Offtopic: Modernisierung unserer Heizungsanlage

Ein Erfahrungsbericht –

Unser Haus, Baujahr 1990, wurde bis Ende Februar 2023 mittels einer Ölheizung beheizt. Unser Verbrauch lag bis zu diesem Zeitpunkt bei jährlich rund 2.000 Liter Heizöl. Zusätzlich verbrennen wir etwa anderthalb bis zwei Kubikmeter Holz, in Form von Pellet-Briketts, in unserem Specksteinofen im Wohnzimmer.

Aufgrund der steigenden Erdölpreise, aber auch um Schadstoffemissionen zu reduzieren, machte ich mir im Laufe des Jahres 2022 Gedanken darüber, wie unser Haus vom Heizöl unabhängig werden könnte.

Da in den vergangenen Jahren große Fortschritte bei den Wärmepumpen gemacht wurden, informierte ich mich, ob diesbezüglich mittlerweile eine gangbare Möglichkeit bestünde unsere bestehende Ölheizung mit normalen Heizkörpern (also ohne Fußbodenheizung) umzubauen.
Bis vor kurzem war es ja so, dass aufgrund der niedrigeren Vorlauftemperatur, normale Heizkörper nicht an einer Wärmepumpe betrieben werden konnten, respektive Wärmepumpen am besten im Zusammenspiel mit Fußbodenheizungen funktionierten.
Bei meiner Suche stieß ich auf die Luft/Wasser-Wärmepumpen von Viessmann.
Für diese letzte Generation an Wärmepumpen, die speziell für die Modernisierung bestehen Häuser entwickelt wurden, stellt dies jedoch kein Problem dar. Diese Wärmepumpen garantieren noch eine Vorlauftemperatur von 70 Grad bei einer Außentemperatur von rund -10 Grad. Fällt die Außentemperatur unter diesen Wert so wird zum Erreichen der erforderlichen Vorlauftemperatur zusätzlich ein Durchlauferhitzer aktiviert.
Als kleiner Nebeneffekt kann man mittels einer Wärmepumpe im Sommer das Haus auch kühlen.

Da die Wärmepumpe jedoch auch ein großer Stromverbraucher ist, und das nächste Auto mit Sicherheit ein Elektrofahrzeug werden wird, war relativ schnell klar, dass auch eine Photovoltaikanlage angeschafft werden muss, um das Ganze irgendwie rentabel zu gestalten.
Beide Anlagen zusammen stellen eine relativ hohe Investition dar, welche eigentlich nur sehr langfristig gesehen, rentabel betrieben werden können. Die beiden Anlagen können mit einem reduzierten Mehrwertsteuersatz von 3 % errichten werden. Außerdem bezuschussen der luxemburgische Staat, sowie mein Stromanbieter die Installation mit einer Reihe Prämien. Desto-trotz rechne ich damit dass sich die ganze Investition erst in 15 bis 20 Jahren bezahlt machen wird. Diese Rechnung enthält jedoch noch mehrere Unbekannte, die da wären:

• die Entwicklung der Energiepreise
• die Klima-Entwicklung
• die allgemeine Inflation

Würden die Anlagen nicht staatlich bezuschusst werden, würde ich sicherlich nicht alt genug werden um die Rentabilität der Anlage zu erleben – was ja auch trotz Zuschuss nicht garantiert ist, da als weitere Unbekannte meine Lebenserwartung hinzukommt 🙂

Vorarbeiten:

Obwohl ich erst Anfang Januar 2023 erste Kostenvoranschläge anfragte, ergab es sich, dass die Wärmepumpe schon Ende Februar geliefert werden konnte. Mit der Photovoltaikanlage dauert es allerdings aufgrund der langen Lieferfristen (insbesondere der Wechselrichter) noch bis Ende des Jahres 2023.
Vorab musste also der bestehende Heizungskeller leer geräumt werden. Nachdem dieser Keller während der letzten 30 Jahre als Abstellraum für so ziemlich All-mögliches herhalten musste , war ich nach dem Ausräumen selbst über die Größe des Raumes erstaunt.

Nun kommt noch hinzu, dass durch das Entfernen der zwei vorhandenen Heizöltanks mit einem Fassungsvermögen von je 2.500 Litern (also insgesamt 5.000 Litern), fast fünf Quadratmeter zusätzlicher Platz frei wurden. Dieser zusätzliche Raum wurde sofort verplant. Hatte ich bis zum Baubeginn meiner Modellbahnanlage meine Bastelecke im Modellbahnzimmer, so wurde diese anschließend in den Kellerflur ausgelagert. Der Platz in diesem Flur war allerdings relativ begrenzt, sodass beschlossen wurde nach Fertigstellung des Heizungs-Umbaus erneut umzuziehen. Dies erfordert vorab allerdings noch einige zusätzliche Arbeiten:

• Da die Öltanks auf einem rohen, etwa 7cm hohen Betonsockel standen, müssen an dieser Stelle neue Fliesen verlegt werden.
• Seit das Haus bewohnt ist, war der Raum nie wirklich leer. So ist es auch der einzige Raum der noch nie gestrichen wurde, weiße Wände und Decke werden den Raum wohl wesentlich heller erscheinen lassen.
• Die Beleuchtung sowie die Steckdosen müssen angepasst werden.
• Da die Steuerungseinheit der Wärmepumpe, der Warmwasserspeicher und sämtliche Rohre wesentlich besser als bisher isoliert sind muss ein zusätzlicher Heizkörper installiert werden um den Raum bei Bedarf zu erwärmen.

Die Montage der Wärmepumpe:

Montags-Morgens um 7:00 Uhr (angekündigt war eigentlich 8:00 Uhr) klingelten die Arbeiter an unserer Haustür. Und dann ging alles relativ schnell.
Zuerst wurden die Heizkörper sowie die Heizungsrohre durchgespült, dann wurde auch schon die alte Heizanlage abmontiert. Nachdem einige Änderungen an der Wasserzuleitung zur Inneneinheit der Wärmepumpe durchgeführt worden waren, hatten wir gegen Mittag schon wieder kaltes Wasser zur Verfügung. Warmes Wasser gab es an diesem Tag noch keines, da zur Montage eines provisorischen elektrischen Boilers einige Teile fehlten.
Am Ende des Tages stand jedoch der neue Speicher- Warmwassererwärmer provisorisch an seinem Platz und die Inneneinheit war schon an der Wand montiert. Diese Inneneinheit enthält folgende Komponenten:

• den Heizwasser-Pufferspeicher
• den Heizwasserdurchlauferhitzer
• das Ausdehnungsgefäß,
• die Sekundärpumpe,
• die Wärmepumpenreglung mit 7-Zoll-Farb-Touch-Display,
• das Sicherheitsventil,
• das 4-Wege-Ventil (Heizen, Trinkwassererwärmung, Bypass)

oder mit anderen Worten hier wird das Heizwasser das von der Außeneinheit kommt zu den entsprechenden Verbrauchern (Boiler oder Heizkörpern) geleitet, außerdem wird von hier aus die ganze Anlage geregelt.

Auch die Außeneinheit war angeliefert worden und wartete schon in der Nähe ihres späteren Standortes auf die Montage. Die Außeneinheit enthält folgende Komponenten:

• zwei Ventilatoren
• den Verdampfer
• ein Sicherheitsventil
• den Verflüssiger
• einen Inverter
• Sauggaskühler Inverter
• 4-Wege-Umschaltventil
• leistungs-geregelter Doppelrollkolben-Verdichter

oder in anderen Worten, hier wird mit einem ähnlichen Verfahren wie bei einem Kühlschrank (bloß genau umgekehrt 😉 ) warmes Wasser erzeugt, welches dann zur Inneneinheit fließt.

Hier eine „richtige“ Erklärung wie eine Luft-Wasser-Wärmepumpe funktioniert:

Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe ist in der Lage, der Umgebungsluft auch bei niedrigen Temperaturen von bis zu minus 20 Grad Celsius Wärme zu entziehen. Das liegt daran, dass selbst bei dieser Temperatur das eingesetzte Kältemittel verdampft.

Der Kältekreisprozess als Teil der Funktionsweise

Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe nutzt die Umgebungsluft als Wärmequelle, um ein komplettes Gebäude mit Wärme zu versorgen. Im Betrieb saugt ein eingebauter Ventilator die Luft aktiv an und leitet sie an einen Wärmeübertrager, den Verdampfer weiter. In diesem zirkuliert ein Kältemittel, das aufgrund seiner thermischen Eigenschaften seinen Aggregatzustand bereits bei geringer Temperatur ändert. Kommt es mit der zugeführten “warmen” Außenluft in Verbindung, erwärmt es sich solange, bis es schließlich zu verdampfen anfängt. Da die Temperatur des dabei entstehenden Dampfes noch verhältnismäßig niedrig ist, strömt der Dampf weiter an einen elektrisch angetriebenen Verdichter. Dieser erhöht den Druck, wodurch auch die Temperatur ansteigt. Hat der Kältemitteldampf das gewünschte Temperaturniveau erreicht, strömt er weiter zum nächsten Wärmeübertrager, dem Verflüssiger. Hier überträgt er seine Wärme auf das Heizsystem und kondensiert.

Die so gewonnene Wärme lässt sich zum Heizen oder zur Warmwasserbereitung nutzen. Bevor das abgekühlte Kältemittel wieder erwärmt und verdichtet werden kann, durchströmt es zunächst ein Expansionsventil. Dabei sinken Druck und Temperatur auf das Ausgangsniveau und der Kreislauf lässt sich wiederholen.

Quelle: https://www.viessmann.de/de/wissen/technik-und-systeme/luft-wasser-waermepumpe/funktion.html

Dienstags wurde dann ein provisorischer Elektro-Boiler installiert, sodass wir wieder warmes Wasser zu Verfügung hatten. Auch wurden die ersten Leitungen an der Inneneinheit angeschlossen. Zusätzlich wurden die ersten Kernloch-Bohrungen aus dem Heizungskeller in Richtung Garage gebohrt.

Mittwochs wurden die restlichen Kernlochbohrungen durchgeführt.Besonders die beiden letzten, welche durch die Hauswand nach draußen führen, hatten wesentlich längere Zeit als geplant in Anspruch genommen, da der Sockel des Hauses mit sehr harten Natursteinen verblendet ist. An der Außenwand wurden die Befestigungsschrauben für den Sockel der Außeneinheit ein-zementiert. Die Außeneinheit wiegt immerhin 221 Kilo. Auch wurden die Rohrverbindungen zwischen Innen- und Außen-Einheit verlegt.

Donnerstags wurde die Außeneinheit auf ihrem Sockel an der Wand gestellt. Die gesamte Verkablung der Anlage wurde hergestellt, diese besteht in großen Zügen aus:

• einer neuen Sicherungstafel im Heizungskeller
• Diese neue Sicherungstafel verfügt über einen Stromzähler, mit welchem man den Energieverbrauch der gesamten Anlage gesondert messen kann.
• einer 400V Verbindung von der Hauptschalttafel zur neuen Sicherungstafel im Heizungskeller
• einer 400V Verbindung vom der neuen Sicherungstafel zur Außeneinheit
• einer 400V Verbindung von der neuen Sicherungstafel zur Inneneinheit.
• einer 230V Verbindung von der neuen Sicherungstafel zum Steuerungsmodul der Inneneinheit.
• Eine Steuerungsleitung von der Inneneinheit zur Außeneinheit
• Eine Sensorleitung zur Nordseite des Hauses.

Die restlichen Rohrverbindungen wurden auch größtenteils fertiggestellt, und ein Teil der Rohre wurde bereits mit einer Isolierung verkleidet.

Freitags wurde dann die Anlage befüllt. Außer einer schadhaften Dichtung, welche sofort ausgewechselt wurde waren keinerlei Lecks vorhanden. Nachdem sämtliche Heizkörper entlüftet waren, wurde die Anlage gestartet, und verlangte zuerst das Entlüften der einzelnen Anlagenbereiche. Hierbei wurden sämtliche notwendigen Schritte etappenweise am Display der Inneneinheit angezeigt. Nachdem alle Etappen erfolgreich abgeschlossen waren, nahm die Wärmepumpe ihren Dienst auf.
Abschließend wurde die Anlage noch mit dem WLAN des Hauses verbunden, und beim Hersteller angemeldet. Jetzt kann per App jederzeit der Status sowie der Stromverbrauch der Wärmepumpe abgerufen werden. Auch können Einstellungen sowie Temperaturen abgeändert werden. Auf Wunsch kann zudem ein Fachbetrieb angegeben werden der mit der Wartung betraut ist. Diesem kann man dann den Datenzugriff auf die Anlage erlauben, so dass Probleme über Fernwartung erkannt, und eventuell sogar behoben werden können.

Das ganze Wochenende lief die neue Wärmepumpe schon zufriedenstellend, außer dass noch keine Trinkwasser-Zirkulations-Pumpe installiert war.

Am Montag wurden dann die restlichen Rohre installiert, und der provisorische Elektro-Boiler wurde entfernt. Außerdem wurde mein alter Wasserfilter, der zum Reinigen immer auseinander geschraubt werden musste, durch einen neuen Filter mit Rückspülung ersetzt.

Am Dienstag wurde dann noch die fehlende Zirkulations-Pumpe eingebaut, und gegen neun Uhr morgens verließen die Heizungs-Monteure eine saubere und gut aufgeräumte Baustelle.
Etwa eine halbe Stunde später kam dann eine andere spezialisierte Firma, welche die Mauer rundum die Heizöltanks entfernte. Nachdem zuerst das restliche Heizöl abgesaugt war, wurden die Tanks von Innen gereinigt, und in handliche Stücke zerschnitten.
Kurz vor Mittag war auch dieses Kapitel abgeschlossen, und das Projekt Wärmepumpe an sich abgeschlossen.

Die letzte Arbeit welche noch anstand war das ersetzen aller alten Heizkörper-Thermostate durch Viessmann ViCare Thermostate. Dieselben wurden etwa anderthalb Wochen später geliefert und montiert. Diese Thermostate sind über ein eigenes WLAN über zwei Repeater mit der Wärmepumpe verbunden. Sie führen automatisch einen hydraulischen Abgleich sämtlicher Heizkörper durch. Durch diesen Schritt lässt sich (laut Viessmann) die Energieeffizienz der Heizungsanlage um bis 15 Prozent steigern. Die Thermostate werden pro Raum zusammengefasst, und lassen sich, wie die Wärmepumpe, mittels Smartphone-App steuern. So lässt sich für jeden Raum ein eigenes Profil erstellen, wo man gesondert für jeden Wochentag, für verschiedene Tagesabschnitte, eine bestimmte Temperatur festlegen kann. Diese Temperatur kann bei Bedarf natürlich jederzeit am Thermostat oder per App abgeändert werden.

Der nächste Schritt um von den Energiepreisen unabhängiger zu werden, wird die Installation der Photovoltaik-Anlage sein. Dies ist aber, aufgrund von Lieferengpässen, leider erst im späteren Verlauf des Jahres der Fall. Sobald es soweit ist, werde ich an dieser Stelle hiervon berichten.

Abschließend noch zwei Bilder wie der Heizungskeller heute, nach einer grundlegenden Instandsetzung, aussieht: