Luft-Wasser-Wärmepumpe mit wasserführendem Kaminofen kombinieren

[GSGaucho]

Hallo zusammen,

wir sind derzeit in der Planung eines Einfamilienhaus in Massivbauweise KFW55.
Zwei Vollgeschosse, teilunterkellert, ohne Keller sind es rund 230m² Wohnraum, 5 Personen.
Standort ist Süddeutschland auf 550mNN. Die Rohbauplanung ist fix, der Rohbau und das Satteldach sind bereits vergeben. Baubeginn ist KW22/2020.
Ebenfalls habe ich bereits eine 23kWp Photovoltaik-Anlage auf dem S/W Hausdach und S/O Dach der Garage vergeben.
Stromspeicher kommt mangels Wirtschaftlichkeit derzeit nicht in Frage.
Die Heizlast gem. Berechnung beläuft sich auf rund 5,5 kW bei -15°C AT

Nun geht es an die Planung der Heizung:
Aktueller Stand ist:

• Fußbodenheizung in allen Räumen bis auf Speis und Lagerraum/Technikraum im UG.
• zentrale Lüftungsanlage in Kombi mit der Luft-Wasser-Wärmepumpe. Luft-Wasser-Wärmepumpe mit Innenaufstellung im UG.
• ein wasserführender Kamin Ofen von Hoxter mit Befeuerung aus einem separaten Raum, d.h. keine Holz/Dreck im Wohnzimmer. Holz habe ich noch 30rm Buche kostenlos am Lager
• wegen der hohen Kapazität der Photovoltaik Anlage und dazu noch den Ofen, sehe ich keinen Sinn in einem Ringgrabenkollektor
• ein Pufferspeicher 800L kann im UG fast direkt unter dem Hoxter platziert werden. Abstand zur Luft-Wasser-Wärmepumpe ist auch nur rund 2,5m

Nun habe ich das erste Angebot für eine Stiebel Eltron LWZ 8 cs Premium.
Liege ich richtig in meiner Annahme, dass unter den v.g. Parametern auch die lwz 5 cs ausreicht?

Wie binde ich den Hoxter bestmöglich in das Heizungssystem ein?

Als Laie sehe ich da derzeit zwei Optionen:
Option 1
Ein Pufferspeicher 800L rein für den Heizbetrieb ohne Brauchwasser.
BW wird über die Luft-Wasser-Wärmepumpe bei Taglicht generiert, die Luft-Wasser-Wärmepumpe arbeitet im Regelbetrieb nur Tags und puffert in den Estrich, abends ab 16 Uhr brennt der Hoxter.
Der Heizkreislauf müsste dann bei Erreichen einer Temperatur X im Kreislauf des Ofens oder Puffer von Luft-Wasser-Wärmepumpe auf Pufferspeicher umschalten.

Option 2
die Luft-Wasser-Wärmepumpe arbeitet immer in den Pufferspeicher mit einer maximalen Vorlauf von vielleicht 40°C. Wird diese durch den Betrieb des Ofens übertroffen, schaltet die Luft-Wasser-Wärmepumpe ab. Dazu noch die Programmierung der Luft-Wasser-Wärmepumpe nur tagsüber.
Mir ist klar, dass die Kombi Luft-Wasser-Wärmepumpe mit Pufferspeicher suboptimal ist. Aber ein Ofen ohne Wasserführung ist auch Nonsens, sonst im Nu überheizt.

Mein jetziger Bieter ist zwecks technischer Evaluierung derzeit fast nicht greifbar, da voll bis unters Dach, hat also noch keine wirkliche Info zur Einbindung des Ofens.
Was schlagt ihr vor?
Welchen anderen Hersteller der Luft-Wasser-Wärmepumpe würdet ihr unter der Konfiguration noch in Betracht ziehen.

besten Dank
Gaucho

 

[Daniel-Sp]

Eine Wärmepumpe in einen 800l Pufferspeicher reinarbeiten zu lassen ist ineffizient. Damit fällt Lösung 2 weg.
Lösung 1 würde mir zu viel Regeltechnik bedeuten...
Meine Meinung entweder oder.
Ein Niedrigtemperatursystem mit einem Hochtemperatursystem zu kombinieren ist von der Regeltechnik anspruchsvoll und zieht meist die Effizienz der Wärmepumpe nach unten.

 

[gnika77]

Hi,

ohje. Wo fängt man da nur am besten an....

wegen der hohen Kapazität der Photovoltaik Anlage und dazu noch den Ofen, sehe ich keinen Sinn in einem Ringgrabenkollektor

1. Ringgrabenkollektor ist bei richtiger Planung und richtigem Vorgehen nicht wesentlicher teurer als eine Luftwärmepumpe. Dafür hat man am Ende höherer Effizienz, kein Problem mit Lärm (und Nachbarn), die Möglichkeit günstigst passiv zu kühlen und eine längere Lebenserwartung des Wärmeerzeugers aufgrund der Innenaufstellung und schonenderer Betriebsweise. Allein der höherer Betriebskomfort wäre es mir Wert etwas mehr Geld dafür auszugeben um sich dann keine Gedanken darüber zu machen, wann der Ventilator bei ungünstiger Wetterlage vereist. Ach ja, die Photovoltaikanlage bringt fast gar nichts im Winter, weil der grösste Anteil des Stroms bereits durch Hamburg-Bedarf verbraucht wird.
Obwohl ich eine sehr gute Luftwärmepumpe (keine Stiebel) und eine große Photovoltaikanlage (22kWp) habe, würde ich jederzeit lieber eine Erdwärmepumpe mit Ringgrabenkollektor nehme. Ach ja ein Ofen ist auch da.

Einfamilienhaus in Massivbauweise KFW55. Zwei Vollgeschosse, teilunterkellert, ohne Keller sind es rund 230m² Wohnraum, 5 Personen.

Das schreit förmlich nach Betonkernaktivierung in den Decken. In der jetzigen Phase überhaupt kein Problem. Da bekommst du viel Nutzen für wenig Geld:
- höherer Komfort aufgrund der Strahlungswärme aus der Decke
- Kühlung mit Wärmepumpe funktioniert viel besser. Kühlen über Fußbodenheizung ist weniger angenehm und funktioniert nicht so gut.
- höhere Effizienz der Wärmepumpe aufgrund der gesenkten Vorlauftemperaturen

Zwei Vollgeschosse, teilunterkellert, ohne Keller sind es rund 230m² Wohnraum, 5 Personen. [...]Die Heizlast gem. Berechnung beläuft sich auf rund 5,5 kW bei -15°C AT[...]Liege ich richtig in meiner Annahme, dass unter den v.g. Parametern auch die lwz 5 cs ausreicht?

Das scheint mir unrealistisch. Bei meinem KfW40 mit 240m² Wohnfläche, Personen und NAT=-14°C habe ich eine Heizlast von knapp 7kW. Daher würde ich an deiner Stelle zu einer modulierenden Wärmepumpe mit etwas höherer Leistung raten. Damit kannst du mit der Leistungsreserve die Photovoltaik-überschüsse am Tag besser ausnutzen, falls überhaupt welche da sind, und die Wärmepumpe in der Nacht weniger laufen lassen. Im Falle einer Luftwärmepumpe kannst du auch die höheren Tagestemperaturen auch besser Nutzen und den ineffizienten Nachtbetrieb teilweise vermeiden.

zentrale Lüftungsanlage in Kombi mit der Luft-Wasser-Wärmepumpe. Luft-Wasser-Wärmepumpe mit Innenaufstellung im UG.

Wenn du ein wenig googelst. wirst du festtellen, dass so eine Heizung eher eine Stromdirektheizung ist und so ziemlich das ineffizienteste, was du dir verbauen kannst.

Option 1
Ein Pufferspeicher 800L rein für den Heizbetrieb ohne Brauchwasser.
BW wird über die Luft-Wasser-Wärmepumpe bei Taglicht generiert, die Luft-Wasser-Wärmepumpe arbeitet im Regelbetrieb nur Tags und puffert in den Estrich, abends ab 16 Uhr brennt der Hoxter.
Der Heizkreislauf müsste dann bei Erreichen einer Temperatur X im Kreislauf des Ofens oder Puffer von Luft-Wasser-Wärmepumpe auf Pufferspeicher umschalten.

Option 2
die Luft-Wasser-Wärmepumpe arbeitet immer in den Pufferspeicher mit einer maximalen Vorlauf von vielleicht 40°C. Wird diese durch den Betrieb des Ofens übertroffen, schaltet die Luft-Wasser-Wärmepumpe ab. Dazu noch die Programmierung der Luft-Wasser-Wärmepumpe nur tagsüber.
Mir ist klar, dass die Kombi Luft-Wasser-Wärmepumpe mit Pufferspeicher suboptimal ist. Aber ein Ofen ohne Wasserführung ist auch Nonsens, sonst im Nu überheizt.

Die beschriebenen Optionen sind so ziemlich der Worst Case für die Effizienz einer Wärmepumpe und insbesondere einer Luftwärmepumpe.
1. Statt einem wasserführendem Ofen, kannst du Grund- oder Kleinspeicherofen nehmen. Damit vermeidest du so ziemlich alle Probleme, die du mit einem wasserführendem Ofen (in Kombination mit Wärmepumpe) haben kannst ohne die Vorteile aufzugeben. Dazu kommt, dass ein Grundofen im Gegensatz zu der Wassertasche auch ohne Strom läuft und du dir den unseligen Effizienzkiller Heizungspuffer sparen kannst
2. Falls du doch unbedingt einen wasserführenden Ofen verbaust, dann kann man die Wärmepumpe hydraulisch immer noch so einbinden, dass diese ohne Heizungspuffer direkt die Heizkreise belädt und damit effizient läuft. Der Betrieb mit Vorlauftemperatur=40°C in den Heizungspuffer wird so ziemlich alle Ersparnisse, falls überhaupt, durch das Holzheizen vernichten.
3. Holzheizen is nich billig. Rechne mal aus, was eine kWh Wärme bei deinem Holzpreis kostet. WG des Ofens liegt vielleicht bei 70%. Als Wohlfühlfaktor ist Holzfeuer OK. Sparen wirst du damit jedoch nicht. Eher darauf zahlen.

Welchen anderen Hersteller der Luft-Wasser-Wärmepumpe würdet ihr unter der Konfiguration noch in Betracht ziehen.

Falls überhaupt eine Luftwärmepumpe, dann eine die eine rechnerische JAZ>4,5 erreicht. Da fallen mir Nibe F2120 und IDM ein. Google mal nach JAZ Rechner. Das ist aber nur mit Vorlauftemperatur<35°C. möglich. Im Neubau mit BKA kommst du locker auf Vorlauftemperatur<30°C.. Dafür bekommst du auch BAFA-Förderung, die die Mehrkosten abdecken sollte. Dazu kommt, dass eine Erdwärmepumpe günstiger ist als eine vergleichbare Luftwärmepumpe.
Allerdings werden ich die Leute nie verstehen, die sich eine Luftwärmepumpe verbauen obwohl eine Erdwärmepumpe zu fast gleichen Kosten möglich gewesen wäre. Und ich bin sogar ein zufriedener Besitzer einer Luftwärmepumpe.

Grüsse Nika

 

[GSGaucho]

Danke für die prompten Antworten.

Zum Ringgrabenkollektor vs. Luft-Wasser-Wärmepumpe: Die angebotene Stiebel hat keinen außen stehenden Wärmetauscher. Da kann m.E. nichts vereisen.
Die Photovoltaik- Anlage hat bei unserem Standort einen prognostizierten Ertrag im Monat Januar von 24 kWh pro Tag. Nach eigenen Aufzeichnungen der IST-Werte benötigen wir rund 14-16 kWh Hausstrom pro Tag im Januar, somit 10-12kWh tagsüber. Demnach sollten mind. 12kWh frei sein für den Betrieb Heizung/BW und Lüftung.

Zur Deckenheizung: Decke OG zum Kaltraum Dachspitz hin ist eine Holzbalkendecke zum Teil Sichtbalken. Da wollen wir nicht mit zwei System aufziehen, d.h. Fußbodenheizung steht
fest.
Holz habe ich nun mal kostenlos, und ist damit kein Faktor.
Ein guter Speicher oder Grundofen kommt auf >20k. Und ich kenne Leute die haben einen und raten eher davon ab, da dennoch überheizt, speziell wenn tagsüber die Sonne kommt. Unser Haus hat auch große Fensterflächen.

Stiebel bewirbt diese Luft-Wasser-Wärmepumpe mit "kann mit Solarthermie...kombiniert werden" Die sollte ich dann wohl mal anschreiben wie die hydraulische Einbindung funktionieren soll. Oder vielleicht ist das nur für den Sommerbetrieb gemeint. ops:

Was ich mir mal anschauen werde ist der Ringgrabenkollektor und die Option Wärmepumpe direkt in den Heizkreis und Pufferspeicher parallel.
Den großen Vorteil meiner Lösung sehe ich u.a. auch darin, dass wenn es mal richtig kalt ist, ich voll auf Holz heize.

 

[gnika77]

Die Photovoltaik- Anlage hat bei unserem Standort einen prognostizierten Ertrag im Monat Januar von 24 kWh pro Tag. Nach eigenen Aufzeichnungen der IST-Werte benötigen wir rund 16 kWh Hausstrom pro Tag im Januar. Also sollten rund 8kWh frei sein für Heizung und Lüftung.

Du solltest den Durchschnittswert nicht mit tatsächlichen Werten vertauschen. Was hilft dir der Ertrag, wenn der Großteil davon an 5-10 Tagen in Januar generiert wird und an den restlichen Tagen reicht es dann nicht mal für Haushalt? Mein Ertrag in diesem Januar lag bei 470kWh. Der Großteil davon an 7Tagen. Dabei ist Januar ist noch recht gut. Interessant ist der Dez. Wenn du deine Wärmepumpe dann auch noch zu knapp auslegst, muss diese in der Nacht ohne Photovoltaik-Strom laufen.

Außerdem beziehen sich die Ist-Werte wahrscheinlich auf euren aktuellen Verbrauch (in der Wohnung?). Im Haus werdet ihr noch die Kontrollierte-Wohnraumlüftung, Heizungspumpen etc. zusätzlich haben. Das heißt, der Verbrauch wird auch ohne Wärmepumpe ansteigen,

Damit du ungefähr abschätzen kannst, wie weit die Photovoltaik deinen Wärmepumpe-Bedarf decken wird... Mit meiner 22kWp Photovoltaikanlage konnte ich den Wärmebedarf des KfW40+ Hauses mit 240m² bei tatsächlicher JAZ=4,5 folgendermaßen decken:
Nov: 33%
Dez: 28%
Jan: 28%
Feb: 46%
Mrz: 66%
Di Zurechnung der Photovoltaik-Erträge zu Wärmepumpe bzw. Hamburg erfolgte dabei proportional zum Bedarf. Das heißt, wenn man richtigerweise der Wärmepumpe nur die Reste zurechnet, sit Deckung deutlich schlechter. Das wird bei dir nicht wesentlich anders sein. Vielleicht sogar etwas schlechter aufgrund des höheren Wärmebedarfs bei KfW55. Solltest du dein Hydraulikkonzept, wie vorgeschlagen umsetzen, wird es noch schlimmer. Deshalb sollte die Wärmepumpe auf jeden Fall ohne Puffer betrieben werden, sonst würdest du deine JAZ in der Praxis deutlich unter 3,7 drücken

Zur Deckenheizung: Decke OG zum Kaltraum Dachspitz hin ist eine Holzbalkendecke zum Teil Sichtbalken. Da wollen wir nicht mit zwei System aufziehen, d.h. Fußbodenheizung steht
fest.

Das war nicht die Idee. BKA sollte mal zusätzlich und nicht statt Fußbodenheizung machen. In Holzbalkendecke ist auch keine BKA möglich. Zusätzliche Deckenheizung ist dann eher eine Frage, wie weit man die Effizienz der Wärmepumpe verbessern will und ob man noch effizient kühlen will. unabhängig von BKA würde ich aber eine Massivdecke, wenn möglich bevorzugen.

Ein guter Speicher oder Grundofen kommt auf >20k. Und ich kenne Leute die haben einen und raten eher davon ab, da dennoch überheizt, speziell wenn tagsüber die Sonne kommt. Unser Haus hat auch große Fensterflächen.

Vergleich mal die luftseitige Leistung eines Speicherofens (um die 2kW) mit dem ausgewählten wasserführendem Ofen. Aber ich will dir deinen wasserführenden Ofen nicht ausreden. Jeder darf seinem Hobby fröhnen

Stiebel bewirbt diese Luft-Wasser-Wärmepumpe mit "kann mit Solarthermie...kombiniert werden" Die sollte ich dann wohl mal anschreiben wie die hydraulische Einbindung funktionieren soll. Oder vielleicht ist das nur für den Sommerbetrieb gemeint. ops:

Zu Stiebel sage ich lieber nichts. Nur so viel, Ich kenne niemanden, der damit eine effiziente Heizung betreibt. Aber immerhin kommt die lwz 5 cs premium rechnerisch auf eine gute JAZ. Wäre mal interessant ob Stiebel da zu anderen Herstellern aufgeschlossen hat. Würde mich über Berichte freuen. Da die normale Version nicht im JAZ Rechner gelistet ist, solltest du wegen BAFA die Premium nehmen, falls es überhaupt eine normale gibt.

Grüsse Nika

 

[gnika77]

Stiebel bewirbt diese Luft-Wasser-Wärmepumpe mit "kann mit Solarthermie...kombiniert werden" Die sollte ich dann wohl mal anschreiben wie die hydraulische Einbindung funktionieren soll. Oder vielleicht ist das nur für den Sommerbetrieb gemeint.

Ohje... Habe gerade die Unterlagen zu der lwz 5/8cs premium angeguckt.. Da muss ich dich gleich davor warnen. Da die Wärme der Abluft entnommen wird, muss bei niedrigen Temperaturen der Luftvolumenstrom erhöht werden, was dazu führt, dass die Luftfeuchtigkeit auf unerträglich niedrigen Wert abfällt, man aufgrund der Luftungsverluste eine höherer Heizlast hat, die dann auch noch zusätzlich durch höhere Vorlauftemperatur abgedeckt werden muss, Was die Effizienz der Wärmepumpe weiter killt. Hier gibt es einen Parallethread in dem die Einwohner verzweifelt sind, weil die Luft zu trocken ist. Und wenn du ein wenig googelst, wirst du schnell verstehen, warum solche Systeme von erfahrenen Wärmepumpe-Nutzern nur als Stromdirektheizung geschimpft werden. Die verzweifelsten Anfragen von Wärmepumpe-Besitzern kommen genau zu solchen Systemen.

Ich dachte erst, dass es eine normal innenaufgestellte Luftwärmepumpe ist. Aber dem ist nicht so. Also, bitte, bitte, bitte tue es dir nicht an und such dir lieber eine Alternative. Die rechnerische JAZ ist bei solchen WPs aufgrund der rechnerischen Vorgaben noch weiter von Realität entfernt als die Spritverbräuche bei Autos.

Grüsse Nika