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Preiswertes heißes Wasser

aus kostenloser Abluft oder aus dem Garten

Kennen Sie das?

  • Unnötig überheizter Keller?
  • Feuchtigkeitsprobleme oder gar Schimmel?
  • Wäsche im Trockenraum  trocknet nicht oder nur langsam?
  • Kartoffeln können nicht mehr gelagert werden und keimen früh?
  • Gerüche von Haustieren und Tierfutter?
  • Sie erzeugen Ihr Warmwasser mit einem Elektro-Speicher
    oder im Sommer mit einem großen Öl-/Gaskessel?

Dann gibt es für Sie eine Lösung  - und zwar auch ohne eine
neue relativ teure Heizungs-Wärmepumpe:

Die Lösung heißt  Brauchwasser-Wärmepumpe
-
oder auch einfach nur Warmwasser-Wärmepumpe.

Mit ihr können Sie kostengünstig warmes Wasser erzeugen und zwar im einfachsten Fall mit warmer oder zumindest frostfreier Keller-, Garagen- oder Scheunenluft.  Dieser Luft entzieht die Wärmepumpe kostenlose Energie und überträgt diese in einen angeschlossenen Wasserspeicher. Damit können Sie schon heute eine Menge Energie einsparen, Räume kühlen, trocknen und vieles mehr. Haben Sie etwa 70 Quadratmeter Gartenfläche, so können Sie auch die Gerätevariante erwerben, bei der nicht Luft, sondern das Erdreich Ihres Gartens als Wärmequelle genutzt wird.

Betreiber eines Elektroboilers können die Stromkosten für Warmwasser in etwa auf 25 % senken. Aber auch wer sein warmes Wasser im Sommer mit einen Öl- oder Gaskessel erzeugt, der kann erhebliche Einsparungen erwarten, denn gerade bei großen Kesseln muss erst einmal sehr viel Kesselmasse hochgeheizt werden, bevor der Kessel überhaupt Wärme an den Warmwasser- Speicher abgeben kann. Je nach Kesseltyp und -alter kann es sogar sein, dass die  Kesseltemperatur 24  Stunden am Tag gehalten werden muss, damit hin und wieder das Wasser  im Speicher nachgeheizt werden kann. Energetisch ist das neben dem Elektro-Speicher der Super-GAU.

Doch wie sieht die Lösung konkret aus? 

Die Antwort lautet: Wir unterscheiden dabei im Wesentlichen 2 Bauformen:

  • Die OCHSNER Europa “Mini IWP”, die sich an fast jeden  Speicher bis ca. 1000 Liter Inhalt anbauen lässt, wobei 200-300 Liter als ideale Speichergröße für die Mini IWP betrachtet werden können.
    Sie kann bei Raumtemperaturen ab +6°C betrieben werden und ist ideal für Kunden, die bereits einen brauchbaren Warmwasserspeicher haben.
  • Die  OCHSNER Europa 323 DK , die auch bei leichtem Frost bis -5°C betrieben werden kann (z. B. geschützte Scheunen und Garagen). Dank eines eingebauten Solarregisters und eines zusätzlichen Tauchfühlers erlaubt sie auch den unmittelbaren Anschluss eines solaren Kollektorfeldes. Alternativ kann an das Solarregister auch z. B. ein Kaminofen mit Wassertasche angeschlossen werden. Die Europa 323 DK unterstützt den Eigenverbrauch von selbst erzeugtem Solarstrom und bietet außerdem die Möglichkeit der Fernsteuerung zur Ausnutzung von Billigstromtarifen (“Smart Grid ready”), so wie heute teilweise schon im Bestandsbau in seiner einfachsten Form als Nachtstrom vorhanden. Und wenn denn mal der Frischluftbedarf höher ist als der Warmwasserbedarf, so kann die Europa 323 DK auch als reine Abluft-Lüftungsanlage betrieben werden (Wandöffnung DN 160 wird benötigt).

Beide Bauformen gibt es auch als Erdwärme-Variante, bei der der Kollektor, bzw. prinzipiell sogar in Eigenleistung eingebaut werden kann. - Oder für relativ wenig Geld vom Fachmann. Die hochwertigen Kollektoren für die Europas beinhalten Kältemittel und basieren somit auf dem hoch effizienten Direktverdampfer-Prinzip.

Nachfolgend ein Bild vom Einbau eines solchen Kollektors:

Heißwasser preiswert aus Erdwärme - gebaggert, nicht gebohrt

Die hier gezeigte Fläche war insofern ideal, als dass genügend Fläche für den Kollektor zur Verfügung stand. Allerdings war es wegen des Aushubs für den Bagger ein wenig eng. Es musste deshalb abschnittsweise gebaggert werden, d. h. mit dem Aushub des linken Teilgrabens wurde der zuvor fertig verlegte rechte Teilgraben verfüllt. Oben links im Bild sieht man den Rest der mit rotem Kunststoff überzogenen Kupfer-Kältemittelleitung, welche den Kollektor bildet. Als die Aufnahme entstand waren 50 m Kollektor-Leitung in den beiden Teilgräben bereits verlegt, 25 m sind noch auf der Rolle. Die beiden Arbeiter oben im Bild haben gerade damit begonnen, den linken Teilgraben mit Kabelsand abzudecken (zum Schutz der Kältemittelleitung vor Steinen). Im rechten, noch nicht vollständig verfüllten Teilgraben sieht man auf etwa 60 cm Tiefe ein gelbes Warnband - welches zur Sicherheit über dem eigentlichen Kollektor verlegt wurde. Die Gesamttiefe beträgt bei dem gezeigten Kollektor 120 cm, was ihn in hohem Maß unabhängig von langen Frostperioden macht.

Die Einführung der Kältemittelleitungen ins Haus ist bei den Europas denkbar einfach: 

Hauseinführung / Hausanschluss einer Kältemittelleitung Typ Ochsner O-Tube für Europa-Brauchwasserwärmepumpe

Die Kältemittelleitung wird in einem Futterrohr (hier: ein einfaches 100er HT-Rohr) ins Haus geleitet und dort an die Wärmepumpe angeschlossen. Das HT-Rohr kann man ausschäumen. Wer es 100 % wasserdicht haben möchte, der baut zusätzlich noch eine Ringraumdichtung ein.

Die  Europa MINI EWP, also  die Erdwärmevariante ohne integrierten Wasserspeicher, bietet sogar die Möglichkeit 2 Kollektoren anzuschließen und kann damit eine noch größere Wärmemenge nutzbar machen im Vergleich zu nur 1 Kollektor. Sie eignet sich damit nicht nur zur Warmwasser-Bereitung, sondern auch zur Beheizung von Passiv-Häusern. Planungshinweis: Sie benötigen etwa 73 Quadratmeter unbebaute Geländefläche  pro Kollektor - also etwa 1 m Kollektorrohr pro Quadratmeter Gelände. Pflaster/Wege sind kein Problem. Ein engerer Verlegeabstand funktioniert auch, aber mit zunehmender Erhöhung der Wärme-Entzugsleistung pro Quadratmeter sinkt die Erdreichtemperatur  und die Stromrechnung für den Betrieb der Wärmepumpe steigt.

Mein Tipp: Die Erdwärme-basierten Europas nutzen das Erdreich weitgehend als Solarkollektor und  -puffer. Sie benötigen zwar elektrischen Antriebsstrom, liefern dafür aber ein Vielfaches an umweltfreundlicher Wärme auch im tiefsten Winter und auch nachts, wenn die Sonne gerade Pause macht. Im Vergleich zur Solarthermie ist so eine Europa EWP nicht nur preislich sehr attraktiv, sie hält Ihnen auch wertvolle Dachflächen für eine Nutzung durch Photovoltaik frei!

Diese Form der oberflächennahen Erdwärmenutzung ist übrigens genehmigungs- frei, und sie gibt es auch für die “großen” Heizungswärmepumpen, dann aber mit entsprechend mehr Kollektoren.

Je nach Bauform und Variante schaffen die Europas mit Hilfe ihres Kompressors bis zu 65 Grad heißes Wasser (Mini: 60 Grad) zu erzeugen und eignen sich damit auch zur Legionellenbehandlung ganz ohne Heizstab. Dies ist gegenüber vielen Billig-Modellen, die dazu einen Elektroheizstab benötigen, ein ganz entscheidender Vorteil.

Anders als bei der Erdwärmevariante  führt der Betrieb der Luft-basierten Europas zu einer Absenkung  der Raumtemperatur im Umkreis des Aufstellortes, so dass ein Keller auch wieder zur Lagerung z. B. von Kartoffeln genutzt werden kann. Des Weiteren führt der Betrieb der Luft-basierten Europas zu einer Entfeuchtung der Raumluft und Wände, was gerade bei Gebäuden mit Feuchte-Problemen im Untergeschoss als sehr positiver Nebeneffekt aufgenommen wird.

Nachfolgendes Bild zeigt eine Luft-basierte Europa MINI IWP im Heizungskeller eines Kunden. Im abgebildeten Sommerbetrieb saugt die Europa Mini IWP bei diesem Kunden über einen Lichtschacht warme Luft von der Südterrasse aus an. Das verbessert den ohnehin schon guten Wirkungsgrad der Wärmepumpe zusätzlich. Zu Beginn der Heizperiode wird mit wenigen Handgriffen die Lüftungsrohr-Verlängerung zum Lichtschacht abgenommen und das Fenster verschlossen. Im Winterbetrieb bei geschlossenem Heizraum-Fenster kann dann die ansonst verlorene Abwärme vom Ölheizkessel genutzt werden:

Europa Mini IWP mit Lüftungsrohren im Sommerbetrieb mit Außenluft von der warmen Terrasse

Ein Praxis-Beispiel für 323 DK zeigt die nachfolgende Bildermontage:.
Das linke Bild zeigt die Situation im Keller bei Auftragserteilung:  Trinkwassererwärmung mittels eines energiehungrigen 4000-Watt-Elektroboilers.
Rechts daneben sehen Sie die neu angeschlossene, Luft-basierte 323 DK mit ihrem 300-Liter-Speicher unterhalb des Wärmepumpenmoduls. Die Stromaufnahme liegt jetzt bei laufender Wärmepumpe nur noch bei etwa 500 Watt, je nach Temperatur im Speicher.

Glück für den Kunden: Bei diesem Projekt gab’s gleich noch eine Modernisierung des Hausanschlusses mit neuen Absperrventilen, Wasserfilter und Druckminderer mit  dazu (s. Bildausschnitt ganz rechts):

Vergleich Wärmepumpe Elektrospeicher Projekt Scherzingen

Im nachfolgenden Fall sollte der Strom fressende Elektro-Heizstab durch eine sparsame Warmwasserwärmepumpe ersetzt werden. Bei dieser Gelegenheit sollte auch der altersschwache Wasserspeicher erneuert werden. Dies sollte zunächst über eine Wärmepumpe mit integriertem Speicher erfolgen (wie Bild oben), aber unter der schrägen Kellertreppe reichte die Raumhöhe nicht aus.

Ein anderer Aufstellort war nicht sinnvoll, denn unter der Treppe befanden sich bereits der Stromanschluss und die Wasserleitungen. Deshalb entschied sich die Auftraggeberin für eine Lösung, bei der die Brauchwasser-Wärmepumpe (hier eine OCHSNER Europa Mini IWP) getrennt neben dem neuen Wasserspeicher Platz finden sollte:

Vorher-Nachher mit Europa Mini IWP Warmwasser-Wärmepumpe in Konstanz

Es ist aber nicht nur der Aspekt der Energieeinsparung von elektrischer Energie. Auch ungünstigen Aufstellorte des Altspeichers inmitten des Kellerraums, festgefressene Absperrventile oder auch das Fehlen einer Entkalkungsanlage können gute Gründe sein, um sich einen neuen Wärmepumpen-Wasserspeicher zu gönnen.

Folgende Vorher-Nachher-Bildmontage zeigt einen solchen Fall:

Vergleich Wärmepumpe gegen Rost-Speicher (Wagenhausen)

Ein besonderer Augenmerk galt bei diesem Projekt das mit über 20° deutscher Härte recht harte Rohwasser aus der öffentlichen Wasserversorgung. Zwar lässt sich ein Heißwasserspeicher grundsätzlich entkalken, aber das ist - gerade wenn Opferanoden verbaut sind - ein recht zeitaufwändiges Procedere. Deshalb empfehle ich meinen Kunden, spätestens ab 12 ° deutscher Wasserhärte das Zulaufwasser  zum Heißwasserspeicher automatisch und dauerhaft zu entkalken. Insbesondere bei Neubauten in Kalkwassergebieten kann es  Sinn machen, auch Teile der restlichen Kaltwasserversorgung zentral zu entkalken. Die Scheiben der Duschkabine, die Armaturen, die Wasch- und auch die Spülmaschine werden davon profitieren (sofern Ihre Spülmaschine nicht ohnehin schon einen Entkalker hat). Zwar benötigen Sie künftig Kochsalzpellets zum automatischen Regenerieren des Entkalkers, aber dafür entfallen die Kosten und der Zeitaufwand für die Anwendung von Entkalkungsmitteln. Außerdem bleibt der Energiebedarf für Ihren neuen Wasserspeicher auf konstant niedrigem Niveau und Waschmittel können Sie künftig entsprechend ihrem enthärteten Wasser niedriger dosieren.

Eine Entkalkung der gesamten Kaltwasserversorgung ist nicht angeraten, weil das entkalkte Wasser gegenüber dem ursprünglichen Rohwasser in seiner natürlichen chemischen Zusammensetzung verändert wird (insbes. mehr wasserlösliches Natrium).

Die Anschaffungskosten für eine günstige vollautomatische Enthärtungsanlage beginnen bei rund 1000 € -  je nach Montagesituation vor Ort. Das nachfolgende Bild zeigt einen solchen  Enthärter. Zum Zeitpunkt der Bildaufnahme war das Kunststoffrohr (HT40) zur Ableitung des Regenerierwassers noch nicht installiert.

Entkalker AKE40 (ohne Schutzdeckel und ohne HT-Rohranschluss )

 

Umschaltventil - Heißwasser mit der Heizungswärmepumpe

Im Normalfall ist es preisgünstiger, das heiße Brauchwasser mit der Heizungswärmepumpe zu erwärmen.

Handelsübliche Wärmepumpen nutzen dazu eine spezielles hydraulisches Umschaltventil, bzw. 3-Wege-Ventil,  bei der das von der Wärmepumpe einströmende Heizwasser wahlweise in zwei verschiedene abgehende Rohre
gelenkt werden kann.

Eines dieser beiden abgehenden Rohre führt dann zur Fußbodenheizung und/oder Heizkörpern, während das andere Rohr zum Brauchwasserspeicher führt. Beim Kombispeicher würde das für Warmwasser zuständige abgehende  Rohr  nach oben in den Kombispeicher führen, während  das andere, für Heizung vorgesehene  Rohr auf etwa 1/3 der Kombispeicherhöhe dort angeschraubt wäre.

Nachfolgende Bilder zeigen die Wirkungsweise eines solchen Umschaltventils, wobei das hier gezeigte Modell zwei Funktionen kennt:

  • Wasser geradeaus durchschleusen
  • Wasser im 90-Grad-Winkel umlenken

Dabei wird das Umlenken des einströmenden Heizwassers in der Regel durch einen elektrischen Stellmotor bewirkt, der ein spezielles Messingteil, das sogenannte “Küken”  im Umschaltventil  um 90° drehen kann  - und wieder zurück in die Ausgangsstellung. Ein solcher Stellmotor kann dabei direkt von der Elektronik der Wärmepumpe angesteuert werden, wodurch die Wärmepumpe vollautomatisch zwischen Heizungsbetrieb und Warmwasserbetrieb umschalten kann.

Nachfolgende Bilder zeigen ein Umschaltventil im Auslieferungszustand ohne Stellmotor, nur mit manuellem Stellrad.
Das manuelle Stellrad wird bei der Montage des Stellmotors durch diesen ersetzt.

Bild 1 - Grundstellung. bzw. Ruhestellung;  Durchfluss 100 % geradeaus; 
Umlenkung  nach oben durch das Küken blockiert
(man sieht nur Metall, aber nicht den durchgesteckten Maßstab)

Umschaltventil  Durchflussrichtung geradeaus DSCF3558

 

Bild 2 - Umlenkrichtung nach oben zu ca. 1 Drittel offen
Diese Zwischenposition wird erreicht, wenn der Einstellknopf, bzw. das Küken um etwa 30 Grad  im Uhrzeigersinn gedreht wurden

Umschaltventil Umlenkrichtung ca. ein Drittel geöffnet DSCF3559

Bild 3 - Umschaltposition erreicht; links einströmendes Wasser wird zu 100 % auf den oberen Anschluss umgelenkt; Durchgang auf den rechten Abgang ist durch das Küken vollständig versperrt

Umschaltventil  Durchflussrichtung 90 Grad nach oben DSCF3558

Obige 3 Bilder zeigen ein Umschaltventil vom Typ  3-Wege Mischer, DN 50, Kvs 65 / 40, RP 2" , vorgesehen für ein Kundenprojekt mit einer Luftwärmepumpe OCHSNER GMLW35+ zum Anschluss an einen 1000-Liter-Frischwasserspeicher.

 

Tipps für Selbermacher:

Achten Sie auf geringen Strömungswiderstand, bzw. hohen KVS-Wert und auf eine möglichst geringe Leckrate. Ersteres spart z. B. Strom für die Umwälzpumpe, während Letzteres gerade im Sommer vermeidet, dass Sie unnötigerweise die Heizung erwärmen.

Vermeiden Sie Konfigurationen, bei denen der Durchfluss im Zuge der Umschaltung unnötig lange behindert wird. Eine Zwangsabschaltung der Wärmepumpe durch die Wärmepumpensteuerung (Strömungsüberwachung) könnte die Folge sein.

Manche Billig-Hersteller haben außen große Anschlüsse, aber innen ein Mini-Küken mit großem Strömungswiderstand. Vergleichen Sie also die KVS-Werte.

Machen Sie sich spätestens vor dem Einbau mit der Funktion des Umschaltventils vertraut und prüfen Sie insbesondere, ob der Stellmotor in seiner vorgesehenen Einbauposition im Zusammenspiel mit den zur Verfügung stehenden Steuerspannungen tatsächlich zu den gewünschten Positionen des Kükens führt. Häufig ist die Stellung des Kükens im fertig eingebauten Zustand an einer Kerbe,
bzw. Markierung des Stellschaftes erkennbar. Bedenken Sie, dass Sie ohne zusätzliche Verschraubungen im fertig verbauten Zustand keinen Blick mehr auf das Küken haben werden und eine eventuell erforderlich werdende Fehlerdiagnose dadurch erschwert wird.

Zweifel? Kaufen Sie im Zweifelsfall besser das vom Hersteller Ihrer Wärmepumpe empfohlene Umschaltventil, auch wenn das ein paar Euro teurer sein könnte als dubiose Billigware aus dem Internet.

Lohnt sich eine Brauchwasser-Wärmepumpe ?

Einsparung Euro und FrankenDie Antwort ist einfach:
Nehmen wir an, Sie nutzen einen Elektroboiler und brauchen jährlich 4.500 kWh Strom für dessen Betrieb.
Das kostet bei 25 Ct./kWh 1125 € jährlich.

Mit einer neuen Europa 303 DKL beträgt Ihr Strom- verbrauch nur noch rund ein Viertel, d. h. ca. 280  € jährlich. Sie sparen also rund 840 € Strom jährlich,
Lüftung, Trocknung und Kühlung  kostenlos inklusive.

Je nach Einbausituation ist die Europa 323 DK für rund 4600 € zu haben (Endpreis inkl. deutscher Mehrwertsteuer, betriebsbereit aufgestellt und angeschlossen). Unter diesen Randbedingungen  hat sich Ihre Investition also bereits nach 5 1/2  Betriebsjahren amortisiert!

Insofern ein evtl. vorhandener Wasserspeicher weiter genutzt werden kann, benötigen Sie gar nur eine neue Europa Mini IWP.
Dann wird es etwa weitere 1000 € preiswerter.

Übrigens: Beim späteren Kauf einer neuen Heizung wird diese deutlich billiger, da die Warmwasser- erzeugung mit der Europa normalerweise nicht geändert werden  muss!  Ihr Geld ist also gut und sicher angelegt!

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