit die geforderte Wärmemenge des Abnahmezwangs zu erreichen ist, waren die Minus 8 Grad Anreiz genug um mal eine Testfahrt zu machen. .<)
Die ermittelte Momentan-Arbeitszahl am Morgen des 28. Dezembers ist nicht von virtuellen Abtaugewinnen beeinflußt ... zudem enthält diese AZ von 3,27 die Stromaufnahmen aller Bauteile im gesamten Heizsystem!
Also nutzt die kleine japanische Maschine, bei der relativ geringen Lufttemperatur von -8°C, einen beachtlich großen Energieanteil der insgesamt ermittelten Heizleistung von 4,5 kW aus der Umgebung.
Arbeitszahl-Gesamt im Jahr der Inbetriebnahme
Positiver Nebeneffekt des umweltschonenden Heizens mit dem 5 kW Luft-Wasser-Monoblock ist, daß mit der AZ 4,6 und dem aktuellen Preis für die Strom-kWh (26,44ct) die Wärme von der Wärmepumpe "nur" 5,7ct/kWh ... die Energie aus dem Fernwärmenetz dagegen 14ct/kWh kostet!!!
Insgesamt sind 10654 kWh in 2014 für die Zentralbeheizung des Hauses erforderlich gewesen. In der 1. Hälfte der Heizperiode, als die LWP noch nicht im System installiert war, mußte zudem der 7 kW Kaminofen noch mehrfach zusätzlich in Betrieb gehen und es wurde dabei etwa ein Ster Hartholz (Heizwert ca. 1365 kWh) verbrannt ... in der 2. Hälfte der Heizperiode 2014 war das Anfeuern des Ofens nur noch einmal mit etwa 6-7 Buchenscheiten nötig, weil die Parametrierung der Pana und der hydraulische Abgleich des Gesamtsystems noch nicht 100%tig zusammen passte.
Für die von der Pana "erzeugten" 3321 Wärme-kWh´s sind 189,65€ fällig ... die 7333 Fernwärme-kWh´s mit 1026,62€ dazu gerechnet ... kosten die 10654 kWh aus 2014 insgesamt genau 1216,27€. Ohne die Pana wären es 275,29€ mehr gewesen ... also 1491,56€ ... die Mehrkosten der Fernwärme durch die höhere Anschlußleistung nicht mitgerechnet, obwohl ohne den Kaminofenbetrieb ganz sicher mehr als 6 kW erforderlich sind.
Energiedaten
Arbeitszahlen
- 31.Dezember 2014 bis 12. Januar 2015 = 750 kWh th. / 162,4 kWh el. = 4,62
- 17. Oktober 2014 bis 31. Dezember 2014 =3321 kWh th. / 716,6 kWh el. = 4,63
Zählerstände
| Datum | Wärmezähler der
WH-MDC05F3E5 |
Stromzähler der
gesamten Heizung |
Wärmezähler des
Fernwärmenetzes |
Heizbetrieb Kaminofen seit
vorherigem Ablesedatum |
| 12. Januar 2015 (12:00 Uhr) | 50935 kWh | 881,3 kWh | 39063 kWh | 0 Stunden |
| 31. Dezember 2014 (12:00 Uhr) | 50185 kWh | 718,9 kWh | 38694 kWh | 1x ca. 3 Stunden (2 Brennraumfüllungen) |
| 17. Oktober 2014 (12:00 Uhr) | 46864 kWh | 2,3 kWh | 37434 kWh |