acalor_planungsbuch
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WohLFÜhL gesuND & KLIMA eFFiZieNT ACALOR-Planungshandbuch | 1 iNTRo Liebe Interessentin, lieber Interessent, liebe Freunde, herzlich willkommen! Wir freuen uns, dass Sie sich für unser Produkt interessieren. Hier finden Sie auf einfache und übersichtliche Weise eine Erläuterung über die Direktwärmepumpe und die damit entstehenden Besonderheiten sowohl für die Nutzer als auch fürs Gebäude. Es geht nicht nur um eine andere Technik, sondern um eine generell andere Sichtweise, zu den Themen: gesundes Heizen, gesundes Wohnen. Wir sind davon überzeugt, Sie, liebe Leserin, lieber Leser, bekommen Impulse, Ihre Wohnqualität zu steigern und ein neues spürbares Wohlgefühl entstehen zu lassen. Die ACALOR-Direktwärmepumpe bedient sowohl die gesetzlichen und technischen Ansprüche, als auch bauseitige Anforderungen. Sie erfüllt die Räume mit einer Wärme oder Kühle, die ein Behaglichkeitsgefühl erzeugt. Thermische Behaglichkeit bedeutet: frei von Luftzug. Von 1983 bis 1990 habe ich auf La Palma in unserer Finca mit umfangreichen Experimenten die ACALOR-Direktwärmepumpe ins Leben gebracht. Angefangen habe ich mit einer Pumpen-Warmwasser-Fußbodenheizung, um mögliche Verbesserungen zu erforschen. Danach baute ich Messgeräte für Drücke, Temperaturen, Durchflüsse, Strom, Spannung, Leistungsaufnahme und Stromzählerstand auf und protokollierte Messwerte z. B. minütlich. Im Jahr 1989 habe ich das Kupferrohr auf einer Polystyrol-Wärmedämmung im Zementestrich eingebaut. Um mir die Mühen zu sparen, habe ich auf die Wasser-Umwälzpumpe, den Entlüfter und das Ausdehnungsgefäß verzichtet, anschliessend habe ich das Kupferrohr als Kondensator der vorgesehenen Wärmepumpe benutzt. Mit Erfolg. Die Direktwärmepumpe war somit geboren. Es ist ein System, das mit dem Prinzips des Kühlschranks funktioniert. ACALOR ist das Ergebnis meines Prinzips, des ständigen systematischen Protokollierens von Messwerten (mittlerweile sind schon über 500.000 Leistungsmessungen an Wärmepumpen archiviert) und des Findens von Verbesserungsmöglichkeiten. Als Erfinder vieler innovativer Produkte habe ich mit ACALOR ein Lebenswerk erschaffen, das seit über 20 Jahren den Markt, das Bewusstsein bewegt, Gebäude mit innovativer und effizienter Technik ausstattet und die Nutzer mit gesunder Wärme und Kühlung erfreut. Lassen Sie sich inspirieren von einer neuen Sichtweise mit außergewöhnlicher und innovativer Technik. Informieren Sie sich über die Vorzüge der Besonderheiten und seien Sie willkommen, ein Kunde von ACALOR zu sein. Ihr Henning W. Scheel ACALOR-Planungshandbuch | 3 iNhalTsVeRZeichNis Das Team von ACALOR Lübow. Allgemeine Informationen .................................. 08 Baubiologisch gesundes Wohnen Gesundes Heizen, gesundes Kühlen ACALOR – Die Direktwärmepumpe Das innovative System für Wärme und Kühlung Wesentliche unterschiede zu herkömmlichen Wärmepumpen Die Wärmepumenheizung Doppelte Behaglichkeit zu halben Kosten / Bericht vom Prof. Dr. rer. nat. Klaus Bastian Technische Daten ....................................................... Komponenten im Einzelnen im Haus Thermostat Fußbodensystem Heizkreisverteiler Edelstahl-Brauchwasserspeicher Hausdurchführungen im Außenbereich Verdampfer mit lüfter Schaltschrank – Steuerung und Wärmepumpe technische informationen 23 Zahlen, Daten, Fakten ............................................. 35 Referenzobjekte Anlagenaufwandzahl Rund um acalor ........................................................... 73 Anbindung an Gewerke – Bauablauf Presse Sanitärinstallation Elektroinstallation Estricharbeiten ........................................................ 49 Nachhaltigkeit Über 20 Jahre Bestehen installationsbeispiel temperaturprotokolle Häufig gestellte Fragen ......................................... 79 Messprotokoll Fachbegriffe ................................................................ 105 Ausschreibungstexte ACALOR-Anlage / außen Bodenbeläge Beispiele für Verkleidung von ACALOR-Systemen Alle Vorteile auf einen Blick 4 | ACALOR-Planungshandbuch ACALOR-Planungshandbuch | 5 ALLGEMEINE INFORMATIONEN Baubiologisch gesundes Wohnen Gesundes Heizen, gesundes Kühlen ACALOR – Die Direktpumpe Das innovative System für Wärme und Kühlung Wesentliche Unterschiede zu herkömmlichen Wärmepumpen Die Wärmepumpenheizung Doppelte Behaglichkeit zu halben Kosten / Bericht von Prof. Dr. rer. nat. Klaus Bastian ACALOR-Planungshandbuch | 7 stutzig. Wenn man dies genauer betrachtet, ist es dann logisch und nachvollziehbar. Egal, ob dies rein theoretisch-physikalisch oder im praktischen Vergleich aus eigenen Erfahrungen mit Sonnenwärme betrachtet wird. Das Prinzip der ACALOR-Direktwärmepumpe erzeugt zu fast 100 % diese reine angenehme Infrarot-Strahlungswärme. Die Wärme wird über eine Flächenheizung (in der Regel Fußbodenheizung) abgegeben. In den Heizschlangen fließt kein Wasser. Die im Außenbereich erzeugte Wärme wird direkt ohne Umwege zum Heizen genutzt. Das System ist selbstregulierend und gibt die Wärme immer an den kältesten Stellen im Raum ab. Dadurch entsteht reine gesunde Strahlungswärme. Die Temperaturen direkt über dem Boden und an der Decke sind identisch. Diese gleichmäßige Wärme empfindet der Mensch als sehr angenehm. Nicht die Luft, sondern die Massen im Raum werden erwärmt. Dadurch ist die Direktwärmepumpentechnik herkömmlichen wassergeführten Fußbodenheizungen klar überlegen. Überzeugen Sie sich selbst und besuchen Sie im Winter ein ACALOR-beheiztes Haus. Die spürbare Atmosphäre spricht für sich. Gesundes Kühlen Beim Thema Wärmepumpe wird häufig nur über das Heizen des Objektes und die Brauchwasser-Erwärmung gesprochen. In der Zukunft wird eine weitere Frage immer wichtiger: Wie kühle ich mein Objekt bei extremen Hitzeperioden? Baubiologisch gesundes Wohnen Gesundes Heizen Eine ganzheitliche Betrachtung der Auswirkungen der unterschiedlichen Systeme auf die Gesundheit der Menschen, die in den Häusern wohnen. Was bedeutet gesundes Heizen aus baubiologischer Sicht? Das beste Beispiel finden wir in der Natur: die Sonne. Sie liefert als angenehm empfundene Strahlungswärme – und das auch bei tiefen Außentemperaturen. Ihre Form des Wärmetransports haben wir als Maßstab für unsere ACALOR-Direktwärmepumpe genommen. Der Wohnraum wird oft als die dritte Haut des Menschen bezeichnet. Wir verbringen bis zu 90 % unserer Zeit in geschlossenen Räumen. Allein diese Tatsache verdeutlicht, wie wichtig ein gesundes Wohnumfeld für uns Menschen ist. Unsere Haut verbindet uns mit unserer Umwelt, sie schirmt uns nach außen hin ab und hat gleichzeitig großen Einfluss auf unsere Organe und unseren Körper allgemein. Sie ist unser Sinnesorgan für die Wahrnehmung von Wärme und Kälte. Die Haut ist eines der wichtigsten Organe und reagiert auf die Wohnraumheizung. Es gibt nachweislich eine Vielzahl von Ursachen, warum Menschen durch ein falsches Wohnumfeld krank werden. Es lohnt sich daher, einen detaillierten Blick darauf zu werfen. Wir betrachten hier konkret den Einfluss der Heiztechnik auf den Menschen als einen wesentlichen Aspekt des Wohnumfeldes. Wohnqualität steht in direktem Zusammenhang mit Lebensqualität! Elektrosmog, Schadstoffe in Materialien und in der Luft, Kleidung, Ernährung und feinstoffliche Wirkung haben Einfluss auf unsere Lebensqualität. 8 | ACALOR-Planungshandbuch Um sich wohlzufühlen, benötigt der Mensch trockene, kühle, staubfreie Luft. Unsere Lungen vertragen keinen Staub! Die Praxis in den meisten Wohnungen zeigt das genaue Gegenteil: Staubwolken werden permanent verteilt, befeuchtet und von den Menschen eingeatmet, (und der Mensch wundert sich, weil er doch nie geraucht hat) bis im Extremfall Lungenkrebs auftritt. Der Zusammenhang zum Wohnumfeld wird selten erkannt, da diese Auswirkungen oft erst nach 20 - 30 Jahren auftreten. Wer sich mit dieser Thematik auseinandergesetzt hat, erkennt sehr schnell, wie wichtig ein Heizsystem ist, welches gesund und ökonomisch arbeitet. Baubiologen und gesundheitsbewusste Menschen fordern schon seit langem, dass nicht Wärmemengenzähler und die Technik die Entscheidungen dominieren, sondern die Aspekte der Gesundheit und das Wohlgefühl des Menschen. Was sind die wichtigsten Anforderungen an ein Heizsystem? Viele Klimaforscher sind sich einig, dass die Hitzeperioden im Sommer in unserer Region deutlich zunehmen werden. Gerade die Nächte werden deutlich wärmer, so dass der Abkühleffekt des Hauses über Nacht immer geringer wird. Ein sehr gut gedämmtes Haus hält einige Tage sehr gut die Hitze aus dem Innenbereich fern. Bei längeren Hitzeperioden kehrt sich dieser Effekt aber dann genau um. Das durchwärmte Haus hält aufgrund der guten Dämmung auch nachts die Hitze im Haus. Temperaturen von 30 °C und mehr im Innenbereich sind keine Seltenheit, gerade bei einem gut gedämmten Haus (wohlgemerkt nicht nach zwei oder drei Tagen Hitze, aber sicherlich nach einer Woche mit anhaltender Hitze). Herkömmliche wassergeführte Systeme können die Innentemperatur um max. 4 °C herunterregeln. Bei der ACALOR-Direktwärmepumpe wird die Temperatur im Haus auf den von Ihnen eingestellten Wert heruntergekühlt. Das bedeutet z. B. kühle eingestellte 23 °C auch bei extremer Hitze. Viele ACALOR-Kunden möchten gerade auf diesen Komfort im Sommer nicht mehr verzichten. Wir sehen an der Vielzahl an Nachrüstungen von Kühlfunktionen, dass dieses Thema häufig unterschätzt wird. ACALOR – die Direktwärmepumpe Das innovative System für Wärme und Kühlung ›› Die Raumluft soll der Atmung dienen und nicht dem Wärmetransport. ›› Die Atemluft soll staubfrei sein, d. h. Luftverwirbelungen sollten vermieden werden. Funktionsweise der Direktwärmepumpe ›› Die Form der Wärme im Haus soll dem Ideal der Sonnenwärme (reine Strahlungswärme) möglichst nahe kommen. Bei der Direktwärmepumpentechnik wird der geschlossene Kreisprozess der Wärmeaufnahme und Wärmeabgabe auf das gesamte Haus ausgedehnt. Dies geschieht im Detail wie folgt: Die Art der Wärme, die diese Anforderungen erfüllt, ist Infrarotwärme. Die Infrarotwellen dringen wie die Sonnenstrahlen tiefer in den Körper ein und werden durch die Haut als Wärme wahrgenommen. Die Temperaturen am Boden und an der Decke sind nahezu identisch. Die Raumluft ist häufig sogar kühler als die Temperatur der Wände! Diese Effekte machen im ersten Moment Im Verdampfer im Außenbereich sind ca. 80 m Kupferrohre. Durch diese fließt das Kältemittel flüssig in den Verdampfer. Der Lüfter auf dem Verdampfer lässt die Außenluft um die Rohre strömen. Dabei nimmt das Kältemittel die Energie aus der Luft auf und wird gasförmig. Dies funktioniert bei ACALOR auch bei Außentemperaturen von -30 °C und kälter. Betriebskostenintensive Elektrozu- satzheizstäbe sind NICHT erforderlich und nicht vorhanden. Das Kältemittel ist jetzt durch die Aufnahme der Energie in Form von Wärme gasförmig, hat die Energie gespeichert, ist aber noch nicht warm. Daher wird in der Wärmepumpe das gasförmige Kältemittel verdichtet (der Druck wird erhöht) und dadurch die Temperatur erhöht. Hierbei wird elektrische Energie benötigt. Das gasförmige und heiße Kältemittel wird anschließend ins Haus geführt. (Ab hier unterscheidet sich die Direktwärmepumpentechnik grundlegend von herkömmlichen Wärmepumpen.) Bei her- ACALOR-Planungshandbuch | 9 kömmlichen Wärmepumpen wird die Wärme im Haus über einen Wärmetauscher auf einen separaten Wasserkreislauf übertragen. Darüber wird das Haus geheizt. Die Übertragung im Wärmetauscher ist verlustreich, der zusätzliche Wasserkreislauf benötigt eine Wasserpumpe, aufwändige Steuerung und Regelung, sowie eine Vielzahl von Thermostaten. Diese, auch wartungsintensive Komponenten, entfallen komplett bei ACALOR. Die anfängliche (normale) Überhitzungswärme, die bei herkömmlichen Wärmepumpen ungenutzt »verpufft«, wird bei ACALOR eingesetzt, um das Brauchwasser zu erwärmen. Hierzu fließt das Kältemittel im Haus zuerst in außenliegenden Kupferrohren um einen Edelstahlspeicher. Dies bewirkt, dass das Brauchwasser OHNE weitere Zusatzkosten auf über 65 °C erwärmt wird. Legio- nellenschutz ist somit sichergestellt. Die Brauchwassererwärmung hat immer Vorrang, damit zu jeder Zeit ausreichend heißes Wasser zur Verfügung steht. Nach dem Erwärmen des Brauchwasserspeichers gelangt das Kältemittel in den Heizkreisverteiler und wird in die einzelnen Heizkreise geführt. Der Transport des Kältemittels erfolgt durch den Betriebsdruck im Gesamtsystem. Zusätzliche Pumpen sind nicht erforderlich. Das Kältemittel hat die Energie latent gespeichert und gibt die Wärme ab, indem es im Fußboden flüssig wird (Direktkondensation). Dies hat einen wesentlichen Vorteil bei der Wärmeverteilung: Der Boden wird nur an den Stellen erwärmt, die noch kühl sind. Bereits warme Bereiche werden nicht weiter erwärmt. ? ? Wenn die Wärme im Boden abgegeben worden ist, ist das Kältemittel wieder flüssig und wird durch das nachströmende gasförmige Kältemittel zurück zum Heizkreisverteiler und von da wieder in den Außenbereich transportiert. Es wird wieder vorbereitet für das erneute Verdampfen und fließt wieder flüssig in den Verdampfer, um dort erneut Energie aus der Luft aufzunehmen. Dieser geschlossene Kreisprozess wird kontinuierlich durchlaufen, bis das Haus die gewünschten Temperaturen erreicht hat und die Wärmepumpe über das Thermostat im Haus abgeschaltet wird. Im Sommerbetrieb, wenn keine Wärme im Haus benötigt wird, ist die Anlage nur kurzzeitig zur Erwärmung des Brauchwassers über ein separates Thermostat am Brauchwasserspeicher aktiviert. Im Sommer ist optional eine echte Kühlung des Hauses möglich. Das Kältemittel verdampft dann im Boden, entzieht dem Haus die Wärme und führt diese draußen über den Verdampfer ab. Dies ermöglicht eine echte Kühlung des Hauses, also z. B. eingestellte 23 °C auch bei sehr hohen Außentemperaturen. 5 JA HRE G E WÄ H R NG L E IS T U alle ... au f Teile !! Funktionschema der ACALOR-Direktwärmepumpe 1 1 Fußbodenheizung mit einzelnen Heizkreisen 2 Wasserspeicher (Ø = 70 cm, H = 150 cm) 2 3 4 3 4 10 | ACALOR-Planungshandbuch Echte Kühlfunktion Beim Heizen mit Wasser gibt es im Raum immer Bereiche, die wärmer sind und Bereiche, die kühler sind. Bei ACALOR entsteht eine gleichmäßig erwärmte Fläche. Dadurch gibt es keine Luftverwirbelung, keine Staubaufwirbelung, gleichmäßige gesunde Wärme wie von der Sonne. Besuchen Sie ein ACALOR-beheiztes Haus im Winter, um den Unterschied zu spüren. Hausstaub-Allergiker wissen das zu schätzen. Während herkömmliche Wärmepumpen mit Wasser maximal um 4 °C herunterkühlen können, kühlt ACALOR auch bei 40 °C Außentemperatur auf die eingestellte Temperatur von z. B. 23 °C im Haus herunter. Das ist einzigartig und gerade aufgrund der Klimaprognosen der Experten ein wesentlicher Komfort-Vorteil. Bei lange andauernden Hitzeperioden staut sich die Wärme gerade in gut gedämmten Häusern. Selbstregulierendes System Wie funktioniert das im Detail? Die Abgabe von Wärme erfolgt durch Verflüssigung des Kältemittels. Dies geschieht immer an der Stelle des Bodens, wo der geringste Widerstand ist. An der kältesten Stelle des Raumes, auch wenn diese in der entferntesten Ecke ist, wird die meiste Wärme abgegeben. Wenn der Boden dort erwärmt ist, erhöht sich der Widerstand und es wird keine weitere Wärme abgegeben. Einfaches Beispiel zur Verdeutlichung: wenn Sie eine kalte Flasche Bier auf den Tisch stellen, sammelt sich in kurzer Zeit Wasser um die Flasche. Wasserdampf aus der Zimmerluft kondensiert an der kältesten Stelle des Raumes, nämlich an der Bierflasche, aus und gibt dort Wärme ab. Ohne Steuerung, ohne Regelung, einfach aufgrund physikalischer Eigenschaften. Genau dies passiert im Estrich. Das erzeugt eine absolut gleichmäßige Wärmeverteilung im Raum. Dadurch entsteht zu 100 % gesunde gleichmäßige Wärme. Luft- und Staubverwirbelungen aufgrund unterschiedlicher Temperaturzonen gibt es bei ACALOR nicht. Dadurch ist die Temperatur unter der Decke fast identisch mit der Temperatur am Boden. Es wird nicht die Luft erwärmt, sondern die Hüllflächen. Menschen merken den Unterschied sofort, wenn sie den Raum betreten. Gesunde Wärme Zentraleinheit mit Wärmepumpe (80 x 40 cm) Hochleistungsverdampfer (133 x 70 cm / H = 120 cm) ACALOR funktioniert selbstregulierend. Sie brauchen nicht permanent jeden Raum einzeln zu regeln. Dies geschieht automatisch. Selbstverständlich können Sie über den Thermostaten jederzeit die Temperaturen im Haus herauf- und herunterregeln. Legionellenschutz Wesentliche Unterschiede zu herkömmlichen Wärmepumpen Verzicht auf Elektrozusatzheizstäbe ACALOR verzichtet konsequent auf betriebskostenintensive Elektrozusatzheizstäbe. Auch bei -30 °C und kälter arbeitet das System nachweislich sehr effektiv. Bei der Erwärmung von Brauchwasser fallen bei herkömmlichen Wärmepumpen hohe Betriebskosten an. Aufgrund der patentierten ACALOR-Technik wird das Brauchwasser ohne Zusatzkosten erwärmt, wenn die Heizung läuft. Lediglich im Sommer springt die Anlage ausschließlich für die Brauchwassererwärmung an. Der Einsatz einer Solaranlage auf dem Dach in Verbindung mit ACALOR ist somit weder wirtschaftlich, noch ökologisch sinnvoll. Bei herkömmlichen Wärmepumpen wird über einen Elektrozusatzheizstab teuer hochgeheizt. Bei ACALOR ist das Brauchwasser über 65 °C warm. Legionellenschutz ist ohne Zusatzkosten sichergestellt. Verzicht auf wartungsintensive Komponenten Wärmetauscher, Wasserpumpen, extra Steuerungen für den Wasserkreislauf entfallen komplett bei ACALOR. Dies reduziert die Betriebskosten und es ist keine Wartung erforderlich. Herkömmliche Wärmepumpen mit fluoriertem Kältemittel müssen gesetzlich vorgeschrieben einmal jährlich überprüft werden. Dies ist bei ACALOR NICHT erforderlich. Echte Kühlfunktion So funktioniert die Kühlung im Detail: Das Funktionsprinzip wird komplett umgekehrt. Das Kältemittel gelangt flüssig ins Haus, verdampft im Boden und entzieht dem Boden dabei Wärme. Dies geschieht mit sehr hoher Kühlleistung von bis zu 50 W/m2 . Mit wassergeführten Systemen ist das undenkbar. Das energiereiche verdampfte Kältemittel wird nach außen geführt und die Wärme über den Lüfter im Außenbereich abgeführt. Wenn Sie die Hand über den Verdampfer halten, merken Sie, dass die abgeführte Luft sehr warm ist. Der kühle Boden reduziert dann die Temperatur im Raum herunter, auch hier wie beim Heizen über die abstrahlende Fläche. Damit auf dem kühlen Boden keine Feuchtigkeit auskondensiert, regelt die Sondersteuerung den Betrieb so, dass langsam und gleichmäßig heruntergekühlt wird. Wir empfehlen daher, die Kühlfunktion grundsätzlich den ganzen Sommer über zu aktivieren. Das System wird dann über das Thermostat aktiviert, wenn die Raumtemperatur leicht angestiegen ist und schaltet automatisch ab, wenn die eingestellte Solltemperatur erreicht ist. Da der Wirkungsgrad beim Kühlen sehr hoch ist, sind die Betriebskosten für den Kühlbetrieb niedriger als für ein einziges herkömmliches Klimagerät für einen Einzelraum. Die spezielle Steuereinheit sorgt dafür, dass auch im Kühlbetrieb jederzeit heißes Brauchwasser zur Verfügung steht. Eine Nachrüstung der Kühlfunktion bei bestehenden Anlagen ist möglich. Es ist allerdings deutlich günstiger, wenn die Kühlfunktion direkt beim Neubau mit eingebaut wird, da der nachträgliche Umbau zusätzlichen Montageaufwand erfordert. Der Nutzer hat mit der Kühlfunktion somit mehrere Vorteile in einem System vereint: ›› Echte Kühlfunktion, d.h. eingestellte 23 °C auch bei langen Hitzeperioden. ›› Gesundes Kühlen, keine Zugerscheinungen, keine Verkeimung wie bei herkömmlichen Klimaanlagen. ›› Sehr niedrige Betriebskosten (zwischen 100 und 200 € im gesamten Sommer), keine Wartungs- und Reinigungskosten. ACALOR-Planungshandbuch | 11 ACALOR-Direktwärmepumpe entzieht nun der physikalisch immer noch heißen Außenluft Energie, indem sie diese um 3 Kelvin auf 250 Kelvin (oder minus 23 °C) abkühlt, transformiert diese Energie im Kompressor auf ein 50 Kelvin höheres Niveau und bläst das Heizgas mit nunmehr 300 Kelvin oder 27 °C in den Estrich. Der kann sich so erwärmen und für unser Wohlbefinden sorgen. Das war zu kompliziert? Zu einer solchen Technik haben Sie kein Vertrauen? Sie haben es, denn in Ihrem Haushalt machen Kühlschrank und insbesondere Tiefkühltruhe täglich das gleiche Experiment: Das Gefriergut kühlt auf minus 20 °C und tiefer ab. Das geht aber nur, wenn die überschüssige Energie in den 23 °C warmen Aufstellraum abgegeben werden kann, nachdem sie vom Kompressor auf das höhere Niveau gepumpt wurde. Die Wärmepumpen-Heizung Doppelte Behaglichkeit zu halben Kosten August 2012 / Prof. Dr. rer. nat. Klaus Bastian · vergl. Nr. 54.1 der Referenzbaustellen ‘01 Die ACALOR-Direktwärmepumpe arbeitet nach genau dem gleichen Prinzip wie eine Tiefkühltruhe, nur sind innen und außen vertauscht. Und da das Volumen außerhalb des Hauses praktisch unendlich groß ist, versiegt die thermische Energie dort nicht, selbst wenn klirrender Frost herrscht. Die bewegte Außenluft sorgt für permanenten Nachschub an physikalisch »heißer« Luft, dem Lieferanten für wohlige Wärme im Haus. Eine Wärmepumpe und sonst nichts. Ja, das Herz der ACALOR-Anlage ist eine für diese Aufgabe speziell ausgesuchte und optimierte Wärmepumpe. Trotzdem ist sie keine klassische Wärmepumpenheizung, sondern die kompromisslose Anpassung an die Bedürfnisse des Wohnungsbaus. Die klassische Wärmepumpenheizung ist ein Komponentensystem bestehend aus: ›› Wärmequelle und Übertragungsmedium (z. B. Sole) Intro Jahrtausende haben die Menschen die strahlende Wärme des Feuers genutzt, um ihre Bedürfnisse nach Behaglichkeit und Wohlbefinden in den kalten Regionen des Nordens zu erfüllen. Erst im Zeitalter der Technisierung von Wohnungen und Wohnen wurde die Zentralheizung zum Inbegriff des Fortschritts, ein System, welches die Luft mit Hilfe von Heizkörpern erhitzt und die Wärme durch Konvektion zu den Menschen im Raum befördert. Das wichtigste Lebensmittel, die Luft, wurde so zum Transportmittel für die Wärme mit allen ungewollten Nebeneffekten: Zug, Fußkälte, Energieverluste, Schimmel, Allergien. Heute ist es möglich, die Behaglichkeit der wärmenden Flamme in den Bauteilen unseres Hauses einzuschließen, so dass die Luft zum Wärmetransport nicht mehr bewegt werden muss. Der ›› Wärmepumpe mit Verdampfer (Sole) und Kondensator (Heizungswasser) Wohnraum wird konvektionsfrei und besonders behaglich. Und das gelingt sogar ohne die Hilfe des altbewährten Feuers! Um einen Wohnraum auf angenehme 23 °C zu temperieren, ist es nicht erforderlich, Gas oder Öl bei 1200 °C zu verbrennen, die Umwelt zu belasten und unseren Enkeln die Sorgen mit fehlenden Rohstoffen zu überlassen. Es genügt, die aus dem Gebäude entwichene Wärme mit einem technischen Prozess, wie er in jedem Kühlschrank abläuft, in den Baukörper des Hauses zurückzupumpen! Sie besteht also aus drei Komponenten, die untereinander jeweils mit Wärmeübertragern gekoppelt sind. Der Energiefluss beginnt z. B. im Boden, dem sie mittels einer im Kreislauf gepumpten kalten Sole die Wärme entzieht. Diese wird im Verdampfer auf das Kältemittel der Wärmepumpe übertragen. Nachdem es durch den Kompressor auf ein höheres energetisches Niveau gepumpt wurde, kondensiert das Kältemittel im Wärmetauscher des Heizkreislaufs und überträgt die Energie auf das Heizungswasser. Das zirkuliert, angetrieben durch eine weitere Pumpe, im Rohrsystem des Fußbodens und gibt dort kontinuierlich seine Wärme ab, bis das Thermostatventil den Wasserkreislauf stoppt. Charakteristisch für die klassische Wärmepumpenheizung ist das modulare Konzept mit mindestens zwei zusätzlichen Wärmeübertragern (oder Schnittstellen), welche eine beliebige Kombinierbarkeit mit herstellerunabhängigen Systemkomponenten gestattet. Das ist vorteilhaft für den Installateur, der eine Anlage beliebig zusammenstellen kann! Dieses Konzept ist allerdings auch für die erheblichen Verluste des Systems verantwortlich, die Sie als Kunde mit den Heizkosten bezahlen müssen. Denn jeder Wärmetauscher benötigt eine Wärmedifferenz, um Energie zu übertragen. Das mag bei einem Heizkessel, der mit einer 1200 °C heißen Flamme betrieben wird, wenig ausmachen. Eine Wärmepumpe muss diese Differenz jedoch zusätzlich erarbeiten! Die ACALOR-Direktwärmepumpe bricht mit den herkömmlichen Vorstellungen einer Wärmepumpenheizung und optimiert so das Gesamtsystem in unübertroffener Weise: das Heizgas gibt seine Wärme nicht an Wasser als Wärmeüberträgermedium ab, sondern wird – wie der Name es sagt – direkt und ohne zusätzliche Pumpen durch druckfeste Rohre in den Estrich geleitet. Der Heizestrich ist also zugleich Bauelement des Hauses und Bestandteil der Heizung. In ihm kondensiert das Gas und gibt seine Energie verlustfrei an das Bauwerk ab. Und dies geschieht genau dort, wo die Wärme gebraucht wird, am kältesten Punkt im Haus. ›› Niedertemperatur-Warmwasserheizung (z. B. eine Fußbodenheizung) Zu welchen Kosten mag dieser Komfort erreichbar sein? Die ACALOR-Direktwärmepumpe verursacht einen Investitionsaufwand vergleichbar mit dem einer konventionellen Fußbodenheizung. Die Energiekosten allerdings werden halbiert! Heizen ohne Feuer, wie soll das gehen? Stellen Sie sich einen klirrend kalten Wintermorgen vor: minus 20 °C außen und innen 23 °C, die in Gebäudedecken und -fußböden stecken und vor der grimmigen Kälte schützen. Doch wie sieht dieses Wetter aus physikalischer Sicht aus? Die kalte Luft ist 12 | ACALOR-Planungshandbuch bei minus 20 °C immer noch 253 Kelvin heiß, denn der absolute Nullpunkt von Null Kelvin, der durch den thermisch energielosen Zustand der Materie bestimmt ist, liegt bei minus 273 °C. Der Innenraum hat mit 23 °C dann eine Temperatur von 296 Kelvin. Die ACALOR-Planungshandbuch | 13 Es fallen so nicht nur die vielen Strom verbrauchenden Pumpen weg, sondern auch die Temperaturdifferenzen für den Betrieb von Wärmeüberträgern. Die ACALOR-Direktwärmepumpe muss daher viel weniger Temperatur pumpen, um den gleichen Effekt wie eine herkömmliche Warmwasser-Wärmepumpenheizung zu erreichen. Daher kann sie als einzige Wärmepumpenheizung auch noch mit minus 20 °C kalter Außenluft etwas anfangen! Sie übertrifft die konventionelle Fußbodenheizung sogar hinsichtlich ihrer Behaglichkeit, da die Kondensationstemperatur im Estrich an allen Punkten gleich ist und nicht – wie bei Warmwassertransport – von der Einspeisung bis zum Ende kontinuierlich abnimmt. Behaglicher als eine Warmwasser-Fußbodenheizung! Damit eine Warmwasser-Fußbodenheizung an einer gewünschten Stelle Energie übertragen kann, benötigt sie ein warmes Heizmedium mit der erforderlichen Übertemperatur. Da auch auf dem Weg zur beheizten Fläche Wärme abgegeben wird, muss am Eintrittspunkt eine höhere Vorlauftemperatur vorhanden sein als zur Beheizung des ausgewählten Bereichs erforderlich. So kommt es, dass die Heizleistung auf dem Wege des Wassers mit der sinkenden Vorlauftemperatur abnimmt. Die Kunst des Installateurs besteht darin, dies durch geschickte Führung der Heizschlangen im Estrich auszugleichen. Praktisch wird es immer Temperaturunterschiede geben, die erst durch die Bewegung der erwärmten Luft wieder ausgeglichen werden. Konvektion ist der Fachausdruck dafür. Luft als wichtigstes Lebensmittel wird so zum Wärmetransport missbraucht. Bei der ACALOR-Direktwärmepumpe ist dieses Problem durch die Direktkondensation elegant umgangen. (Nur im Bereich der Verteilung hat das Heizgas eine Übertemperatur. Sie kommt speziellen Räumen wie Bädern und WCs oder der Warmwasserbereitung zugute.) Die Temperatur im Estrich wird durch den Druck des Heizgases bestimmt, bei dem es zu kondensieren beginnt. Da der Druck in einem verbundenen System überall gleich ist, beginnt das Gas an der kältesten Stelle flüssig zu werden und erwärmt diese dabei. Durch diesen Trick wird die Wärme zu den bedürftigsten Stellen transportiert, ohne dass das Heizgas auf dem Weg dahin bereits seine Energie verliert. Scheint zum Beispiel durch das Fenster die Sonne auf den Fußboden, so wird das Heizgas diesen Bereich unbehelligt passieren. Sind an einer Balkontür die Wärmeverluste erhöht, so führt die um wenige Zehntel Grad reduzierte Temperatur zu einer verstärkten Kondensation des Heizgases an dieser Stelle und damit zu einem gezielten Wärmetransport zu dem Schwachpunkt. Das Resultat ist eine unerreicht gleichmäßige Erwärmung des Estrichs und dadurch der umgebenden Bauteile sowie der Raumluft. Von ACALOR beheizte Häuser zeichnen sich durch das Fehlen von Temperaturunterschieden in der Raumluft aus und damit durch ein konvektionsfreies Raumklima. Das ist das optimale Raumklima schlechthin und besonders wichtig für Allergiker! Und die Kosten für das Wunder? Die ACALOR-Direktwärmepumpe wird sinnvollerweise beim Neubau oder der Generalinstandsetzung eingebaut, da sie als vollständiges Heizsystem mit anderen schon bestehenden Komponenten nicht zusammenwirken kann. Die Heizleistung ist präzise an den Wärmebedarf eines typischen modernen Ein- oder Mehrfamilienhauses angepasst, welches die Wärmeschutzverordnung erfüllt. Somit benötigt man neben dem Heizestrich im Gebäude genau ein Aggregat zur Wärmebereitstellung und verursacht Gestehungskosten, die mit einer klassischen Fußbodenheizung im Neubau in etwa vergleichbar sind. Besonders interessant wird die ACALOR-Direktwärmepumpe hinsichtlich ihrer Betriebskosten. Das liegt an der cleveren Nutzung von Umweltwärme, die kostenlos zur Verfügung steht und Zwar liegen die spezifischen Kosten für Strom über denen von Gas. Das wird aber durch die Nutzung von Umweltwärme mehr als wettgemacht. Zusätzlich sparen kann man durch den Wegfall eines zweiten Energieanschlusses für die Gasheizung und der dadurch nicht mehr fällig werdenden zweiten Grundgebühr. Gibt es denn schon praktische Erfahrungen? ACALOR liefert und baut als Systemanbieter seit mehr als 20 Jahren diese Technik ein. Pro Jahr werden ca. 300 Häuser mit dieser Technik ausgestattet. Die Anlagen erfüllen praktisch wartungsfrei die gestellten Anforderungen. Besuchen Sie ein ACALOR-Haus in Ihrer Nähe und sprechen Sie mit den Bauherren über deren Erfahrungen. Familie Wiehagen aus Unna: »Wir heizen unser Haus seit mehr als 11 Jahren mit ACALOR. Für uns käme kein anderes Heizsystem in Frage.« Woraus besteht denn die ACALOR-Direktwärmepumpe genau? Schön, wenden wir uns den praktischen Fragen zu. Die Grundkomponenten der ACALOR-Direktwärmepumpe sind ein Hochleistungsverdampfer mit Ventilator zur Energiegewinnung durch Abkühlung der Außenluft, eine spezielle Wärmepumpe auf Basis eines Copeland®-ScrollverdichtersTM-Verdichters und der Heizestrich mit eingebauten druckfesten Kupferrohren, der in allen Räumen des Hauses auf deren Wärmebedarf abgestimmt ist. Natürlich kann mit der ACALOR-Direktwärmepumpe auch Warmwasser bereitet werden. Hierzu ist zusätzlich ein spezieller ACALOR-Edelstahlspeicher mit einem Fassungsvermögen von 200 Litern erforderlich, der frostsicher aufzustellen ist. Als Heizmedium benötigt die ACALOR-Direktwärmepumpe schließlich ein Mittel, welches bei Umgebungstemperaturen, wie sie in Wohnräumen und im Freien herrschen, verdampfen und kondensieren kann. Hier kommt das umweltfreundliche Propan (R290) zum Einsatz, das in den geringen Mengen von etwa 3 kg im voll-hermetischen System völlig unbedenklich ist. Verdampfer und Wärmepumpe werden im Freien aufgestellt und benötigen dort eine Fläche von etwa 2 m2 in unmittelbarer Nähe des Hauses. Ihr Standort sollte so gewählt werden, dass die Betriebsgeräusche von Lüfter und Verdichter nicht stören. Wichtig ist, dass eine akustische Kopplung mit dem Gebäude vermieden wird und das Aggregat nicht unmittelbar vor dem 14 | ACALOR-Planungshandbuch einen großen Teil der Heizenergie bereitstellt. Maßgebend für die Menge der rückgewonnenen Wärme ist die so genannte Jahresarbeitszahl, ein Faktor, der angibt, wie viel Heizenergie aus einer Einheit Antriebsenergie im Jahresdurchschnitt generiert wird. ACALOR-Direktwärmepumpen haben eine Jahresarbeitszahl von vier. Zur Bereitstellung von 4 kWh Heizwärme benötigen sie also nur 1 kWh Elektroenergie! Das zahlt sich für einen Betreiber finanziell aus! Schlafzimmerfenster des Nachbarn steht. Schließlich benötigt die ACALOR-Direktwärmepumpe einen Drehstromanschluss mit 2,2 kW Leistung. Diese geringe Leistung kann jeder Hausanschluss zusätzlich aufbringen. Gelegentlich ist es jedoch finanziell günstiger, beim Energieversorger einen separaten Anschluss mit einem Wärmepumpentarif zu beantragen. Ein zweiter Zähler zur Kontrolle der Wärmepumpe und zur Bestätigung des niedrigen Verbrauchs empfiehlt sich ohnehin. Die Steuerung der Heizung übernimmt ein stunden- und tag­ genau programmierbarer Raumthermostat, der an einer zug- und sonnenscheinfreien Stelle im Wohnzimmer angebracht wird. Er steuert das Gesamtsystem, nicht die einzelnen Räume! Hier werden Sie vielleicht verwundert sein, weshalb eine raumbezogene Regelung fehlt. Sie ist systembedingt im hochwärmegedämmten Haus nicht mehr sinnvoll und erforderlich. Zum Heizestrich ist noch ein Wort zu sagen. Er ist für die Effizienz des Systems entscheidend, stellt er doch die Strahlungswärmequelle des Hauses dar. Wir alle wissen, dass der Kachelofen eine hervorragende Strahlungswärme abgibt. Das ist in seiner Ausführung aus keramischen Bauelementen begründet. Der Fußboden in einem ACALOR-beheizten Haus besteht idealerweise aus Fliesen, die wie ein Kachelofen eine optimale Strahlungswärme abgeben können. Andere Beläge sind denkbar, z. B. Parkett, Kork, Teppich, Linoleum. Diese sollten verklebt sein. Man sollte sich bei der Auswahl der Bodenbeläge immer das Modell des Kachelofens vor Augen halten, um hier keine Fehler zu machen. ACALOR-Planungshandbuch | 15 Die Auslegung der ACALOR-Direktwärmepumpe Schön, wir kommen bereits zur praktischen Planung des Vorhabens. Grundlage für den Heizungsbau ist immer eine präzise Wärmebedarfsrechnung einerseits für das gesamte Gebäude zur Festlegung der erforderlichen Heizleistung und andererseits für die einzelnen Räume entsprechend ihrer Nutzung. Die kritische Frage ist, ob Ihr Haus so gut gedämmt ist, dass bei den zu erwartenden Minusgraden auch ohne interne und externe Wärmegewinne (z. B. durch die Heizleistung von anwesenden Personen, durch Haustechnik oder solare Erträge) die ACALOR-Direktwärmepumpe den Wärmebedarf decken kann. Anders als bei herkömmlichen Heizungen ist die Leistung der ACALOR-Direktwärmepumpe prinzipbedingt von der Außentemperatur abhängig. Je niedriger diese ist, umso größer ist die Temperaturdifferenz, die von der ACALORDirektwärmepumpe gepumpt werden muss. Das bedeutet, dass weniger Wärmeleistung für die Heizung verfügbar bleibt. Entscheidend ist also die Festlegung von Auslegungstemperaturen für die Innentemperatur und die niedrigste durchschnittliche Außentemperatur, die für den Standort des Hauses angenommen werden muss. Die daraus zu ermittelnde Temperaturdifferenz bestimmt den maximalen Wärmeverlust, der durch die Heizung sicher auszugleichen ist. In einem Diagramm sieht das folgendermaßen aus. Im Beispiel wäre für eine Wohnraumtemperatur von 20 °C bei -15 °C Außentemperatur ausreichend Leistung vorhanden (Wegen der Anlauf-, Abtau- und Verteilverluste nur 80 % Heizleistung dargestellt). Ihre Notizen Heizleistung Wärmebedarf kW Wärmebedarf bei 20 °C 4,2 4,0 3,8 ACALORHeizleistung -12 -13 -14 -15 -16 -17 Temperatur °C Bei höherem Bedarf (in der Regel ab ca. 200 m2 Wohnfläche) können auch zwei Systeme parallel arbeiten. Sinnvoll ist es, zu prüfen, ob durch gezielte Wärmedämmmaßnahmen der Energiebedarf gesenkt werden kann und so ein einziges Aggregat zur Versorgung ausreicht. Dazu gehört auch die Erwägung, eine Lüftung mit Wärmerückgewinnung einzubauen, die einen großen Teil des Lüftungswärmebedarfs erbringt. jekt prüfen? Dann sollten Sie die genauen Daten kennen lernen, die zur Beantwortung dieser Frage erforderlich sind: ›› Anschlussleistung elektrisch (Drehstrom) 2,2 kW ›› durchschnittliche Jahresarbeitszahl 4 ›› mittlere Leistungsaufnahme elektrisch 1,8 kW ›› Abmessungen Verdampfer L x B x H 1,4 x 0,7 x 0,3 m ›› Heizleistung thermisch - 15 °C / +25 °C 4,7 kW ›› Abmessungen Wärmepumpe Ø = 400 mm, h = 700 mm ›› Heizleistung thermisch - 15 °C / + 35 °C 4,6 kW ›› Abmessungen Warmwasserspeicher 200 l Ø = 480 mm, h = 1260 mm ›› Heizleistung thermisch + 0 °C / + 25 °C 7,4 kW ›› Isolierung Warmwasserspeicher + 300 mm ›› Heizleistung thermisch + 0 °C / + 35 °C 7,2 kW ›› Raumthermostat-Hysterese 1 Kelvin ›› Heizleistung thermisch + 15 °C / + 25 °C 9,8 kW ..................................................................................................................................................................... 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..................................................................................................................................................................... -18 Sie interessieren sich ernsthafter für die ACALOR-Direktwärmepumpe und wollen die Realisierbarkeit in Ihrem Pro- ›› Leistungsaufnahme Drehstromventilator 0,1 kW ..................................................................................................................................................................... 3,6 Die technischen Daten der ACALOR-Direktwärmepumpe ›› Leistungsaufnahme Verdichter 1,7 kW ..................................................................................................................................................................... ›› Heizleistung thermisch + 15 °C / + 35 °C 9,6 kW 16 | ACALOR-Planungshandbuch ACALOR-Planungshandbuch | 17 TECHNISCHE DATEN Komponenten im Einzelnen Im Haus Thermostat Fußbodensystem Heizkreisverteiler Edelstahl-Brauchwasserspeicher Hausdurchführung Im Außenbereich Verdampfer mit Lüfter Schaltschrank – Steuerung und Wärmepumpe Technische Informationen ACALOR-Anlagen Bodenbeläge Alle Vorteile auf einen Blick Beispiele für Verkleidung von ACALOR-Systemen ACALOR-Planungshandbuch | 19 Fußbodensystem Im gesamten Haus werden Kupferrohre verlegt. Exakte Berechnungen und genaueste Arbeiten vor Ort sind Voraussetzung für ein echt hydraulisch abgeglichenes System, welches sparsam ist und die gewünschten Temperaturdifferenzen in den einzelnen Räumen sicherstellt. Je nach Wärmebedarf variiert der Abstand der Kupferrohre von Raum zu Raum. Das Bad erfordert eine sehr enge Verlegung, während die Abstände im Schlafzimmer bis zu 1 m betragen können. Für die Verlegung sind keine Besonderheiten zu berücksichtigen. Bei der Auswahl der Bodenbeläge empfehlen wir für die Hauptbereiche keramische Beläge, weil diese aufgrund der guten Wärmeleitfähigkeit generell effektiver für Fußbodenheizungen sind. Andere Beläge sind möglich, wenn diese mit dem Estrich verklebt werden. kOmpOnenten IM EINzELNEN Thermostat Die ACALOR-Direktwärmepumpe ist selbstregulierend. Daher wird kein Thermostat pro Raum benötigt, sondern ein einziger pro Haus (bzw. bei größeren Objekten ein Thermostat pro Etage). Sie können somit jederzeit die von Ihnen gewünschten Temperaturen einstellen und im Bereich von +5 bis +28 °C verändern. Die Bedienung ist kinderleicht und wird bei der Einweisung er- Ein / Aus taste Heizkreisverteiler klärt. Zusätzlich gibt es eine ausführliche Bedienungsanleitung. Nach anfänglichem »Ausprobieren« braucht erfahrungsgemäß der Raumthermostat ganzjährig nicht mehr bedient zu werden. Dies ist der große Vorteil eines selbstregulierenden Systems (siehe Beschreibung ACALOR-Direktwärmepumpe). Bei Objekten bis 200 m2 reicht ein Heizkreisverteiler im Anschlussraum aus. Von dort gehen die einzelnen Heizkreise in die Räume. Über den Heizkreisverteiler kann unser Service gegebenenfalls Korrekturen bei den Temperaturdifferenzen der einzelnen Räume vornehmen. Dies ist in der Regel im Bereich zwischen +/-2 °C möglich. In der Praxis in modernen Häusern ist das sehr viel. Bitte beachten Sie, dass Sie unabhängig vom Heizkreisverteiler jederzeit über das Thermostat beliebig die Temperaturen im Haus regeln können! Programmiertaste urlaubstaste infotaste Eingabetasten Partytaste Betriebsarttasten 20 | ACALOR-Planungshandbuch ACALOR-Planungshandbuch | 21 Heizkreisverteiler mit Brauchwasserspeicher Hausdurchführungen Sie bekommen bei ACALOR einen hochwertigen Edelstahl- Schichtenspeicher mit außenliegendem Wärmeübertrager. D. h. das Lebensmittel Wasser kommt mit dem Heizelement nicht in Berührung. Ebenso entfällt eine Wartung, wie sie z. B. bei einem Stahlspeicher erforderlich ist (Austausch der Opferanode, Reinigung des Kessels). Pro System benötigen wir eine Durchführung von 150 mm Durchmesser für die Hin- und Rückleitung und die Elektrokabel. Bei Für bis zu 5 Personen ist der 200-l-Speicher ausreichend. Ab 6 Personen oder mehreren gleichzeitigen Entnahmestellen empfehlen wir den 285-l-Speicher. Eine Anbindung an Solaranlagen kann optional bestellt werden, ist aber bei dieser Technik weder wirtschaftlich, noch ökologisch! Kellermontage wird eine weitere Durchführung für die Entlüftung benötigt, die wir direkt mitmontieren. › Material: Edelstahl Die Wärmedämmung (WD) des Warmwasserspeichers besteht aus 70 mm PU- oder Weichschaum. › je außen liegender Wärmeübertrager Die immer vorhandene anfängliche Überhitzung des Kältemittels wird bei dieser Technik direkt zur Erwärmung des Brauchwassers verwendet. Dadurch wird das Brauchwasser im Heizbetrieb ohne Zusatzkosten auf über 65 °C erwärmt. Legionellenschutz ist ganzjährig automatisch gewährleistet. Ein nachgeschalteter Mischautomat (bauseitige Montage) reduziert die Temperaturen für den Wassergebrauch. › 285 Liter mit WD ø 68 cm x H 171 cm › 200 Liter mit WD ø 68 cm x H 145 cm › 350 Liter mit WD ø 68 cm x H 195 cm › max. zulässiger Wasserdruck: 10 bar › max. zulässige Wassertemperatur: 95 °C › Einbindung in Solaranlagen optional möglich Leerrohr-Bodenschnitt, Montagevariante mit Keller Leerrohr-Bodenschnitt, Montagevariante im Erdgeschoss 22 | ACALOR-Planungshandbuch ACALOR-Planungshandbuch | 23 Verdampfer mit Lüfter Im Inneren des Verdampfers sind mehr als 80 m Kupferrohr verlegt. Dies und die Wahl des Kältemittels stellen sicher, dass das System auch bei sehr tiefen Außentemperaturen sehr effektiv Schaltschrank arbeitet und auf den Einsatz von Elektrozusatzheizstäben komplett verzichtet werden kann. 5 JA HRE G E WÄ H R L E IS T U N G Der Schaltschrank beinhaltet die Wärmepumpe und die Steuereinheit des ACALOR-Systems. ... Au F AL LE TE IL E! ! Steuerung Die Steuerung der neuesten Generation ist im Verteilerschrank über der Wärmepumpe platziert. Fünf Jahre Entwicklungszeit sind vorausgegangen. Die Steuerung ist sehr stabil gegen äußere Einflüsse durch elektromagnetische Felder, ist heute bereits auf die Anforderungen der Zukunft für ein energieautarkes Haus ausgelegt und ermöglicht detailliertes Auslesen der Betriebsverläufe, welches Voraussetzung für noch schnellere Fehlerbehebung per Telefon bzw. durch den Service vor Ort ist. Drehzahlgeregelter Lüfter Seit 2011 setzt ACALOR die modernste Generation von Lüftern ein. Es ist ein hochwertiger Axialventilator mit flüsterleisen OwletFlügeln. Der Lüfter ist drehzahlgeregelt und wird abhängig von der Außentemperatur angesteuert. Die Schallemissionen sind Wärmepumpe dadurch deutlich gesunken. An über 90 % der Tage im Jahr liegen die Werte im Abstand von 4 m bereits deutlich unter 35 dB. Das Herzstück des Systems ist der Verdichter mit der ACALORTechnologie. Je nach Objektgröße setzt ACALOR unterschiedliche Verdichtergrößen ein. Wartungsfreiheit und Langlebigkeit zeich- nen die Verdichter unseres Lieferanten aus. Die ersten ACALORAnlagen laufen seit 20 Jahren wartungsfrei. Leiser Betrieb auch für ihre Nachbarn! Schallpegelvergleich Außentemperatur Schallpegel in 1 m Entfernung Schallpegel in 4 m Entfernung über +10 °C 28 dB unter 27 dB +5 °C 33 dB unter 30 dB 0 °C 38 dB unter 30 dB unter -8 °C 50 dB 38 dB Tabelle gilt bei freier Aufstellung der Anlage. Mögliche Schallreflexionen durch bauliche Gegebenheiten sind unberücksichtigt. Zum Vergleich einige Schallwerte 24 | ACALOR-Planungshandbuch Flüstern, eigener Atem 30 dB Wohnviertel OHNE Straßenverkehr 45 dB unterhaltung Einzelgespräch 60 dB ACALOR-Planungshandbuch | 25 Technische Informationen ACALOR-Anlage auSSen Kurzbeschreibung der Wärmepumpe Eignung und Einsatz ›› Direkt-Wärmepumpe mit Scroll-Verdichter ›› Komplettsystem für die Außenaufstellung ›› Wärmequelle Außenluft ›› wahlweise Brauchwassererwärmung ›› Beheizung durch Direktkondensation im Heizestrich (Anhydrit- oder Zementestrich) ›› monovalente Betriebsweise Beschreibung der ACALOR-Direktwärmepumpe mit Direktkondensation Heizleistung bei A-12/W35 ›› WP1 bis 4,0 kw ›› WP2 4,0 bis 4,5 kw ›› Verdampfer aus Aluminium auf einem voll verzinkten Stahlrahmen mit Einsatz eines drehzahlgeregelten Axial-Ventilators ›› WP3 4,5 bis 5,5 kw ›› je Wärmepumpe max. 9,5 kW Heizlast: ein System bestehend aus Wärmepumpe und Verdampfer, Ausführungen für Großprojekte mit hoher Heizlast möglich ›› WP5 6,4 bis 7,9 kw ›› eP-Zahl bis 0,70 ohne und bis 0,63 mit zentraler Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung ›› Jahresarbeitszahl: 4 und höher ›› WP4 5,5 bis 6,4 kw ›› WP6 7,9 bis 9,6 kw Montagedurchführung Sie bekommen alles aus einer Hand durch Mitarbeiter der ACALOR Technik Scheel KG, zertifizierte Partnerunternehmen. Angewandte Normen Aufstellmaße ›› EMV-Richtlinie 2004/108/EG Verdampfer und Wärmepumpe im Außenbereich ›› EG-Niederspannungsrichtlinie 2006/95/EG ›› bis 9,5 kW Heizlast (ein System) ›› EG-Druckgeräterichtlinie 97/23/EG ›› bis 19 kW Heizlast (zwei Systeme) ? acalor-Direktwärmepumpe bis 9,5 kW Heizlast (bis ca. 200 m² Wohnfläche) 26 | ACALOR-Planungshandbuch ACALOR-Planungshandbuch | 27 ACALOR-Anlage auSSen ACALOR-Anlage auSSen Zwei acalor-Direktwärmepumpen bis 19 kW Heizlast (bis ca. 350 m²) 28 | ACALOR-Planungshandbuch Drei acalor-Direktwärmepumpen bis 28 kW Heizlast (ab ca. 350 m²) ACALOR-Planungshandbuch | 29 Bodenbeläge Bei allen Wärmepumpensystemen mit Fußbodenheizung ist die Auswahl von geeigneten Bodenbelägen für die spätere Funktion und den Energieverbrauch des Systems sehr wichtig. Keramische Materialien wie Steinzeug, gebrannter Ton oder auch Terrakotta haben eine hohe Wärmeleitfähigkeit. Sie sind als Bodenbelag besonders gut geeignet. Man findet fast ausschließlich diese Bodenbeläge in Häusern, die in warmen Regionen (Mittelmeerraum usw.) stehen, weil sie die Kühle der Nacht speichern. Die tagsüber geschlossenen Fenster werden dort nachts geöffnet. Bei allen Fußbodenheizungssystemen gilt der generelle Grundsatz, dass die Wärmeleitfähigkeit des Fußbodenbelages möglichst hoch sein sollte. Je höher die Dichte eines Belages ist, desto geringer ist sein Wärmedurchgangswiderstand bzw. desto höher ist seine Wärmeleitfähigkeit. Die Wärmeleitfähigkeit ist der geläufigere Begriff und wird mit dem Buchstaben Lambda gekennzeichnet. Lambda wird in der Einheit W/mK angegeben. In den folgenden Beispielen werden unterschiedliche BelagMaterialien gegenübergestellt: Die mittlere Temperatur der Estrichoberfläche kann durch zwei Methoden erhöht werden: 1. Erhöhung der Vorlauftemperatur bei Luft-Wasser-Wärmepumpen und Erdwärmepumpen bzw. Erhöhung des Betriebsdruckes bei der ACALOR- Direktwärmepumpe. Fliesen haben Lambda = 1,0 W/mK. Das bedeutet: Bei einem Temperaturunterschied von nur 0,5 Kelvin (= 0,5 °C) zwischen Estrichoberfläche und Oberflächentemperatur des Bodenbelages und einer Dicke der Fliese von 1 cm ergibt sich ein Wärmedurchgang von 50 Watt (1,0/0,01 x 0,5) pro m² Bodenbelag. Dies führt dazu, dass der Stromverbrauch des Wärmepumpensystems ansteigt. Je niedriger die Vorlauftemperatur (bzw. bei ACALOR der Rohrleitungsdruck) ist, umso sparsamer arbeitet eine Wärmepumpe. 2. Verringerung des Abstandes zwischen den Heizrohren Granit besitzt ein Lambda = 3,5 W/mK. Unter den gleichen Bedingungen stellt sich bei diesem Material ein Temperaturunterschied von nur 0,14 K zwischen Estrich- und Belagoberfläche ein. Kunststoffbeläge wie z. B. PVC haben ein Lambda = 0,2 W/mK. Es ist ein Temperaturunterschied zwischen Estrich- und Belagoberfläche von 2,5 K nötig, um 50 W/m² Wärmedurchgang zu erzielen. Holzbeläge haben ein Lambda zwischen 0,2 und 0,13 W/mK. Wenn sie 16 mm dick und vollflächig verklebt sind, ist ein Temperaturunterschied von 4-6 K zwischen Estrich- und Belagoberfläche nötig, um 50 W/m² Wärmedurchgang zu erzielen. Alle Stoffe, die über eine geringe Dichte verfügen, besitzen auch eine geringe Wärmeleitfähigkeit. Ist der Belag nicht verklebt, bildet die Trennschicht (Luftschicht oder Trittschalltrennlage) einen weiteren Widerstand und erhöht die notwendige Estrichtemperatur um einen undefinierten Betrag. Damit sich die gewünschte Raumlufttemperatur auch tatsächlich einstellt, müssen flächige und steife Fußbodenbeläge, wie Laminat oder Parkett, vollflächig verklebt werden. (Anmerkung: aus unserer Sicht ist Laminat aus gesundheitlichen Gründen nicht empfehlenswert. Viele Baubiologen bewerten Laminat als Sondermüll.) Eine geringere Wärmeleitfähigkeit des Belages muss durch eine Erhöhung der Estrichtemperatur kompensiert werden. 30 | ACALOR-Planungshandbuch Die Heizrohre im Heiz-Estrich dichter zu verlegen, ist eine bewährte Methode zur Erhöhung der Abgabeleistung. Verringert man den Abstand um die Hälfte, verdoppelt sich die Rohrlänge. In einem gefliesten 10 m² Wohnraum mit einem Wärmebedarf von 500 Watt, d.h. 50 W/m² und einer Vorlauftemperatur von 32 °C beträgt der Verlege-Abstand 22,5 cm, d.h. im Estrich werden 10 m² / 0,225 m = 44 m Kupferrohr eingebaut. Um die gleiche Oberflächentemperatur, d.h. Wärmeabgabe, wie bei der Fliese zu erreichen, muss bei verklebtem 16 mm Eichenparkett der Verlege-Abstand auf 10 cm verringert werden. Wird dieses Eichenparkett verwendet, müssen hier bereits 10 m²/0,1 m = 100 m Rohr verbaut werden, damit der Kondensationsdruck nicht erhöht zu werden braucht. In der Praxis wird bei Luft-Wasser-Wärmepumpen und Erdwärmepumpen die Verringerung des Abstandes bei Parkett nicht berücksichtigt. Der Verbraucher muss dies also alleine mit Erhöhung der Vorlauftemperatur ausgleichen. Bei ACALOR wird abgefragt, welche Beläge geplant sind und der Abstand wird in den Räumen mit Parkett entsprechend enger verlegt. Jeder Raum wird einzeln berechnet. Zusätzlich lässt sich aber dennoch eine Druckerhöhung nicht vermeiden, so dass wir als Faustformel von einer Erhöhung der Betriebskosten bei Ausführung der Böden mit Parkett statt mit keramischen Belägen um ca. 15 % ausgehen. Wir weisen nochmal ausdrücklich darauf hin, dass bei allen Wärmepumpenarten durch die Verwendung von isolierenden Bodenbelägen wie z. B. Parkett die Betriebskosten steigen. Als weiterer Effekt hat sich gezeigt, dass bei keramischen Belägen die Strahlungskopplung ideal ist. Der selbstregulierende Effekt, dass kalte Flächen automatisch stärker geheizt werden als warme Stellen, wirkt am effektivsten bei gut leitenden Oberflächen. Bei Verwendung von schwimmend verlegten Bodenbelägen ist die Beheizung durch ACALOR nicht möglich, denn die oben beschriebenen Effekte nehmen durch die Trennlage zwischen Estrich und Bodenbelag enorm zu. Übrigens entsteht dieser Effekt bei allen Heizsystemen. Isolierende Schichten zwischen Heizfläche und Bodenbelag sind generell äußerst kritisch und erhöhen deutlich die Betriebskosten. ACALOR-Planungshandbuch | 31 Beispiele für Verkleidungen von ACALOR-Systemen 5 JA HRE G E WÄ H R L E IS T U N G ... au f alle Teile !! Alle Vorteile der ACALOR-Direktwärmepumpe auf einen Blick ›› Spürbar angenehme Wärme ›› Gesundes Wohnklima, ideal für Allergiker, da keine Staubaufwirbelung ›› Jahresarbeitszahl in der Praxis über 4 (Leistungszahl COP bis 4,8) ›› Optional echte Kühlfunktion, angenehme 23 °C auch im heißen Sommer ›› In der Praxis: sparsamer Betrieb auch im tiefen Winter, kein Elektrozusatzheizstab ›› Brauchwassererwärmung auf über 65 °C, im Heizbetrieb ohne Zusatzkosten ›› Sehr gute Werte im Energieausweis mit ACALOR (Anlagenaufwandszahl, z. B. eP = 0,75) ›› 5 Jahre Gewährleistung auf ALLE Teile, inkl. bewegliche und elektrische Einzigartig – und genial einfach »Thermische Behaglichkeit«, nennt Henning W. Scheel, Erfinder und ACALOR-Firmenchef das Ergebnis seiner vor über 20 Jahren geborenen Idee und gibt einen kurzen Einblick in die Vorüberlegungen: »Ich habe das Prinzip der Fußbodenheizung, des Kühl- schranks und der Einkreis-Wärmepumpe neu zusammengeführt. Entstanden ist daraus die ACALOR-Direktwärmepumpe, die ausschließlich die Wärme der Außenluft zum Heizen des Hauses nutzt. Eine bislang einzigartige Technik.« Gesunde Strahlungswärme auch bei tiefen Außentemperaturen Die Energie, die im Außenbereich gewonnen wird und im Arbeitsmittel gespeichert ist, gelangt ohne Umweg und ohne Verluste direkt zum Heizen ins Gebäude. Das Arbeitsmittel wird in Kupferrohren geführt, die im Heizestrich jedes Raums verlegt sind. Gleichmäßige Wärmeverteilung – vom Boden bis zur Decke »Auf Wasser in den Heizschlangen können wir verzichten, da das ACALOR-Heizsystem per Direktkondensationsprinzip funktioniert«, erläutert Scheel. »Das spart nicht zuletzt hohe Energieund Wartungskosten.« Direktkondensation heißt, die Strahlungswärme wird nur an den Stellen abgegeben, an denen sie benötigt wird. Dabei ist die Wärmeverteilung – anders als bei Wasserheizungssystemen – gleichmäßig. Die Temperatur direkt über dem Boden entspricht der Temperatur unter der Decke. Es gibt weder Staubaufwirbelungen noch energetische Beeinflussung von wassergeführten Fußbodenheizungen, noch durch warme Böden geschwollene Füße. Die Nachteile von herkömmlichen 32 | ACALOR-Planungshandbuch wassergeführten Fußbodenheizungen gibt es beim Prinzip der Direktkondensation nicht. Warum ist die Wärmeverteilung gleichmäßig? Die im gasförmigen Arbeitsmittel gespeicherte Energie wird durch Kondensation (Verflüssigen) in Wärme umgewandelt. Dies geschieht automatisch an den kältesten Stellen im Raum. Ohne Steuerung, ohne Regelung – einfach durch die Regeln der Physik. Das System kommt daher ohne betriebskostenintensive Elektrozusatzheizstäbe aus und erreicht in der Praxis Jahresarbeitszahlen, die über 4 liegen. ACALOR-Planungshandbuch | 33 Zahlen, daten, fakteN Anlagenaufwandszahl Anbindung an Gewerke – Bauablauf ist schon der idealste Ausschnitt, vom Verdampfer ist nicht viel auf dem Originalbild zu erkennen Sanitärinstallation Elektroinstallation Estricharbeiten Installationsbeispiel Temperaturprotokolle Messprotokoll Ausschreibungstexte ACALOR-Planungshandbuch | 35 Anlagenaufwandzahl: Die ep-Zahl Für die energetische Gesamtbewertung eines Objektes wird ein Energieausweis (Wärmeschutznachweis) erstellt. Dieser berücksichtigt alle Komponenten des Hauses, wie z. B. Dämmwerte der einzelnen Bauteile. Berechnungsgrundlagen festgelegt. Diese werden durch den Wert der eP-Zahl beschrieben. Je kleiner dieser Wert ist, umso besser ist die Ausnutzung der Primärenergie. D. h. je kleiner der Wert, umso effektiver und sparsamer ist die Heizung. Einen wesentlichen Beitrag zur Effizienz des Objektes liefert das eingesetzte Heizsystem. Um die unterschiedlichen Heizsysteme vergleichen zu können, hat der Gesetzgeber für alle verbindliche Im Folgenden sehen Sie exemplarisch eP-Zahlen für ACALOR. Diese sind erheblich besser als für jede Luft-Wasser-Wärmepumpe und liegen noch unter den Werten von Erdwärmepumpen. 36 | ACALOR-Planungshandbuch In der Praxis bewirkt dies folgende Vorteile: Der Energieausweis wird bei Einsatz des ACALOR-Systems direkt besser, so dass häufig ohne weiteren Aufwand eine bessere Effizienzstufe erreicht wird (z. B. Effizienzhaus 55 statt Effizienzhaus 70). Oder andersherum: aufgrund der guten Werte des ACALOR-Systems kann zur Erreichung des gleichen Dämmstandards an anderen Bauteilen (z. B. Fenster oder Dämmstärken) eingespart werden. In jedem Fall spart das Kosten ein, sowohl bei der Ausführung, als auch später jährlich im Betrieb. ACALOR-Planungshandbuch | 37 Anbindung an Gewerke – Bauablauf Sie haben im Objektablauf klar definierte Schnittstellen zu den Gewerken Elektro und Sanitär. Für beide Gewerke erstellt unsere Technik detaillierte, individuell auf das Objekt abgestimmte Ausführungsdetails. ACALOR bringt das Raumthermostat mit und verdrahtet alle das System betreffenden Kabel. Der Aufwand für den Elektriker ist erheblich Elektroinstallation geringer im Vergleich zur wassergeführten Heizung mit einem Raumthermostaten pro Raum. Die Schnittstelle zum Gewerk Sanitär ist am Brauchwasserspeicher. ACALOR liefert und montiert alle Komponenten zur Erwärmung und der Sanitärinstallateur schließt wasserseitig an. Sanitär- und heizungsinstallation 38 | ACALOR-Planungshandbuch ACALOR-Planungshandbuch | 39 Estricharbeiten Der Bauablauf ist klar beschrieben, die Schnittstellen eindeutig definiert. Der Estrichleger verlegt Dämmung gemäß Vorgaben aus dem Energieausweis und eine Tackerfolie. Anschließend kommt ein Team von ACALOR und verlegt im ersten Bauabschnitt die gesamte Fußbodenheizung inklusive aller Steigleitungen, die Hin- und Rückleitung, sowie Elektrokabel vom Außenstandort bis ins Haus. Es wird die Technik im Außenbereich aufgestellt inklusive des erforderlichen Fundaments. Abschließend wird auf alle Heizkreise mit Stickstoff ein Prüfdruck von 25-30 bar(!) angelegt, der über Manometer überwacht wird. Für ein Einfamilienhaus wird der erste Bauabschnitt in ca. 1,5 Tagen ausgeführt. Installationsbeispiel Anschließend verlegt der Estrichleger den Estrich. Der hohe Druck in den Kupferleitungen verhindert Beschädigungen. Nach der Austrocknungszeit (je nach Estrichart 6-14 Tage) kommt unser Team für die Inbetriebnahme. Alle Komponenten werden an den vorgesehenen Standorten aufgestellt, verdrahtet, das System wird mit Kältemittel befüllt. Über den Thermostaten wird ein Estrich-Aufheizprogramm gestartet, welches eigenständig den Estrich durchheizt, so dass danach die Bodenbeläge verlegt werden können. Auch für die Inbetriebnahme werden beim Einfamilienhaus ca. 1,5 Tage angesetzt. Installationsbeispiel Grundriss Obergeschoss Legende zur Zeichnung 1. Warmwasserbereiter (200-l-Edelstahlspeicher) 2. Heizkreisverteilung (Kugelventilbatterie im Aufputzverteilerschrank, weiß; B/H/T: ca. 732/620/125 mm) 3. Leerrohr DN 150 zur Einführung der Kondensat- und Elektroleitungen Grundriss Erdgeschoss 4. Belüftung KG Rohr DN 100 oder in 5 x 10 cm Flachkanal 5. Raumthermostat ca. 1,40 m hoch vom Fertigfußboden (mit separater Schalterdose); Zuleitung 5 x 1,5 mm2 zum Standort der Wärmepumpe 6. Zuleitung 5 x 4 mm2, 3 x 25 Ampere abgesichert (träge) vom Zählerschrank (Wärmepumpenzähler) zum Standort der Wärmepumpe 7. Leitung 5 x 1,5 mm2 von der Heizkreisverteilung zum Standort der Wärmepumpe 8. Zwei Leitungen 5 x 1,5 mm2 vom Warmwasserbereiter zum Standort der Wärmepumpe 9. Verdampfer und Verdichter (für die Elektro-Leitungen im Außenbereich werden mind. 8 m Erdkabel vorgesehen) 10. Deckendurchbruch 10 x 15 cm zum Versorgen des DG 40 | ACALOR-Planungshandbuch ACALOR-Planungshandbuch | 41 Temperaturprotokoll 42 | ACALOR-Planungshandbuch Temperaturprotokoll ACALOR-Planungshandbuch | 43 Messprotokolle – echte Messwerte Seit mehr als 20 Jahren führt Herr Scheel mit seinem Entwicklungsteam eigene Messungen unter echten Praxisbedingungen durch. Dadurch ist sichergestellt, dass die guten Verbrauchswerte auch beim Kunden umgesetzt werden. Jede Bauteilveränderung ca. 84 % Mittlere Außenluft-Abkühlung 5,0 °C auf 2,0 °C Verdampfungsenddruck 2,73 bar =ˆ -7,3 °C Saugdruck vor Verdichter 2,68 bar = ˆ -7,8 °C = Tu Am Verdampfer angefrorene Wassermenge ca. 6 l/h Heißgastemperatur am Verdichter-Druckstutzen 59 °C Heizleistung PHeiz = 743,5 x 16,5 / 860 = 14.265 W. Heißgastemperatur am Eingang des Plattenwärmeübertragers 57 °C Um 08.30 Uhr maß ich 20 Minuten lang folgende stationären Momentanwerte, wobei die elektrische Leistungaufnahme mit zwei hintereinander geschalteten rotierenden Arbeitszählern, die jahrelang auf 0,5 % denselben Zuwachs zeigten, bestimmt wurde: Druck in der Heißgasleitung 8,5 bar =ˆ 25,2 °C = To Druck vor dem Einspriztventil 8,2 bar =ˆ 24,1 °C Temperaturhub (To - Tu) 33,0 K Kondensatunterkühlung im Sauggas-Wärmeübertrager von 19,5 °C auf 17,1 °C Verdampfungsüberhitzung im Sauggas-Wärmeübertrager von 5 °C auf +9,3 °C Luftdurchsatz durch Verdampfer 7.400 m³/h Kältemittel-Massenstrom (gemessen) 124,2 kg/h Leistungsaufnahme des Scroll-Verdichters 2.721 W Leistungsaufnahme der 2 Drehstromventilatoren + Elektronik 220 W Gemessene Leistungsaufnahme der WP 2.941 W Aus Luftabkühlung errechnete Verdampferleistung 3,0 x 7.400 x 0,34 7.548 W Aus kondensiertem Wasser errechnete Verdampferleistung 6 x 631 W 3.786 W Mit log-p/h-Diagramm errechnete Verdampferleistung 11.720 W Errechnete wirksame Verdichtungsleistung 2.721 W x 98,4 % 2.677 W Errechnete Heizleistungsabgabe 14.468 W COP = Leistungszahl = Heizleistung / Antriebsleistung 4,92 eines Zulieferers wird erst auf eigenen Prüfständen umfangreich vermessen. Dies führt dazu, dass die Komponenten kontinuierlich optimiert werden und dient als Beweis für die Effizienz des Systems auch bei sehr tiefen Außentemperaturen. Messprotokoll A 5 / W 24,4 von Dipl.-Ing. Henning W. Scheel Am 03.04.2007 habe ich in der Zeit von 05.30 - 1o.20 Uhr unsere Mess-Anlage I, die mit einem Copeland ZH 45 und einem parallelen ZH 26 Verichter, einem 1,68 x 0,97 x 0,30 m großen Hochleistungsverdampfer für Außenluft mit einer 54 m² großen Verdampferoberfläche und einem gut wärmegedämmten Plattenwärmeübertrager zur kalorimetrischen Heizleistungsbestimmung ausgerüstet ist, im reinen Warmwasserbetrieb laufen lassen und dabei mehr als 1/2 Stunde lang 743,5 l/h Wasser von 7,9 °C auf Relative Luftfeuchtigkeit der Außenluft 24,4 °C erwärmt. Daraus errechnete ich: Nach Sadi Carnot, 1829, errechnet sich die höchste erreichbare Leistungszahl bei einem thermodynamischen Kreisprozess zu COP = To / (To - Tu). Davon wuden hier 54,4 % erreicht, denn (273,2 K + 25,2 K = 298,4 K) / (25,2 - 7,8) K x 0,544 = 4,92 44 | ACALOR-Planungshandbuch ACALOR-Planungshandbuch | 45 Ausschreibungstexte Ihre Notizen Intelligente Systemlösung von ACALOR zum Heizen und Kühlen von Wohngebäuden und Gewerbeobjekten als Komplettpaket aus einer Hand ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... 1 Stück wartungsfreies ACALOR-Direktwärmepumpensystem bestehend aus: ..................................................................................................................................................................... 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..................................................................................................................................................................... Wärmeerzeugung: Direktwärmepumpenanlage bestehend aus: ›› Scroll-Verdichter, Heizleistung gemäß Auslegung. ›› Hochleistungs-Kupferrohr-Verdampfer in korrosionsbeständigem Aluminiumgehäuse inkl. Betonfundament. ›› Steuerung und Wärmepumpe in wetterfestem Schaltschrank im Außenbereich. Warmwasserbereitung: 200 l Schichtenspeicher aus Edelstahl für Wassertemperaturen über 65 °C, Temperaturvorwahldrehschalter, Wärmedämmung (bis 5-Personen-Haushalt). 285 l Schichtenspeicher aus Edelstahl für Wassertemperaturen über 65 °C Temperaturvorwahldrehschalter, Wärmedämmung (ab 6 Personen im Haushalt). Echte Kühlfunktion (optional): Wärmeverteilung: ›› Fußbodenheizung mit Direktkondensation (ohne Wasserkreislauf: die Wärme wird direkt in die Fußbodenheizung geleitet), in optimiertem Verlegeabstand nach Wärmebedarfsberechnung für jeden einzelnen Raum. ›› Heizkreisverteilerstation zur Voreinstellung und Nachregelung bedarfsgerechter Temperaturverteilungen. ›› Innenraum-Temperatur-Sensor mit elektronischer Regeleinheit, programmierbarem Bedienteil und übersichtlichem Display. 1 Stück für Gebäude bis ca. 200 m2 Wohnfläche 2 Stück für Gebäude über 200 m2 Wohnfläche Zulage für echte Kühlfunktion. Die über das Thermostat eingestellte Temperatur von z. B. 23 °C wird auch bei 40 °C Außentemperatur konstant gehalten. Gleichmäßige Kühlung über den Boden. Gesundes Kühlen ohne Zugerscheinungen. Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung (optional): Dezentrale Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung zur gesunden und sparsamen Versorgung mit Frischluft in allen Räumen. Individuelle Projektierung. Zentrale Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung zur gesunden und sparsamen Versorgung mit Frischluft in allen Räumen. Individuelle Projektierung. Für Großobjekte bitte Anzahl der ACALOR-Systeme individuell anfragen Wärmepumpensystem OHNE betriebskostenintensive Elektro-Zusatzheizstäbe. Gesamtpaket bestehend aus individueller Berechnung und Dimensionierung, Lieferung, Montage und Inbetriebnahme des gesamten Heizungssystems und der Brauchwassererwärmung. Zusatzinfos: ACALOR hat alle verlustbehafteten Komponenten konsequent eliminiert. Das System arbeitet ohne Wärmetauscher, ohne zusätzliche Pumpengruppen, ohne aufwändige Steuerelektronik. Die erzeugte Wärme wird direkt verlustfrei in die 46 | ACALOR-Planungshandbuch Fußbodenheizung geschickt. Die Erwärmung von Brauchwasser auf über 65 °C erfolgt hocheffizient ohne elektrischen Zusatzheizstab. Die Gesamtheizkosten liegen in der Praxis bei Effizienzhäusern 70 zwischen 500 und 700 € pro Jahr. ACALOR-Planungshandbuch | 47 Referenzobjekte ACALOR-Planungshandbuch | 49 Einfamilienhaus in Unna und Ennepetal Einfamilienhaus in Ennepetal Wohnfläche 132 m2 ACALOR-Direktwärmepumpe seit 2011 Wohnfläche 160 m2 ACALOR-Direktwärmepumpe seit 2011 »Seit über einem Jahr genießen wir nun schon das Leben in unserem neuen Haus. In dieser Zeit konnten wir feststellen, wie unglaublich angenehm Wohnen sein kann, wenn das »Klima« stimmt. Wir hatten einen phasenweise sehr kalten Winter mit 2-stelligen Minustemperaturen. In unserem Haus blieb die Kälte da, wo sie hingehört, nämlich draußen. Drinnen war es immer wohlig warm, auch sehr zur Freude unserer Besucher. Damit die ACALORHeizungsanlage für uns möglichst effektiv ist, haben wir in allen Räumen Fliesen als Bodenbelag gewählt. Das Gehen darauf erwies sich durchweg als sehr angenehm. Mein Mann hat sich mittlerweile zum Ganzjahres-Barfußläufer entwickelt, da die Fliesen eine angenehme Oberfläche haben – nicht zu kalt, nicht zu warm! Schöner Nebeneffekt bei all diesen Annehmlichkeiten: Die anfallenden Stromkosten sind erstaunlich günstig. Wir sind froh, uns für die ACALOR-Direktwärmepumpe entschieden zu haben. Der nächste Winter darf gerne kommen!« Gottfried, Annette und Jonathan Ruhwald Wohnfläche 160 m2 ACALOR-Direktwärmepumpe seit 1999 50 | ACALOR-Planungshandbuch ACALOR-Planungshandbuch | 51 Einfamilienhaus in Sulzbach ACALOR-Direktwärmepumpe seit 2012 52 | ACALOR-Planungshandbuch Einfamilienhaus in Kamen Wohnfläche 180 m2, 2 Anlagen ACALOR-Direktwärmepumpe seit 2007 ACALOR-Planungshandbuch | 53 Kernsaniertes Bauernhaus im Bergischen Kernsaniertes Bauernhaus im Bergischen Wohnfläche 600 m2, 3 Wohneinheiten ACALOR-Direktwärmepumpe seit 2009 54 | ACALOR-Planungshandbuch ACALOR-Planungshandbuch | 55 Einfamilienhaus in Remscheid Wohnfläche 113 m2 ACALOR-Direktwärmepumpe seit 2009 Einfamilienhaus in Luxemburg und Ennepetal Wohnfläche 200 m2 ACALOR-Direktwärmepumpe seit 2009 Wohnfläche 170 m2 ACALOR-Direktwärmepumpe seit 2010 56 | ACALOR-Planungshandbuch ACALOR-Planungshandbuch | 57 Einfamilienhaus (Musterhaus) in Mannheim Wohnfläche 160 m2 ACALOR-Direktwärmepumpe seit 2010 58 | ACALOR-Planungshandbuch Einfamilienhaus (Musterhaus) in Hessdorf Wohnfläche 162 m2 ACALOR-Planungshandbuch | 59 DIAKONIE WOhNhEIM IN NEusTRELITz KuNDENMEINuNGEN »Ich bin von Ihrem Personal und Ihrem Produkt begeistert. Uns überzeugt die hohe Energieeffizienz des Systems.« Herr Bernhardsgrütter aus Stein am Rhein (Schweiz) »We are so glad that we have chosen the ACALOR heating system! It is incredibly efficient.« Familie Perkins aus Luxemburg »Bei der Abnahme eines verkauften Hauses mit ACALOR war meine Frau mitgefahren. Die behagliche Atmosphäre im Haus war direkt spürbar. Auf dem Rückweg wollte meine Frau mich ernsthaft überreden, in unserem Haus die Fußböden herauszureißen und nachträglich ACALOR einbauen zu lassen.« Herr Bernhardi aus iserlohn (Immobilienvertrieb) Nutzfl äche ca. 350 m2 ACALOR-Direktwärmepumpe seit 2009 »Wir heizen unser Haus seit mehr als 11 Jahren mit ACALOR. Für uns käme kein anderes Heizsystem in Frage.« Familie Wiehagen aus unna »Wir sind begeistert von ACALOR. Die angenehme Wärme ist einzigartig.« Familie Hellbeck aus Ennepetal GEWächshAus IN sTRAELEN »Seit wir ACALOR im Haus nutzen, sind unsere Kinder viel seltener krank.« Familie Roggenbuck aus Ennepetal »Die ACALOR-Heizung läuft in unserem Eigenheim (Niedrigenergiehaus wie KfW 40, 155 m²) seit nunmehr 9 Jahren zur vollsten Zufriedenheit. Mit Heizkosten ohne Warmwasser von 300 - 350 € (Stand 2009, durchschnittlicher Jahresverbrauch ca. 2400 kWh) jährlich und ohne periodische Wartung zahlt sich die Einfachheit des Konzepts schnell aus. Aber auch im Reparaturfall kann man sich auf ACALOR verlassen! Da wird nicht nach einem Schuldigen gesucht, sondern mit Kompetenz und großem Engagement das Problem gelöst. Das ist eindeutig ein Vorteil von einem System aus einer Hand.« 45 m2 und 75 m2 Fläche 60 | ACALOR-Planungshandbuch Familie Bastian aus Leipzig ACALOR-Planungshandbuch | 61 10 Doppelhaushälften in Wuppertal Wohnfläche DHH je 130 m2 je 1 Anlage pro Haus, 6,5 - 8 kW, ACALOR-Direktwärmepumpen seit 2009 62 | ACALOR-Planungshandbuch Mehrfamilienhaus in Wesenberg 8 Wohnungen zwischen 45 m2 und 75 m2 Wohnfläche ACALOR-Direktwärmepumpen seit 2009 ACALOR-Planungshandbuch | 63 Hotel Bergmühle in Bansin Wohnfläche 560 m2 ACALOR-Direktwärmepumpen seit 2006 64 | ACALOR-Planungshandbuch Kirchengebäude in Berlin Nutzfläche ca. 485 m2 ACALOR-Direktwärmepumpen seit 2009 ACALOR-Planungshandbuch | 65 Gewerbehalle in Remscheid Nutzfläche 110 m2, 6,6 kW, 1 Anlage ACALOR-Direktwärmepumpe seit 2010 66 | ACALOR-Planungshandbuch Neuapostolische Kirche in Sangerhausen Fläche 328 m2 ACALOR-Direktwärmepumpe seit 2012 ACALOR-Planungshandbuch | 67 GEWERBEHALLE in Schwelm Fläche 2.200 m2 ACALOR-Direktwärmepumpen seit 2011 68 | ACALOR-Planungshandbuch GEWERBEHALLE in Schwelm 12 Wärmepumpen kommen hier zum Einsatz. Die Halle wird vielfältig genutzt: unter anderem als Kfz-Prüfhalle oder für Büroeinheiten. ACALOR-Planungshandbuch | 69 Wohnhaus im Skigebiet Serfaus (A) Fläche 364 m2 ACALOR-Direktwärmepumpen seit 2012 70 | ACALOR-Planungshandbuch Wohnhaus mit Ferienwohnung und Heilpraktiker-Praxis mit Hartmut-Therapie auf 1.400 m Höhe Ihre Notizen ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... 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ACALOR-Planungshandbuch | 71 RuND uM AcALOR Rund um ACALOR Presse Nachhaltigkeit Über 20 Jahre Bestehen ACALOR-Planungshandbuch | 73 pREssE pREssE »greenhome« 2010 Westfalenpost 2012 Energie - Heizung Energie - Heizung Strahlungsheizung Ein gesundes Heizsystem setzt sich durch Es ist schon fatal, dass die Erfahrungen mit Strahlungsheizsystemen und deren positiven Effekte auf die Wohnbehaglichkeit, die Gesundheit der Bewohner und die energetischen Vorteile in den vielen dicken Büchern und staatlichen Vorschriften kaum bzw. gar nicht Resonanz finden. Dabei weisen Strahlungsheizungen zahlreiche Vorteile auf. Vorteile der Strahlungsheizung 1. Strahlung erwärmt nicht die Luft, sondern die Oberflächen der Wände, Böden, Decken, Möbel usw.: • warme Oberflächen geben die Wärmeenergie an die Raumluft ab und werden so quasi Bestandteil der Heizung • die bestrahlten Flächen und Materialien werden trocken • trockene Oberflächen und Materialien können nicht schimmeln • trockene Materialien haben bessere Wärmedämmeigenschaften als feuchte Materialen Die z.B. von einer Heizung emittierte infrarote Strahlung ist eine elektromagnetische Welle, die von bestrahlten Oberflächen mehr oder weniger absorbiert oder gestreut wird . Durch die Streuung (Absorption und Wiederabstrahlung) werden alle Flächen, auch die Ecken, erreicht und die Oberflächentemperaturen gleichen sich an 2. Die Luft bleibt kühl: • Jedes Grad Celsius weniger Innenraumlufttemperatur spart rund 6 % Heizenergie ein. Es gilt als erwiesen, dass bei einer guten Strahlungsheizung und ohne Komfortverluste die Innenraumlufttemperatur um rund 3 bis 5 Grad Celsius abgesenkt werden kann, was einer Heizenergieeinsparung von 18 bis 30 % entspricht. (Strahlung durchdringt die Luft und erwärmt sie nicht) • eine gesunde Innenraumluft sollte kühl und vor allem tro- 40 74 | ACALOR-Planungshandbuch cken sein – der Organismus will über die Atmung auch entwärmen und entfeuchten • eine kühle und trockene Innenraumluft wird durch Strahlungsheizsysteme sowie ausreichenden Luftwechsel erreicht • der Luftwechsel bei einer kühleren Innenraumluft erspart weitere Wärmeenergie 3. Temperaturunterschiede und Zugerscheinungen werden vermieden: • Temperaturunterschiede der oberen und unteren Luftschichten (oben warm und unten kalt) bleiben weitgehend aus bzw. werden minimiert • dadurch und durch gleichmäßig temperierte Oberflächen wird eine Ursache für Luftströmungen (Zugerscheinungen) beseitigt • durch Luftströmungen bedingte Staubaufwirbelungen bleiben aus oder werden auf ein Minimum beschränkt. Bei den heute üblichen Konvektionsheizsystemen ist dies genau umgekehrt. Sie erwärmen unser „Lebensmittel“ Atemluft, sorgen für eine ungleichmäßige Temperaturverteilung, erzeugen Luftströmungen und wirbeln Staub auf. Kurz auf einen Nenner gebracht, ein ungesundes Heizsystem. dass für die Heizanlagen niedrigere Temperaturen genügen. In einem Zimmer bzw. einem geschlossenen Raum geht Strahlung nicht verloren, weil die reflektierte Strahlung wieder absorbiert werden kann, bis dass die gesamte Strahlung absorbiert ist. Die Erwärmung der Luft erfolgt indirekt, indem die temperierte Oberfläche die unmittelbar angrenzende Luftschicht thermodynamisch erwärmt. Deshalb ist die Lufttemperatur niedriger als die Oberflächentemperatur der Materialien. So kann an Oberflächen, die wärmer als die Luft sind, kein Kondensat entstehen; eine wichtige Voraussetzung zur Vermeidung von Tauwasser und Schimmelpilzbildung. Günstig ist eine Strahlungsquelle an der Innenwand oder der Mitte des Raumes, damit die Strahlung ungehindert möglichst alle Oberflächen, insbesondere auch diejenige der Wie funktioniert Strahlungswärme ? Jede temperierte Oberfläche über 0 Grad Kelvin strahlt. Auch eine Wand mit 22 °C Oberflächentemperatur strahlt Infrarotwärme ab, so Wandheizung aus Kupferrohren auf Mauerwerk und Trockenbauplatten Wohnung + Gesundheit 12/09 - Nr. 133 Außenwände, besser erreichen und temperieren kann. Fenster sind dabei kein Problem. Die Sonnenstrahlung, die durch das Fensterglas in den Innenraum eingedrungen ist, kann auf Grund der veränderten Wellenlänge nur teilweise durch das Fenster hinaus. Die Strahlung bleibt also weitge weitgehend im Raum und wird von allen Materialien absorbiert und gestreut, bis dass sie vollständig absorbiert ist. Durch diesen Vorgang wird der Raum aufgeheizt. Deshalb werden z.B. auch Gewächshäuser warm. Strahlungsheizsysteme Folgende Systeme gelten u.a. als Strahlungsheizungen: • Fußleistenheizungen • Wandflächenheizungen • Grund- und Kachelöfen • Flachheizkörper (ohne Konvektorbleche) • Strahlplatten z.B. aus Naturstein • Kunststoffplatten und -folien • Integrierte Fassaden (z.B. der Firma Gartner) • Strahlbleche an Fenster- und Türzargen. Grund- und Kachelöfen Nicht zu vergessen sind die guten alten und auch nach bewährtem Prinzip neu gebauten Grund- und Kachelöfen. Warum die guten alten? Beim Grundofen sind die Erfah Erfahrungen unserer Vorfahren mit dem offenen Holzfeuer eingeflossen. Lag genug Asche in der Grube, brannten Holzfeuer ruß- und rauchfrei. Weil beim Feuer viel Wind viel Holz ver verbraucht, wurden Gruben angelegt oder um das Feuer Steine gelegt. Dieses Prinzip wurde beim Ofenbau bis in die Mitte des 19. Jahrhunderts bewahrt. Erst seit der Verwendung von Kohle waren Feuerroste erfor erforderlich. Holz gehört aber nicht auf Feuerroste, denn die durch die Roste strömende Verbrennungsluft reißt Wohnung + Gesundheit 12/09 - Nr. 133 Mein Ofen mit hohem Wirkungsgrad: nach dem Grundofenprinzip gebaut / schnelle Wärme über die Kochplatte und Glastür / Kochplatte zum Kochen und Braten / beheizte Rückenlehne für die Gesundheit des Rückens und zur Speicherung der Wärme / Masse zum Speichern der Wärme und Abstrahlen, wenn das Feuer aus ist / Wärmefach für Speisen die Asche mit und sorgt deshalb für ein zu schnelles Abbrennen des Holzes. Holzfeuer auf Rosten verursachen Flugasche (Feinstaub) und verbraucht mehr Holz! Trockenes Holz verbrennt im eigenen Aschebett des Grundofens vollständig ohne Ascheflug. Wir brauchen also keine teuren Filter im Schornstein, sondern ein Verbot der Roste beim Holzfeuer! Einen weiteren positiven Effekt der Holzfeuerung ist die Beschaffung, Verarbeitung und Lagerung des Holzes. Diese Arbeit verschafft Bewegung an der frischen Luft und Kräfte, die Frau/Mann dann nicht im (klimatisierten) Fitnessstudio teuer bezahlt. Fazit Strahlungsheizungen sind nicht nur gesundheitlich und energetisch positiv zu bewerten, sondern schonen auch den Geldbeutel, denn trockene Wände sind auch gut für das Gebäude und so manche „Sanierung“ bleibt erspart. Dipl.-Ing. Michael Aurich Bausachverständiger Baubiologische Beratungsstelle IBN Baubiologischer Messtechniker IBN 09119 Chemnitz Tel. 0371-280 15 39 [email protected] Weitere Quellen und Literaturhinweise: • Phänomen Strahlungsheizung – Ein humanes Heizsystem wird rehabilitiert, Prof. Claus Meier, Expert Verlag, ISBN 978-3-8169-2884-3 • Club of Home, Meistern statt Scheitern, ISBN 978-3-938037-07-2 • Schöner Bauen, richtig heizen, besser wohnen, Alfred Eisenschink, ISBN 3-930039-21-4 41 ACALOR-Planungshandbuch | 75 NAchhALTIGKEIT pREssE 20 JAhRe üBER 20 jAhRE ACALoR Mehr als 20 Jahre ACALOR – nicht nur eine Unternehmensgeschichte, sondern eine Philosophie, ein Lebenswerk, welches eng mit dem Gründer und Erfinder Herrn Dipl.-Ing. Henning Scheel verknüpft ist. Seine Bereitschaft, sich gegen die festgefahrenen Glaubenssätze der Branche durchzusetzen und neue Wege zu gehen, waren die Grundlage des Erfolges. › Bei der Materialauswahl achten wir auf hohe Qualität und nicht nur auf den Preis. › Die Kosten für die Kinderbetreuung der ACALOR-Mitarbeiter in Lübow werden übernommen. › Wir arbeiten möglichst mit deutschen Herstellern. In Einzelfällen, im Ausnahmefall, gehen wir über Europa hinaus. › Die örtliche Schule und der Kindegarten in Lübow werden durch Spenden und Ähnliches unterstützt. › Bei einem Hersteller oder Händler interessieren wir uns nicht nur für den Preis, sondern sehen uns in der Regel auch die Unternehmen an. Wir achten dabei auch auf die Mitarbeiter - wie ihre Einstellung ist, wie sie gekleidet sind, wie sie sich mit ihrem Unternehmen identifizieren, usw. › Wir achten darauf, welche Speditionen verwendet werden. › Die Mitarbeiter werden nach Teamfähigkeit ausgewählt. 76 | ACALOR-Planungshandbuch › Die Mitarbeiter der ACALOR TECHNIK SCHEEL KG werden vorzugsweise bei der Handwerkskammer Schwerin geschult. › ACALOR TECHNIK SCHEEL KG ist ein Innungsbetrieb und damit auch beteiligt an Bildungsprogrammen der der SHK- (Sanitär-, Heizungs- und Klima-) Innung. › Die ACALOR TECHNIK SCHEEL KG schult und bildet ihre Mitarbeiter in fachlichen und persönlichen Richtungen. Nach der Gründung der ACALOR Technik Scheel KG im Jahre 1993 hat Herr Scheel in den ersten Jahren viel investiert (Geld und Zeit), um aus seiner Idee ein serienreifes Premiumprodukt zu entwickeln, welches gerade Menschen berührt, die sich mit nachhaltigem Bauen und gesundem Wohnen beschäftigen. Hieraus ist ein Unternehmen gewachsen, welches über 300 individuell geplante Direktwärmepumpensysteme pro Jahr deutschland- und europaweit umsetzt. Häufig gestellte fragen 06 + 05 funktioniert nicht, 06 zu klein, vorhandene Bild ist doch OK? 2 Bilder fallen aus dem Bildkonzept des Planunghandbuches ACALOR-Planungshandbuch | 79 Häufig gestellte fragen Was unterscheidet ACALOR von herkömmlichen Wärmepumpensystemen? Bei ACALOR wird die erzeugte Wärme verlustfrei direkt in die Fußbodenheizung geführt (Direktkondensation). Dies macht das System unübertroffen sparsam und behaglich aufgrund der gleichmäßigen Wärmeverteilung. Es entsteht eine gesunde, baubiologische Wärme im Haus. Energie aus der Luft? Funktioniert das auch bei tiefen Minustemperaturen? ACALOR gewinnt auch bei -25 °C und kälter die Energie aus der Luft ohne elektrisch dazu heizen zu müssen. Das macht das System gerade in einem harten Winter so effektiv. Wie regele ich die Temperatur in meinem Haus? Die Haustemperatur wird durch ein Thermostat geregelt. Durch den Einsatz einzelner Heizkreise werden unterschiedliche Temperaturzonen realisiert (z. B. das Bad 2 °C wärmer als das Wohnzimmer, das Schlafzimmer etwas kühler, etc.). Der Nutzer kann dann über den Thermostaten seine Wohlfühltemperatur selbst einstellen und jederzeit verändern zwischen +5 °C und +30 °C. Was passiert, wenn ich später einen Raum kälter oder wärmer haben möchte? Über die einzelnen Heizkreise kann ACALOR die Temperaturen in den einzelnen Räumen nachregulierennachregulieren (z. B. Schlafzimmer etwas kühler). Was mache ich, wenn es ACALOR mal nicht mehr geben sollte? Vorab: diese Befürchtung ist unbegründet, da Sie mit ACALOR einen starken Partner auswählen. Alle Elemente Ihrer Anlage sind Standard-Komponenten. Jeder Kälte-Klima-Techniker kann diese über den Fachhandel bestellen und ist in der Lage, eine ACALOR-Anlage zu checken. Viele unserer Partner in Deutschland sind selbstständige Kälte-Klima-Techniker. Sie haben somit immer einen Ansprechpartner in Ihrer Region. Wieso legen Sie Kupferrohre direkt in den Estrich? Häufig gestellte fragen Welches Kältemittel setzt ACALOR ein? Wie funktioniert die Erwärmung von Brauchwasser? ACALOR verwendet das umweltfreundliche und sehr effektive Kältemittel R290 (Propan). Dies reduziert Ihre Heizkosten um 10-15 %. Es ist ein aktiver Beitrag zum Klimaschutz, da R290 im Gegensatz zu herkömmlichen Kältemitteln nicht die Ozonschicht beschädigt und nicht zur globalen Erwärmung beiträgt. Sie bekommen mit der Heizung die Brauchwassererwärmung im Edelstahl-Schichtenspeicher. Das Brauchwasser wird auf über 65 °C erhitzt ohne elektrisch Zuheizen zu müssen. Im Winter unerreicht günstig. Einzigartig: wenn die Heizung läuft, ist das Brauchwasser eine kostenlose Beigabe. Wichtig! Propan ist brennbar, nicht explosiv. Im System befinden sich maximal 5 kg Propan. Das ist eine halbe Gasflasche, verteilt im Haus und im Außenbereich. Gutachten des renomierten IBEXU-Institutes zeigen, dass es kaum möglich ist, eine brennbare Konzentration im Haus zu erzeugen. Weitere Sicherheitsmaßnahmen (Entlüftung, Sensorgerät) schließen dies auch im Anschlussraum aus. Die Investitionen für den Neubau eines Einfamilienhauses liegen in der Regel deutlich niedriger als bei Erdwärmepumpen. Sie bekommen ein Komplettpaket Heizung aus einer Hand. Fordern Sie Ihr individuelles Angebot an. Wussten Sie, dass viele Haushalte bereits Gas im Haus haben? Ein moderner Kühlschrank mit höchster Effizienzstufe A+ hat in der Regel Propan oder Butan als Kältemittel, da die hohe Effizienz mit herkömmlichen Kältemitteln nicht erreichbar ist. Können Sie Referenzanlagen vorweisen? Seit wann baut ACALOR diese Anlagen? Wie oft muss das System gewartet werden? ACALOR ist eines der wenigen Wärmepumpensysteme, welches wartungsfrei ist. Anlagen mit herkömmlichen Kältemitteln müssen einmal jährlich geprüft werden und das Kältemittel gegebenenfalls ersetzt werden. Diese Kosten sparen Sie bei ACALOR. Wieso heizt ACALOR behaglicher als andere Fußbodenheizungssysteme? Stellen Sie sich vor, wie die Sonnenstrahlen Ihre Haut erwärmen. Die Sonne schickt Strahlungswärme, die wir so angenehm empfinden. Die patentierte ACALOR-Direktwärmepumpe erzeugt zu fast 100 % Strahlungswärme für angenehmes Wohlfühlklima in Ihren eigenen vier Wänden. Dies schafft kein Heizungssystem, in dem Wasser zum Heizen verwendet wird. Wie hoch ist die Investition? Fordern Sie unsere Referenzliste an. Zufriedene Kunden sind überzeugender als alle Worte. ACALOR baut diese Anlagen seit 1990 ein. Die ersten Anlagen laufen seit über 20 Jahren einwandfrei und komplett wartungsfrei. Wie erreiche ich einen Service? Unser Service ist flächendeckend in Deutschland platziert. In der kalten Jahreszeit garantieren wir im Fall der Fälle eine VorOrt–Verfügbarkeit innerhalb von max. 24 Std. Unsere Hotline ist täglich erreichbar, auch am Wochenende und an Feiertagen. Wie lange erhalte ich Gewährleistung? Bei ACALOR erhalten Sie 5 Jahre Gewährleistung auf alle Komponenten, ohne »wenn und aber«. Kann ich Geld sparen und wie hoch ist die Ersparnis? Die Betriebskosten sind nachweislich deutlich geringer als bei anderen Heizsystemen. Statt mit Brennwerttechnik im Jahr ca. 1.200 € auszugeben, benötigen Sie bei ACALOR nur ca. 600 €. In der Praxis ist es sparsamer als die meisten Erdwärmepumpen. Siehe Heizkostenvergleich, um die echten Gesamtkosten der Heizsysteme vergleichen zu können. Der Name ACALOR kommt aus dem Spanischen und bedeutet: Für die Wärme – für die Behaglichkeit. Kupfer hat eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit. Korrosionsschäden am Kupfer können nur durch Wasser (oder für Estriche verbotene ammoniak- bzw. ammoniumhaltige Betonzuschlagstoffe) entstehen. Da in den ACALOR-Heizkreisen kein Wasser fließt, ist das Kupfer auch nach Jahrzenten noch unversehrt. Dies bestätigen umfangreiche Gutachten. 80 | ACALOR-Planungshandbuch ACALOR-Planungshandbuch | 81 FAchBEGRIFFE Hasbachhaus Börgerende ACALOR-Planungshandbuch | 83 Fachbegriffe Fachbegriffe Anlagenaufwandszahl (eP) Die Anlagenaufwandszahl berücksichtigt die Art der eingesetzten Brennstoffe, den Einsatz regenerativer Energiequellen, die Verluste der Wärmeerzeuger und die Verteilung der benötigten Hilfsenergie (Lüftung, Pumpen etc.). berg) – jetzt Institut für Sicherheitstechnik GmbH – hat 1996 in seinem 14-seitigem Gutachten IB-96-756 über ein mit dem brennbaren Kältemittel R 290 (Propan) betriebenes WärmepumpenHeizungssystem ACALOR für Wohngebäude auf den Seiten 10-11 bescheinigt, dass es aus der Sicht des Explosionsschutzes kein besonderes Sicherheitsrisiko für den Nutzer darstellt. Je geringer der Druck ist, desto kälter ist das Kältemittel und umgekehrt. Je höher der Druck ist, desto wärmer ist das Kältemittel. Eine niedrige Anlagenaufwandszahl deutet auf eine effiente Nutzung von Primärenergie hin. Berstdruck Die Anlagenaufwandszahl (Formelzeichen eP) beschreibt das Verhältnis von Aufwand an Primärenergie zum erwünschten Nutzen (Energiebedarf) eines gesamten Anlagensystems. Beispiel: Für ein Gebäude wird eine Anlagenaufwandszahl von 1,5 ermittelt. Für den Energiebedarf für Heizung, Kühlung, Warmwasser muss zusätzlich 50 % an Primärenergie aufgewandt werden. Je besser ein Haus wärmegedämmt wird, desto niedriger ist der Primärenergiebedarf. Bei einer ACALORDirektwärmepumpe kann eine Anlagenaufwandszahl von 0,75 erreicht werden, welche im Energieausweis eingetragen ist. Antriebsleistung Als Antriebsleistung einer ACALOR-Luft-Wärmepumpe gilt die Summe der Leistungsaufnahmen des Verdichters, des Ventilators und der Steuerungselektronik. Sie wird in Watt gemessen. Arbeits- oder Kältemittel Kältemittel transportieren Wärmeenergie von dem Kühlgut zur Umgebung. Jedes Kältemittel kann in Form von Dampf oder einer Flüssigkeit auftreten. In der DIN wird Kältemittel als Arbeitsmedium definiert, welches zur Wärmeübertragung eingesetzt wird indem es bei niedriger Temperatur und niedrigem Druck Wärme aufnimmt, um diese dann bei höherem Druck und höherer Temperatur abzugeben. Dabei erfolgt eine Zustandsänderung des Kältemittels (von gasförmig zu flüssig und umgekehrt). Je geringer der Druck ist, desto kälter ist das Kältemittel und umgekehrt: je höher der Druck ist, desto wärmer ist das Kältemittel. ACALOR setzt als Kältemittel R290 (C3H8-Propan ) ein. Das Kältemittel ist in der ACALOR-Direktwärmepumpe nicht brennbar, da das Kältemittel in einem Heizrohrsystem eingeschlossen ist und somit zu wenig Sauerstoff für einen Brand mit dem Kältemittel in Kontakt kommt. Um die sehr geringe Brandgefahr zu verdeutlichen, dient folgender Vergleich: bei ACALOR werden gesamt nur ca. 3 kg Propan verwendet, eine herkömmliche Gasflasche für den Betrieb eines kleinen Gasofens für einen kleinen Raum beinhaltet zwischen 5 und 11 kg Propan. Hier fürchten sich die wenigsten Menschen vor einem Brand. Berstdruck ist der Innendruck, der zum Zerknallen eines Behälters führt. Vergleich: Man schüttelt eine Cola-Dose so lange, bis sie platzt, weil sich der Druck in der Dose erhöht hat. Direktkondensation Bei herkömmlichen Wärmepumpen überträgt das Arbeitsmittel die Heizleistung in dem Kondensator auf einen Wasserkreislauf, der Heizflächen oder Heizkörper im Wohnraum beheizt. Im ACALOR-Patent DE 3936332 C1 wird erstmals eine Fußbodenheizung beschrieben, die diesen Umweg vermeidet, damit das Arbeitsmittel direkt in den Kupferrohren im Heizestrich kondensiert. Elektrische Zusatzheizung Viele Wärmepumpen schaffen es aus technischen Gründen nur, das warme Brauchwasser auf 50 °C bis 60 °C aufzuheizen. Dadurch besteht die Gefahr, dass sich gesundheitsschädigende Legionellen (Bakterien) ansiedeln können. Die Legionellen werden bei Temperaturen von über 65 °C abgetötet. Viele Wärmepumpenanbieter müssen deswegen elektrische Zusatzheizer (elektrischer Heizstab) einbauen, damit Temperaturen von über 65 °C erreicht werden und es zu keiner Gesundheitsgefährdung kommt. Sie können einen elektrischen Zusatzheizer mit einer Art Tauchsieder vergleichen. Energiebedarfsausweis Der Energieausweis ist ein Dokument, welches ein Gebäude energetisch bewertet. Die Ausstellung, Verwendung, Grundsätze und Grundlagen werden durch die Energieeinsparverordnung (EnEV) geregelt. Allerdings ist aus dem Energieausweis kein Rückschluss auf die tatsächlich auftretenden Energiekosten möglich. Dies ist der Tatsache geschuldet, dass die Berechnungen auf dem Normklima, der Normnutzung und einer gleichmäßigen Beheizung basieren. Der jeweilige Standort des Gebäudes und das Nutzungsverhalten beeinflussen deshalb den tatsächlichen Verbrauch. EnEV Kältemittelsammler Die Energiesparverordnung ist ein Teil des deutschen Verwaltungsrechts. Dort sind alle bautechnischen Standardanforderungen zum effizienten Betriebsenergieverbrauch für Gebäude festgelegt. Der Kältemittelsammler ist ein technisches Bauteil und ein Vorratsgefäß welches der Verstopfung des Kondensators vorbeugt. Arbeiten Wärmepumpen bei hohen Temperaturen, passt in den Kondensator mehr Kältemittel. Damit bei tiefen Temperaturen nicht zu viel Kältemittel den Kondensator verstopft, wird bei normalen Wärmepumpen hinter dem Kondensator ein Vorratsgefäß (Kältemittelsammler) eingebaut. Dessen Inhalt (ca. 1 kg) soll verhindern, dass die Wärmepumpe schon bei kleinem Kältemittelmittelverlust versagt, also mit einer Störung stehenbleibt. Die ACALOR-Direktwärmepumpe ist hermetisch dicht und so ausgelegt, dass kein Kältemittelsammler erforderlich ist. Das vereinfacht die ACALOR-Direktwärmepumpe und macht sie weniger anfällig für Störungen. Expansionsventil Das Expansionsventil ist technisch gesehen ein Überhitzungsregler und ein Bauteil der ACALOR-Direktwärmepumpe. Dieses Ventil hat die Aufgabe den Druck des Kältemittels zu mindern, indem es den Querschnitt des Rohres verengt. Heißgas-Umkehrung Kelvin Zum Abtauen eines vereisten Verdampfers hat es sich bewährt, den Heißgasstrom zeitweilig umzukehren, d. h. nicht mehr in die Kupferrohre im Estrich, sondern in die des Hochleistungsverdampfers zu blasen. Dadurch taut das Eis, welches den Luftstrom durch den Verdampfer hindert, in wenigen Minuten ab. Dies ist das Maß für die absolute Temperatur eines Stoffes. 273 Kelvin (K) entsprechen 0 °C. 10 °C entsprechen 283 K. 20 °C entsprechen 293 K. Hartlöten KfW Hartlöten ist das Verbinden von Metallteilen mit einem Lot, dessen Schmelztemperatur nur wenig unter der mindestens ca. 500 °C betragenden Schmelztemperatur der Metallteile liegt. Die Kreditanstalt für Wiederaufbau hält verschiedene Finanzierungsalternativen für Kreditwillige bereit. Weitere Informationen finden Sie auf der Internetseite der KfW. Heizleistung Kondensationsdruck Heizleistung ist die Wärmemenge pro Zeit, die den Wohnraum heizt. Gibt es in einem Gefäß (mit überall gleichen Temperaturen) gleichzeitig flüssiges und gasförmiges Kältemittel, entspricht diese Temperatur dem Kondensationsdruck des Kältemittels bei dieser Temperatur. Hochleistungsverdampfer Dies ist ein technisches Bauteil der ACALOR-Direktwärmepumpe. Er hat die Aufgabe das kalte, flüssige Kältemittel mit der wärmeren Außenluft in Verbindung zu bringen. Dadurch kann der Luft Wärme entzogen werden und fast kostenlos Wärme gewonnen werden. Unterschreitet die Temperatur eines Kältemitteldampfes seine Kondensationstemperatur, wird alles Kältemittel flüssig, d. h. es kondensiert. Überschreitet die Temperatur von flüssigem Kältemittel seine Verdampfungstemperatur (Kondensationstemperatur bei gleichem Druck) wird alles dampfförmig. Kondensationsleistung Jahresarbeitszahl Die Jahresarbeitszahl (JAZ) wird zur Beschreibung der Energieeffizienz von Wärmepumpen verwendet. In der üblichen Definition wird die Jahresarbeitszahl durch die Differenz der Wärmeabgabe und der aufgenommenen elektrischen Energie bei Betrieb über ein ganzes Jahr (bzw. über die Heizperiode) berechnet. JAZ = abgegebene Wärme/zugeführte elektrische Energie Die Kondensationsleistung eines Kilogramms Kältemittels ist bei gegebener Temperatur gleich der Verdampfungsleistung dieses Kältemittels. Die gleiche Leistung, die nötig ist, 1 kg Kältemittel pro Stunde zu verdampfen, ist in der Lage, diesen Dampf um ca. 180 °C zu erwärmen. Um diesen Dampf im Verdichter um 40 °C zu erwärmen, sind theoretisch davon nur ca. 13 % als mechanische Leistung nötig. Das IBExU (Institut für Brandschutz, Explosionsschutz und Umweltschutz an der Technischen Universität Bergakademie Frei- 84 | ACALOR-Planungshandbuch ACALOR-Planungshandbuch | 85 Fachbegriffe Fachbegriffe Kondensationswärme Die Kondensationswärme ist die Wärmemenge, die abgenommen wird, um eine bestimmte Menge eines Stoffes vom gasförmigen in den flüssigen Zustand zu bringen (kondensieren), ohne dass sich die Temperatur ändert. Der umgekehrte Prozess ist die Verdunstung. Beim Kondensieren des Kältemittels in den Kupferrohren im Heizestrich wird dessen Kondensationswärme zuerst an den kältesten Stellen des Heizestrichs abgegeben. Kondensator Dies ist ein technisches Bauteil jeder Wärmepumpe. In ihm kondensiert das Arbeits- oder Kältemittel und gibt dabei die Kondensationsleistung ab. Konvektion/Luftumwälzung Konvektion ist die Wärmeverteilung über Luftströme/Luftzüge. Dieser Effekt ist im Winter zu beobachten, wenn Gardinen über den Heizkörpern wedeln. Bei Plattenheizkörpern wird die Wärme vor allem durch den Effekt verteilt, dass warme Luft nach oben steigt. Konvektion kann nicht nur Zug, sondern auch Schimmelpilze an kalten Außenwänden zur Folge haben. Weiterhin gilt: je weniger Luftzug in einem Haus ist, desto gemütlicher und behaglicher fühlt es sich an. Kugelventilbatterie Dies ist ein technisches Bauteil der ACALOR-Direktwärmepumpe. Es ähnelt dem Heizkreisverteiler der herkömmlichen Fußbodenheizung und dient der Feinabstimmung der Zimmertemperaturen. Leistungszahl Die Leistungszahl beschreibt das Verhältnis von erzeugter Wärme- oder Kälteleistung zur eingesetzten Leistung. Wenn 2 kW Strom benötigt werden, um 10 kW Wärme zu erzeugen, ist die Leistungszahl 5. Wärmestau Heizestrich, aber auch in Wänden oder Decken verlegt. Die Auslegung selber erfolgt nach einem für jeden Raum einzeln geplanten System, um ein optimales Ergebnis zu erzielen. Schauglas Das Schauglas ist ein Bauteil der ACALOR-Direktwärmepumpe und dient dazu, diese mit der optimalen Menge an Kältemittel zu füllen. Weiterhin beweist es auch, dass die Anlage hermetisch dicht ist und somit keine Brandgefahr auftreten kann. Hier kann kontrolliert werden, dass kein Kältemittel austritt. Das Rohrsystem ist eines der wichtigsten Bauteile der ACALORDirektwärmepumpe, da über dieses Rohrsystem im Haus die Heizwärme abgegeben wird. Es besteht aus blankem Kupferrohr und wird ausschließlich durch unsere Mitarbeiter vor allem im 86 | ACALOR-Planungshandbuch Dies ist ein technisches Bauteil der ACALOR-Direktwärmepumpe, welches dazu dient warmes Brauchwasser zu produzieren. Zonenregelung Wärmestrahlung oder thermische Strahlung ist ein Mechanismus zur Übertragung thermischer Energie. Den alltäglichen Effekt der Wärmestrahlung kann man im Winter bei Skiläufern in den Alpen beobachten. Trotz Temperaturen unterhalb des Gefrierpunktes ist es möglich sich zu sonnen und sich dort ohne Jacke aufzuhalten. Strahlungswärme wird als behaglich und angenehm empfunden. Ein Kachelofen gibt ca. 50 % Strahlungswärme ab, Plattenheizkörper 30 % und die ACALOR-Direktwärmepumpe fast 100 %. Die Wohnräume eines Hauses werden in unterschiedliche Heizzonen aufgeteilt. Jede Heizzone wird durch einen eigenen Kupferrohrkreis mit der gewünschten Wärme versorgt. Deshalb gibt es mit einem gewöhnlichen Digitalthermometer keinen oder nur einen nicht spürbaren Temperaturunterschied zwischen Zimmerdecke und Fußboden. Aus diesem Grund findet auch keine Luftumwälzung statt. Wohnzimmer: 22 °C Ventilator Unsere Raumtemperatur-Empfehlung Badezimmer: 23 °C Dem englischen Schriftsteller und Sozialphilosophen John Ruskin (1819-1900) wird ein Zitat zugeschrieben, das zu allen Zeiten aktuell ist und gute Argumente für Qualität und faire Preise liefert: »Es gibt kaum etwas auf dieser Welt, das nicht irgend jemand ein wenig schlechter machen kann und etwas billiger verkaufen könnte, und die Menschen, die sich nur am Preis orientieren, werden die gerechte Beute solcher Menschen. Es ist unklug, zu viel zu bezahlen, aber es ist noch schlechter, zu wenig zu bezahlen. Wenn Sie zu viel bezahlen, verlieren Sie etwas Geld, das ist alles. Wenn Sie dagegen zu wenig bezahlen, verlieren Sie manchmal alles, da der gekaufte Gegenstand die ihm zugedachte Aufgabe nicht erfüllen kann. Das Gesetz der Wirtschaft verbietet es, für wenig Geld viel Wert zu erhalten. Nehmen Sie das niedrigste Angebot an, müssen Sie für das Risiko, das Sie eingehen, etwas hinzurechnen. Und wenn Sie das tun, dann haben Sie auch genug Geld, um für etwas Besseres zu bezahlen.« Kinderzimmer: 20 °C bis 21 °C Schlafzimmer: 18 °C bis 19 °C Am zugehörigen Kugelventil der Kugelventilbatterie können die Temperaturen der Zimmer verändert werden. Sehr geehrte Leserin, sehr geehrter Leser, Dies ist ein technisches Bauteil der ACALOR-Direktwärmepumpe. Er befindet sich auf dem Hochleistungsverdampfer im Freien und hat die Aufgabe, die wärmere Luft am kälteren Kältemittel vorbei zu saugen. hier haben wir Ihnen einen überschaubaren Auszug über das System vorgestellt. Und freuen uns, dass Sie sich dafür interessieren. Verdampfer Für weitere Informationen stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung. Der Verdampfer ist ein technisches Bauteil jeder Wärmepumpe. In ihm verdampft das Arbeits- oder Kältemittel. Verdampfungswärme Dies ist die Wärmemenge, die benötigt wird, um das flüssige Kältemittel der ACALOR-Direktwärmepumpe zu verdampfen. Verdichter Rohrsystem Warmwasserspeicher Wärmestrahlung Raumthermostat Das Raumthermostat ist ein technisches Bauteil der ACALORDirektwärmepumpe. Es dient zur Regelung der Raumlufttemperatur im Haus. An diesen Raumthermostaten können verschiedene Programme gewählt werden, um bestimmte Nacht- und Tagestemperaturen einzustellen. Bei Heizsystemen mit hohem Konvektionsanteil (starker Luftumwälzung), wie Luftheizungen, Plattenheizkörpern etc. staut sich warme Luft unter der Zimmerdecke und bewirkt erhöhte Wärmeverluste. Hinzu kommt ein Temperaturunterschied zwischen Zimmerdecke und Fußboden, welcher als unangenehm empfunden wird. Dies ist ein technisches Bauteil der ACALOR-Direktwärmepumpe. Er befindet sich in einem Gehäuse aus Kunststoff im Freien und hat die Aufgabe das Arbeits- oder Kältemittel zu komprimieren und durch das Rohrsystem zu blasen. Seien es die Mitarbeiter vom Montageteam oder von Entwicklung, Vertrieb, Service – alle Mitarbeiter sind motiviert und überzeugt von dem, was sie tun. Gerne können Sie unsere Angaben bei vielen Referenzkunden im direkten Gespräch überprüfen, ideal im Winter in einem ACALOR-beheizten Haus oder im heißen Sommer im ACALOR-gekühlten Haus – Selbsterfahrung sagt oft mehr als 1000 Worte. Ihr ACALOR-Team ACALOR-Planungshandbuch | 87 88 | ACALOR-Planungshandbuch ACALOR ® Technik Scheel KG Sandbauernhof · 23972 Lübow T. +49 (0)3841 - 32 77 10 F. +49 (0)3841 - 32 77 110 [email protected] www.acalor.de 90 | ACALOR-Planungshandbuch
