spürbar wohlfühlen
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gesund & effizient spürbar wohlfühlen Das innovative System Servicehotline: 0 38 41/32 77 144 täglich auch an Wochenenden und Feiertagen für Wärme und Kühlung mit Direktwärmepumpe spürbar wohlfühlen gesund & effizient Vertrieb Süd und West, technische Beratung: acalor GmbH Sonnenweg 25, D-58256 Ennepetal Telefon:+49 (0) 23 33/86998-0 Telefax: +49 (0) 23 33/86998-99 E-Mail:[email protected] www.acalor-direkt.de Vertrieb Nord und Ost, Technik und Entwicklung: ACALOR TECHNIK SCHEEL KG Sandbauernhof, D-23972 Lübow Telefon: + 49 (0) 38 41/32 77 10 Telefax: + 49 (0) 38 41/32 77 110 E-Mail:[email protected] www.acalor.de Inhaltsverzeichnis Allgemeine Informationen ........................................................................................................................................... 09 Zahlen, Daten, Fakten .................................................................................................................................................... 45 Baubiologisch gesundes Wohnen Gesundes Heizen, gesundes Kühlen • Verbrauchswerte aus der Praxis • Anlagenaufwandzahl • Anbindung an Gewerke – Bauablauf • • 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 • 4 > Sanitärinstallation > Elektroinstallation > Estricharbeiten • Installationsbeispiel • Temperaturprotokolle Im Haus • Messprotokoll > Thermostat • Ausschreibungstexte > Fußbodensystem Referenzobjekte ................................................................................................................................................................. 65 Technische Daten .............................................................................................................................................................. 23 • Komponenten im Einzelnen > Heizkreisverteiler > Edelstahl-Brauchwasserspeicher > Hausdurchführungen Im Außenbereich > Verdampfer mit Lüfter > Schaltschrank – Steuerung und Wärmepumpe Unterschiedliche Heizsysteme ................................................................................................................................. 89 • acalor-Infrarot-Strom-Heizungen • Auswirkungen der unterschiedlichen Heizmöglichkeiten Rund um acalor ................................................................................................................................................................... 95 • Presse • Technische Informationen • Nachhaltigkeit • acalor-Anlage / außen • Über 20 Jahre Bestehen • Bodenbeläge Häufig gestellte Fragen.................................................................................................................................................. 101 • Alle Vorteile auf einen Blick • Beispiele für Verkleidung von acalor-Systemen Fachbegriffe .......................................................................................................................................................................... 105 Nachwort ................................................................................................................................................................................ 111 5 acalor Erfinder Henning W. Scheel Liebe Interessentin, lieber Interessent, liebe Freunde, 6 7 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 damit entstehenden Besonderheiten sowohl für die Nutzer als auch für’s 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. Das Team von acalor Lübow 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 PumpenWarmwasser-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 Zement­ estrich 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 auf dem Prinzip des Kühlschranks funktioniert. Acalor ist das Ergebnis meines Prinzipes, des ständigen systematischen Protokollierens von Messwerten (mittlerweile sind schon über 500.000 Leistungsmessungen an Wärmepumpen archiviert) und dem Finden nach Verbesserungsmöglichkeiten. Als Erfinder vieler innovativer Produkte habe ich mit acalor ein Lebenswerk erschaffen, das seit über 20 Jahren den Markt, das Bewusstsein bewegt, und die Gebäude mit innovativer und effizienter Technik ausstattet und die Nutzer mit einer gesunden Wärme und Kühlung beschenkt. Lassen Sie sich inspirieren von einer neuen Sichtweise mit außergewöhnlicher und inno­ vativer Technik. Informieren Sie sich über die Vorzüge der Besonderheiten und seien Sie willkommen ein Kunde von acalor zu sein. Ihr Henning W. Scheel Das Team von acalor Ennepetal 8 Allgemeine Informationen 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 9 Baubiologisch gesundes Wohnen Gesundes Heizen Eine ganzheitliche Betrachtung der Auswirkungen der unterschiedlichen Systeme auf die Gesundheit der Menschen, die in den Häusern wohnen. 10 Was bedeutet gesundes Heizen aus baubiologischer Sicht? Das beste Beispiel finden wir in der Natur: die Sonne. Sie liefert eine, als angenehm empfundene Strahlungswärme – und das auch bei tiefen Aussentemperaturen. Ihre Form des Wärmetransports haben wir als Maßstab für unsere acalor-Direktwärmepumpe genommen. 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. 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. Wohnqualität steht in direktem Zusammenhang mit Lebensqualität! Elektrosmog, Schadstoffe in Materialien und in der Luft, Kleidung, Ernährung, feinstoffliche Wirkung haben Einfluss auf unsere Lebensqualität. Unsere Haut verbindet uns mit unserer Umwelt, sie schirmt uns nach außen hin ab und hat gleichzeitig großen Einfluss auf unsere Organe und unseren 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. genutzt. Das System ist selbstregulierend und gibt die Wärme immer an den kältesten Stellen im Raum ab. Dadurch entsteht reine gesunde Strahlungswärme. Die Temperatur direkt über dem Boden und an der Decke sind identisch. Diese gleichmäßige Wärme empfindet der Mensch als sehr angenehm. Nicht die Luft, sondern die Masse im Raum werden erwärmt. 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. 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. Was sind die wichtigsten Anforderungen an ein Heizsystem? • ie Raumluft soll der Atmung dienen und nicht D dem Wärmetransport. • ie Atemluft soll staubfrei sein, d. h. LuftverwirD belungen sollten vermieden werden. • ie Form der Wärme im Haus soll dem Ideal der D Sonnenwärme (reine Strahlungswärme) möglichst nahe kommen. 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 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 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? 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 dieser Effekt aber dann genau um. Das durchwärmte Haus hält aufgrund der guten Dämmung auch nachts die Hitze im Haus. Temperaturen von 30° 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. 11 acalor – die Direktwärmepumpe Das innovative System für Wärme und Kühlung Funktionsweise Der Direktwärmepumpe Bei der Direktwärmepumpentechnik wird der geschlossene Kreisprozess der Wärmeaufnahme und Wärmeabgabe auf das gesamte Haus ausgedehnt. Dies geschieht im Detail wie folgt: 12 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 Elektrozusatzheizstäbe 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 herkömmlichen 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 wartungsintensiven Komponenten, entfallen komplett bei acalor. Die anfängliche Überhitzung, 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 den Edelstahlspeicher. Dies bewirkt, dass das Brauchwasser OHNE weitere Zusatzkosten auf über 65°C erwärmt wird. Legionellenschutz 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 Trans- port 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. 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, bildet sich in kurzer Zeit Wasser um die Flasche. Die Luft 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 homogene 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. 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. 13 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. Echte Kühlfunktion Wie 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 50W/qm. Mit wassergeführten Systemen ist das undenkbar. Das energiereiche verdampfte Kältemittel wird nach außen geführt und die Wärme über dem Lüfter im Außenbereich abgeführt. Wenn Sie die Hand über den Verdampfer halten, merken Sie, dass die abgeführte Luft sehr warm ist. Der kühle Boden regelt dann die Temperatur im Raum runter, 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 runtergekühlt 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: • chte Kühlfunktion, d.h. eingestellte 23°C ­­­ E auch bei langen Hitzeperioden. • esundes Kühlen, keine Zugerscheinungen, G ­keine Verkeimung wie bei herkömmlichen ­Klimaanlagen. • ehr niedrige Betriebskosten (zwischen 100 ­ S und 200 € im gesamten Sommer), keine Wartungs- und Reinigungskosten. Gesunde Wärme Bei Heizen mit Wasser gibt es im Raum immer Bereiche, die wärmer sind und Bereiche die kühler sind. Bei acalor entsteht eine homogene 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. HausstaubAllergiker wissen das zu schätzen. Echte Kühlfunktion 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. 14 Wesentliche Unterschiede zu ­herkömmlichen 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. Legionellenschutz Bei herkömmlichen Wärmepumpen wird über einen Elektrozusatzheizstab teuer hochgeheizt. Bei acalor ist das Brauchwasser über 65°C warm. Legionellenschutz ist ohne Zusatz­ kosten sichergestellt. Wärmepumpen 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. Selbstregulierendes System acalor funktioniert selbst­ regulierend. Sie brauchen ­ nicht permanent jeden Raum einzeln regeln. Dies geschieht automatisch. Selbstverständlich können Sie über den Thermostaten jederzeit die Temperaturen im Haus heraufund herunterregeln. 15 Die Wärmepumpen-Heizung Doppelte Behaglichkeit zu halben Kosten August 2012 / Prof. Dr. rer. nat. Klaus Bastian, ­vergl. Nr. 54.1 der Referenzbaustellen ‘01 Intro 16 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 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 ° Celsius 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! 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 Grad Celsius außen und innen 23 Grad, 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 bei minus 20 Grad Celsius 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 Grad Celsius. Der Innenraum hat mit 23 Grad Celsius dann eine Temperatur von 296 Kelvin. Die acalor-Direktwärmepumpe entzieht nun der physikalisch immer noch heißen Außenluft Energie, indem sie diese um 3 Kelvin auf 250 Kelvin (oder minus 23 Grad Celsius) abkühlt, transformiert diese Energie im Kompressor auf ein 50 Kelvin höheres Niveau und bläst das Heizgas mit nunmehr 300 Kelvin oder 27 Grad Celsius 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 Grad Celsius und tiefer ab. Das geht aber nur, wenn die überschüssige Energie in den 23 Grad Celsius warmen Innenraum abgegeben werden kann, nachdem sie vom Kompressor auf das höhere Niveau gepumpt wurde. 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 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: • ärmequelle und Übertragungsmedium W (z.B. Sole) • ärmepumpe mit Verdampfer (Sole) W und Kondensator (Heizungswasser) • Niedertemperatur-Warmwasserheizung (z.B. eine Fußbodenheizung) 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 Grad Celsius 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 des Systems. 17 von Temperaturunterschieden in der Raumluft aus und damit durch ein konvektionsfreies Raumklima. Das ist das optimale Raumklima schlechthin und besonders wichtig für Allergiker! 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 Grad Celsius kalter Außenluft etwas anfangen! 18 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 Mehr-Familienhauses 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. 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 wird. 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 Besonders interessant wird die acalor-Direktwärmepumpe hinsichtlich ihrer Betriebskosten. Das liegt an der cleveren Nutzung von Umweltwärme, die kostenlos zur Verfügung steht und 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. acalorDirektwärmepumpen 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! 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. 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 Scrollverdichters, 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 Liter 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 vollständig hermetisierten 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 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 stundenund taggenau programmierbarer Raumthermostat, der an einer zug- und sonnenscheinfreien Stelle 19 20 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. Außentemperatur abhängig. Je niedriger diese ist umso größer ist die Temperaturdifferenz, die von der acalor-Direktwärmepumpe 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: Heizleistung KW 4,2 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 4,0 Wärmebedarf bei 20°C Anschlussleistung elektrisch (Drehstrom) 2,2 kW • mittlere Leistungsaufnahme elektrisch 1,8 kW • Leistungsaufnahme Verdichter 1,7 kW • Leistungsaufnahme Drehstromventilator 0,1 kW • Heizleistung thermisch - 15°C / +25°C 4,7 kW -18 • Heizleistung thermisch - 15°C / + 35°C 4,6 kW Temperatur °C • Heizleistung thermisch + 0°C / + 25°C 7,4 kW • Heizleistung thermisch + 0°C / + 35°C 7,2 kW • Heizleistung thermisch + 15°C / + 25°C 9,8 kW • Heizleistung thermisch + 15°C / + 35°C 9,6 kW 3,6 acalorHeizleistung -13 -14 -15 -16 Sie interessieren sich ernsthafter für die acalor-Direktwärmepumpe und wollen die Realisierbarkeit in Ihrem Projekt prüfen? Dann sollten Sie die genauen Daten kennen lernen, die zur Beantwortung dieser Frage erforderlich sind: • 3,8 -12 Bei höherem Bedarf (in der Regel ab ca. 200qm2 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. Die technischen Daten der acalor-Direktwärmepumpe Wärmebedarf Die Auslegung der acalor-Direktwärmepumpe 21 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). -17 • durchschnittliche Jahresarbeitszahl 4 • Abmessungen Verdampfer L x B x H 1,4 x 0,7 x 0,3 m • Abmessungen Wärmepumpe Ø = 400 mm/h = 700 mm • bmessungen Warmwasserspeicher 200l A Ø = 480 mm /h = 1260 mm • Isolierung Warmwasserspeicher + 300 mm • Raumthermostat Hysterese 1 Kelvin Technische daten • Komponenten im Einzelnen Im Haus > Thermostat > Fußbodensystem > Heizkreisverteiler 22 > Edelstahl-Brauchwasserspeicher > Hausdurchführungen Im Außenbereich > Verdampfer mit Lüfter > Schaltschrank – Steuerung und Wärmepumpe • Technische Informationen • acalor-Anlage / außen • Bodenbeläge • Alle Vorteile auf einen Blick • Beispiele für Verkleidung von acalor-Systemen 23 Komponenten im Einzelnen 24 Thermostat Fußbodensystem Die acalor-Direktwärmepumpe ist selbstregulierend. Daher wir kein Thermostat pro Raum benötigt, sondern ein einziger pro Haus (bzw. bei größeren Objekten ein Thermostaten 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 erklärt. Zusätzlich gibt es eine ausführliche Bedienungsanleitung. Nach anfänglichem „ausprobieren“, braucht erfahrungsgemäß der Raumthermostaten ganzjährig nicht mehr bedient zu werden. Dies ist der große Vorteil eines selbstregulierenden Systems (siehe Beschreibung acalor-Direktwärmepumpe). 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 1m 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. Hausthermostat im Wohnbereich Verlegung von Kupferrohren Auslegung im Bad, Wohnbereich und Schlafzimmer 25 26 Heizkreisverteiler Edelstahl-Brauchwasserspeicher Bei Objekten bis 200qm reicht ein Heizkreisverteiler im Anschlussraum. 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! Sie bekommen bei acalor einen hochwertigen Edelstahl-Schichtenspeicher mit außenliegenden 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). Die Wärmedämmung des Warmwasserspeichers besteht aus 70 mm PU- oder Weichschaum. 27 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. Für bis zu 5 Personen ist der 200l-Speicher ausreichend. Ab 6 Personen oder mehreren gleichzeitigen Entnahmestellen empfehlen wir den 285l-Speicher. Eine Anbindung an Solar kann optional bestellt werden, ist aber bei dieser Technik weder wirtschaftlich, noch ökologisch! Heizkreisverteiler mit Brauchwasserspeicher Heizkreisverteiler • Material: Edelstahl • je außen liegender Wärmeübertrager • 200 Liter mit WD ø 68 cm x H 145cm • 285 Liter mit WD ø 68 cm x H 171cm • 350 Liter mit WD ø 68 cm x H 195cm • max. zulässiger Wasserdruck: 10 bar • max. zulässige Wassertemperatur: 95°C • Einbindung in Solaranlagen optional möglich Offener Brauchwasserspeicher mit Kupferrohren Drei Brauchwasserspeicher für größere Nutzung Hausdurchführungen Pro System benötigen wir eine Durchführung von 150 mm Durchmesser für die Hin- und Rückleitung und die Elektrokabel. Bei Kellermontage wird eine weitere Durchführung für die Entlüftung benötigt, die wir direkt mitmontieren. 28 29 Leerrohr-Bodenschnitt, Montagevariante mit Keller Leerrohr-Bodenschnitt, Montagevariante im Erdgeschoss Verdampfer mit Lüfter Drehzahlgeregelter Lüfter Im Inneren des Verdampfers sind mehr als 80m Kupferrohr verlegt. Dies und die Wahl des Kältemittels stellen sicher, dass das System auch bei sehr tiefen Außentemperaturen sehr effektiv arbeitet und auf den Einsatz von Elektrozusatzheizstäben komplett verzichtet werden kann. Seit 2011 setzt acalor die modernste Generation von Lüftern ein. Es ist ein hochwertiger Axialventilator mit flüsterleisen Owlet-Flügeln. Der Lüfter ist drehzahlgeregelt und wird abhängig von der Außentemperatur angesteuert. Die Schallemissionen sind dadurch deutlich gesunken. An über 90% der Tage im Jahr liegen die Werte im Abstand 30 31 Verdampfer / Ausführung Basis 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 Fotorealistische Darstellung des neuen Verdampfers / Ausführung Design Flüstern, eigener Atem 30 db Wohnviertel OHNE Straßenverkehr 45 db Unterhaltung Einzelgespräch 60 db Schaltschrank Der Schaltschrank beinhaltet die Wärmepumpe und die Steuereinheit des acalor-Systems. Wärmepumpe Das Herzstück des Systems ist der Verdichter mit der acalor-Technologie. Je nach Objektgröße setzt acalor unterschiedliche Verdichtergrößen ein. Wartungsfreiheit und Langlebigkeit zeichnen die Verdichter unseres Lieferanten aus. Die ersten acalor-Anlagen laufen seit 20 Jahren wartungsfrei. 32 33 Ausführung Basis 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 eine detaillierte Auslesung der Betriebsverläufe, welches Voraussetzung für noch schnellere Fehlerbehebung per Telefon bzw. durch den Service vor Ort ist. Ausführung Design Technische Informationen Kurzbeschreibung der Wärmepumpe acalor-Anlage / außen Eignung und Einsatz • Direkt-Wärmepumpe mit Scroll-Verdichter • Komplettsystem für die Außenaufstellung • Wärmequelle Außenluft • wahlweise Brauchwassererwärmung • eheizung durch Direktkondensation im B Heizestrich (Anhydrit- oder Zementestrich) • monovalente Betriebsweise Eine acalor-Direktwärmepumpe bis 9,5 kW Heizlast (bis ca. 200 m² Wohnfläche) Beschreibung der acalor-Direktwärmepumpe mit Direktkondensation 34 • erdampfer aus Aluminium auf einem voll verzinkten Stahlrahmen mit Einsatz eines drehzahl­ V geregelten Axial-Ventilator • je Wärmepumpe max. 9,5 kW Heizlast: e ­ in System bestehend aus Wärmepumpe und Verdampfer, Ausführungen für Großprojekte mit hoher Heizlast möglich • eP-Zahl bis 0,70 ohne und bis 0,63 mit zentraler Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung • Jahresarbeitszahl: 4 und höher Angewandte Normen: • EMV-Richtlinie 2004/108/EG • • Heizleistung bei A-12/W35: • WP1 -bis 4,0 kw EG-Niederspannungsrichtlinie 2006/95/EG • WP2 4,0 bis 4,5 kw EG-Druckgeräterichtlinie 97/23/EG • WP3 4,5 bis 5,5 kw • WP4 5,5 bis 6,4 kw • WP5 6,4 bis 7,9 kw • WP6 7,9 bis 9,6 kw Aufstellmaße: Verdampfer und Wärmepumpe im Außenbereich • bis 9,5 kW Heizlast (ein System) • bis 19 kW Heizlast (zwei Systeme) Montagedurchführung: Sie bekommen alles aus einer Hand: Mitarbeiter der ACALOR TECHNIK SCHEEL KG, ­ der acalor GmbH sowie zertifizierte Partnerunternehmen. 35 Zwei acalor-Direktwärmepumpen bis 19 kW Heizlast (bis ca. 350 m²) 36 Drei acalor-Direktwärmepumpen bis 28 kW Heizlast (ab ca. 350 m²) 37 Bodenbeläge 38 Wenn Sie sich für eine acalor-Direktwärmepumpe entschieden haben, ist die Auswahl von geeigneten Bodenbelägen für die spätere Funktion und den Energieverbrauch Ihrer Anlage enorm wichtig. Ist der Belag nicht verklebt, bildet die Trennschicht (Luftschicht oder Trittschalltrennlage) einen weiteren Widerstand und erhöht die notwendige Estrichtemperatur um einen undefinierten Betrag. 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. 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.) 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 (λ) gekennzeichnet. Lambda wird in der Dimension W/mK angegeben.) In den folgenden Beispielen werden unterschiedliche Belagmaterialien gegenübergestellt. Fliesen haben ein λ = 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 (0,01 m) ergibt sich ein Wärmedurchgang von 50 Watt (1,0/0,01 x 0,5) pro 1 m² Bodenbelag. Granit besitzt ein λ = 3,5 W/mK. Unter den gleichen Bedingungen stellt sich bei diesem Material ein Temperaturunterschied von nur 0,14 K zwischen Estrichund Belagoberfläche ein. Kunststoffbeläge wie z.B. Linoleum haben ein­ λ = 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 λ 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. Eine geringere Wärmeleitfähigkeit des Belages muß durch eine Erhöhung der Estrichtemperatur kompensiert werden. Die mittlere Temperatur der Estrichoberfläche kann durch zwei Methoden erhöht werden: 1. Erhöhung der Vorlauftemperatur Die Erhöhung der Vorlauftemperatur kann bei einer Heizung mit einem Wärmeverteilsystem, das auf Wasser basiert, leicht vorgenommen werden. Weil die Wärmeverluste nur leicht ansteigen, bewirkt dies eine geringe Erhöhung der Energieaufnahme (Öl, Gas, Strom) der Heizung. Bei einer acalor-Direktwärmepumpe kann die Temperatur des Arbeitsmittels auch erhöht werden. Eine Temperaturerhöhung bedeutet aber gleichzeitig eine Erhöhung des Kompressionsdruckes. Eine günstige Kondensationstemperatur der Anlage liegt bei 32° C. Diese entspricht einem Druck von ca. 10,3 bar. Erhöht man – wie in einem oben genannten Beispiel – diese Temperatur um 6 K auf 38° C, entspricht das einem Druck von 12 bar. Diese Druckerhöhung steigert die Stromaufnahme der Wärmepumpe um 11,4 %. Bei einer angenommenen jährlichen Stromaufnahme von 4.000 kWh mit gefliesten Böden entspricht das einem Mehrverbrauch von immerhin 457 kWh. Bei einer Erhöhung des Kompressionsdruckes steigt auch die Belastung vieler verwendeter Bauteile. Durch die Auswahl keramischer Fußbodenbeläge wird das sicher vermieden. 2.Verringerung des Abstandes zwischen den Kupferrohren Die Kupferrohre 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 und die Installiationskosten der Rohre steigen. 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 Verlegeabstand 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 Verlegeabstand 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. Da acalor pro Wärmepumpe maximal 1000 m Kupferrohr einbaut, ist bei Verwendung von mehr als ⅛ nicht keramischen Belägen eine Erhöhung der Kondensationstemperatur (wie unter Punkt 1. beschrieben) nicht zu vermeiden. Fazit: Die Erhöhung des Arbeitsdruckes oder die stark erhöhte Rohrmeterzahl machen die Heizung unwirtschaftlicher und belastet die Bauteile stärker. Als weiterer Nachteil eines nicht keramischen Belages hat sich gezeigt, dass die Strahlungskopplung der acalor -Direktwärmepumpe beeinträchtigt wird. Der selbstregelnde Effekt, mit dem die Ursachen der Konvektion ausgeheizt werden (kalte Flächen vor allem an Raumaußenwänden) ist stark verringert. 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. 39 Einzigartig – und genial einfach 40 Alle Vorteile der acalor-Direktwärmepumpe auf einen Blick „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 Kühlschranks 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.“ ➔ Spürbar angenehme Wärme Gesunde Strahlungswärme auch bei tiefen Außentemperaturen ➔ Gesundes Wohnklima, ideal für Allergiker, da keine Staubaufwirbelung Die Energie, die im Außenbereich gewonnen wird und im Arbeitsmittel gespeichert ist, gelangt ohne Umweg und ohne Verluste direkt zum Heizen ins Gebäude. Es wird in Kupferrohren geführt, die im Heizestrich jedes Raums verlegt sind. ➔ 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, keine 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 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 Energie- und 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 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 der kältesten Stelle 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. 41 Beispiele für Verkleidungen von acalor-Systemen 42 43 Verdampfer für beide Doppelhaushälften hinter Holzverkleidung Verdampfer hinter vorgesetzer Mauer Verdampfer im Vorgarten mit Holzverkleidung Sichtschutz mit immergrünen Kirschlorbeerpflanzen zahlen, daten, fakten 44 • Verbrauchswerte aus der Praxis • Anlagenaufwandzahl • Anbindung an Gewerke – Bauablauf > Sanitärinstallation > Elektroinstallation > Estricharbeiten • Installationsbeispiel • Temperaturprotokolle • Messprotokoll • Ausschreibungstexte 45 0,00 100,00 200,00 300,00 400,00 500,00 600,00 700,00 800,00 900,00 1.000,00 1.100,00 1.200,00 324,00 92,00 60,00 ------------ acalor Direktwärmepumpe Wärmeerzeugung Heizung: Brauchwassererzeugung: Grundgebühr Zweittarifstromzähler: 476,00 Erdwärmepumpe Wärmeerzeugung Heizung: Brauchwassererzeugung: Kosten Legionellenschutz: Grundgebühr Zweittarifstromzähler: Wartung: Pumpenstrom Wasserkreislauf Heizung: 686,00 324,00 150,00 12,00 60,00 90,00 50,00 693,00 70,00 110,00 70,00 50,00 25,00 40,00 Erdgasbrennwertheizung mit Solar Wärmeerzeugung Heizung: Brauchwassererzeugung: Grundgebühr Gaszähler: Wartung: Pumpenstrom Heizung: Pumpenstrom Solaranlage: Schornsteinfeger: 1.058,00 Grundlage: Effizienzhaus 55, Wohnfläche 150 m² Heizung und Brauchwasser* Stand 02/2012 Detaillierte Berechnung: siehe Datenblatt Heizkostenberechnung 1.088,00 726,00 150,00 12,00 60,00 90,00 50,00 Luftwasserwärmepumpe Wärmeerzeugung Heizung: Brauchwassererzeugung: Kosten Legionellenschutz: Grundgebühr Zweittarifstromzähler: Wartung: Pumpenstrom Heizung: Kostenvergleich der Heizsysteme im Einfamilienhaus 46 Jährliche Kosten Betriebskostenvergleich der acalor-Direktwärmepumpe Wertevergleich mit anderen Heizungen 47 Verbrauchswerte aus der Praxis Beispiel Ein Einfamilienhaus mit 150 m² Wohnfläche – NEUBAU Energieeffizienz 70 Wie Vergleiche mit ähnlichen Objekten ergeben haben, wären 2009 etwa 8.800 kWh an Wärme benötigt worden. Variante I: acalor-Direktwärmepumpe mit separatem Wärmepumpenstromtarif Vorraussetzung: Ein Zähler Hausstrom und ein Zähler Wärmepumpenstrom 8.800 kWh Wärmebedarf entsprechen 2.150 kWh elektrischer Leistung 48 2.150 kWh x 0,178 €/kWh 382,70 € Grundgebühr für Zweittarfmessung 65,45 € jährliche Betriebskosten 448,15€ inkl. 19% MwSt. Daraus folgt: Heizkosten pro m²: 448,15 €: 150 m² = 2,99€/m² Variante II: acalor-Direktwärmepumpe mit Ökostromtarif ohne Sonderkonditionen Vorraussetzung: Ein einziger Zähler für Hausstrom und Wärmepumpenstrom 8.800 kWh Wärmebedarf entsprechen 2.150 kWh elektrischer Leistung 2.150 kWh x 0,21 €/kWh Grundgebühr für Zweittarfmessung jährliche Betriebskosten 451,50 € entfällt 451,50 € inkl. 19% MwSt. Daraus folgt: Heizkosten pro m²: 451,50 €: 150 m² = 3,01 €/m² 49 Anlagenaufwandzahl: Die ep-Zahl 50 Für die energetische Gesamtbewertung eines ­Objektes wird ein Energieausweis (Wärmeschutznachweis) erstellt. Dieser berücksichtigt alle Komponenten des Hauses, wie z. B. Dämmwerte der einzelnen Bauteile. nungsgrundlagen 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 Heizysteme vergleichen zu können, hat der Gesetzgeber für alle verbindliche Berech- 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. 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. 51 Anbindung an Gewerke – Bauablauf Sanitär- und Heizungsinstallation Sie haben im Objektablauf klar definierte Schnittstellen zu den Gewerken Elektro und Sanitär. 52 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 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. • • Firma Sanitär- und Heizungsbau Musterstraße 0 00000 Musterstadt Daten Sanitärinstallation BV: Mustermann Sehr geehrte Damen und Herren, hiermit erhalten Sie mit der Anlage die Zeichnungen vom Warmwasserbereiter und dessen Standort. Der Trinkwasseranschluss des Warmwasserbereiters ist bauseits durch einen vom Versorgungsunternehmen autorisierten Sanitärinstallateur vorzunehmen. Der Einbau einer Sicherheitsgruppe und eines Brauchwassermischventils in den Heißwasserabgang bzw. Kaltwasseranschluss des Warmwasserspeichers sind zwingend notwendig (siehe Anlage „MT 52“, Anschlussschema S3 bzw. S4). Es wird empfohlen, ein Ausdenungsgefäß einzubauen. Dieses Zubehör ist nicht im Lieferumfang enthalten. Der Raum, in dem sich der Speicher befindet, ist bauseits nach außen mit einem HT- bzw. KG-Rohr DN 100 zu belüften. Bitte beachten Sie, dass im Bereich des Warmwasserspeichers keine anderen Hauseinführungen vorhanden sind (z.B. Strom, Telefon oder Wasser) ! Für weitere Fragen stehen wir Ihnen zur Verfügung. Mit freundlichen Grüßen Ihr acalor-Team 53 Elektroinstallation Estricharbeiten Der Bauablauf ist klar beschrieben, die Schnittstellen eindeutig definiert. 54 • Firma Elektroinstallation Musterstraße 0 • 00000 Musterstadt Daten Elektroinstallation BV: Mustermann Sehr geehrte Damen und Herren, hiermit erhalten Sie mit der Anlage die Zeichnungen für die Elektrozuleitungen und Platzierungsvorschläge der Raumthermostaten, sowie einige technische Datenblätter zu Ihrer weiteren Verwendung. Da einige Energieversorungsunternehmen (EVU) spezielle Wärmepumpentarife anbieten, haben die Bauherren hier die Möglichkeit, günstigen Strom für ihre Wärmepumpe zu beziehen. Dabei ist eine Grundvoraussetzung gegeben, dass ein zweiter Zählerplatz eingerichtet wird. Wir werden für das Bauvorhaben den Sondervertrag des Energieversorgers zum Betrieb von Wärmepumpen mit einer Stromunterbrechung von 2,5 h berücksichtigen. Der Steuerungskasten der Direktwärmepumpe wird im Außenbereich an der Wärmepumpe montiert. - 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 aus, 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. 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. Es ist eine Zuleitung 5 x 4 mm² (Erdkabel), 3 x 25 Ampere (träge) abgesichert vom Zählerschrnk (Wärmepumpenzähler) zum Standort der Wärmepumpe vorzusehen. Es ist eine Leitung 5 x 1,5 mm² (Erdkabel) von jedem Raumthermostat zum Standort der Direktwärmepumpe vorzusehen. Dabei ist zu beachten, dass in der Regel nur ein Thermostat bei der Inbetriebnahme installiert wird, und die andere Dose blind zu setzen ist. Es sind zwei Leitungen 5 x 1,5 mm² (Erdkabel) vom WW Bereiter zum Standort der Direktwärmepumpe vorzusehen. Es ist eine Leitung 5 x 1,5 mm² (Erdkabel) von der Heizkreisverteilung zum Standort der Direktwärmepumpe vorzusehen. Die Elektroleitungen können durch das vorbereitete Leerrohr DN 150 nach draußen gezogen werden und mit in den Graben für die Heizungszuleitung zum Standort der Direktwärmepume geführt werden. Für weitere Fragen stehen wir Ihnen gern unter o.g. Telefon-Nummer zur Verfügung. Mit freundlichen Grüßen Ihr acalor-Team Darstellung Kupferrohre auf Dämmung mit Estrichlage 55 Installationsbeispiel Installationsbeispiel Grundriss – Erdgeschoss Grundriss – Obergeschoss 56 57 Legende zur Zeichnung 1. Warmwasserbereiter (200 l Edelstahlspeicher) 2.Heizkreisverteilung (Kugelventilbatterie im AP-Verteilerschrank, weiß; B/H/T: ca. 732/620/125 mm) 3. Leerrohr DN 150 zur Einführung der Kondensat- und Elektroleitungen 4. Belüftung KG Rohr DN 100 oder in 5 x 10 cm Flachkanal 5.Raumthermostat ca. 1,40 m hoch vom FFB (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 Temperaturprotokoll 58 59 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 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. 60 Messprotokoll A 5 / W 24,4 von Dipl.-Ing. Henning W. Scheel Am 3. 4. 2007 habe ich in der Zeit von 5.30 - 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 Heizungsbestimmung 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 24,4°C erwärmt. Daraus errechnete ich: Heizleistung PHeiz = 743,5 x 16,5 / 860 = 14.265 W. Um 8.30 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: Relative Luftfeuchtigkeit der Außenluft ca. 84% Mittlere Außenluft-Abkühlung 5,0° auf 2,0°C Verdampfungsenddruck 2,73 bar = -7,3°C Saugdruck vor Verdichter 2,68 bar = -7,8°C = Tu Am Verdampfer angefrorene Wassermenge ca. 6 l/h Heißgastemperaturen an dem Verdichter-Druckstutzen 59°C Heißgastemperatur am Eingang des Plattenwärmeübertragers 57°C Druck in der Heißgasleitung 8,5 bar = 25,2°C = To Druck vor dem Einspriztventil 8,2 bar = 24,1°C Temperatur (To - Tu) 33,0 K Kondensatunterkühlung im Sauggas-Wärmeübertrag von 19,5 °C auf 17,1 °C Verdampfungsüberhitzung in Sauggas-Wärmeübertrag 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 2 Drehstromventilatoren + Elektronik 220 W Gemessene Leistungsaufnahme der WP 2.941 W Aus Luftabkühlung errech. Verdampferleistung 3,0 x 7.400 x 0,34 7.548 W Aus kondensiertem Wasser errechnete „ 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 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 61 Ausschreibungstexte Intelligente Systemlösung von acalor zum Heizen und Kühlen von Wohngebäuden ­ und Gewerbeobjekten als Komplettpaket aus einer Hand 1 Stück wartungsfreies acalor-Direktwärmepumpensystem bestehend aus: Wärmeerzeugung: Direktwärmepumpenanlage bestehend aus: 62 • croll Verdichter, Heizleistung gemäß S ­Auslegung. • ochleistungs-Kupferrohr-Verdampfer in H ­korrosionsbeständigem Aluminiumgehäuse ­ inkl. Betonfundament. • teuerung und Wärmepumpe in wetterfestem S Schaltschrank im Außenbereich. Warmwasserbereitung: 200l Schichtenspeicher aus Edelstahl ­ für ­Wassertemperaturen über 65° C, Temperaturvorwahldrehschalter, ­Wärmedämmung (bis 5 Personen-Haushalt). 285l Schichtenspeicher aus Edelstahl ­­ für Wassertemperaturen über 65° C Temperaturvorwahldrehschalter, Wärmedämmung.(ab 6 Personen im Haushalt). Echte Kühlfunktion (optional): Zulage für echte Kühlfunktion. Wärmeverteilung: • F ußbodenheizung mit Direktkondensation ­­­ (ohne Wasserkreislauf: die Wärme wird direkt in die Fußbodenheizung geleitet), in optimiertem Verlegeabstand nach Wärmebedarfsberechnung für jeden einzelnen Raum. • eizkreisverteilerstation zur Voreinstellung und H Nachregelung bedarfsgerechter Temperaturverteilungen. • Innenraum-Temperatur-Sensor mit elektronischer Regeleinheit, programmierbarem Bedienteil und übersichtlichem Display. 1 Stück für Gebäude bis ca. 200 m Wohnfläche 2 Stück für Gebäude über 200 m Wohnfläche Für Großobjekte bitte Anzahl der acalor-­ Systeme individuell anfragen 2 2 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 Wärmerück-­ gewinnung (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. 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 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. 63 64 Referenzobjekte 65 Einfamilienhaus in Unna und Ennepetal Einfamilienhaus in Ennepetal 66 67 Wohnfläche 160 m2 acalor-Direktwärmepumpe seit 2011 Wohnfläche 132 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 acalor-Heizungsanlage 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! Wohnfläche 160 m2 acalor-Direktwärmepumpe seit 1999 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 Einfamilienhaus in Sulzbach Einfamilienhaus in Kamen 68 69 acalor-Direktwärmepumpe seit 2012 Wohnfläche 180 m2, 2 Anlagen acalor-Direktwärmepumpe seit 2007 Kernsaniertes Bauernhaus im Bergischen 70 71 Wohnfläche 600 m2, 3 Wohneinheiten acalor-Direktwärmepumpe seit 2009 Je ein Brauchwasser-Schichtenspeicher pro Wohneinheit Wohnzimmer Mehrere Verdampfer nebeneinander Küche Bad Einfamilienhaus in Remscheid Einfamilienhaus in Luxemburg und Ennepetal 72 73 Wohnfläche 200 m2 acalor-Direktwärmepumpe seit 2009 Wohnfläche 113 m2 acalor-Direktwärmepumpe seit 2009 Kupferrohrverlegung im Bad Kupferrohrverlegung im Flur Kupferrohrverlegung im Wohnzimmer Kupferrohrverlegung im Schlafzimmer Wohnfläche 170 m2 acalor-Direktwärmepumpe seit 2010 Einfamilienhaus (Musterhaus) in Mannheim Einfamilienhaus (Musterhaus) in Hessdorf 74 75 Wohnfläche 160 m2 acalor-Direktwärmepumpe seit 2010 Wohnfläche 162 m2 Gewächshaus in Straelen 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 76 77 45 m2 und 75 m2 Fläche Diakonie Wohnheim in Neustrelitz „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) „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 „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 vollen Zufriedenheit. Mit Heizkosten ohne Warmwasser von 300 - 350 EUR (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.“ Familie Bastian aus Leipzig Nutzfläche ca. 350 m2 acalor-Direktwärmepumpe seit 2009 10 Doppelhaushälften in Wuppertal Mehrfamilienhaus in Wesenberg 78 79 Wohnfläche DHH je 130 m2 je 1 Anlage pro Haus, 6,5 - 8 kW, acalor-Direktwärmepumpe seit 2009 8 Wohnungen zwischen 45 m2 und 75 m2 Wohnfläche acalor-Direktwärmepumpe seit 2009 Hotel Bergmühle in Bansin Kirchengebäude in Berlin 80 81 Wohnfläche 560 m2 acalor-Direktwärmepumpe seit 2006 Nutzfläche ca. 485 m2 acalor-Direktwärmepumpe seit 2009 Verlegearbeiten im Kirchsaal Gewerbehalle in Remscheid Neuapostolische Kirche in Sangerhausen 82 83 Nutzfläche 110 m2, 6,6 kW, 1 Anlage acalor-Direktwärmepumpe seit 2010 Verlegung der Kupferrohre direkt in die Bodenplatte Fläche 328 m2 acalor-Direktwärmepumpe seit 2012 Veranstaltungshalle in Schwelm 84 85 Fläche 2.200 m2 acalor-Direktwärmepumpe seit 2011 Große Veranstaltungshalle für bis zu 800 Personen. 12 Wärmepumpen kommen hier zum Einsatz. Die Halle wird vielfältig genutzt: unter anderem als Kfz Prüfhalle oder für Büroeinheiten Verlegung von Kupferrohren Wohnhaus im Skigebiet Serfaus (A) Einfamilienhaus in Remscheid 86 87 Fläche 364 m2 acalor-Direktwärmepumpe seit 2012 Wohnhaus mit Ferienwohnung und HeilpraktikerPraxis mit Hartmut-Therapie auf 1.400m Höhe Fläche 330 m2 acalor-Direktwärmepumpe seit 2012 88 unterschiedliche heizmöglichkeiten • acalor-Infrarot-Strom-Heizungen • Auswirkungen der unterschiedlichen Heizmöglichkeiten 89 acalor-Infrarot-Strom-Heizungen Baubiologische Stellungnahme zur Effizienz von Infrarot-Heizkörpern in Bädern in Verbindung mit Wärmepumpen Die Effizienz einer Wärmepumpe wird bei wassergeführten Heizungen durch die Höhe der Vorlauftemperatur und bei der Direktwärmepumpe durch den Betriebsdruck bestimmt. Je niedriger die Werte, umso effektiver arbeitet die Wärmepumpe. Daher ist ein echt effektiver Betrieb nur mit Flächenheizsystemen (in der Regel Fußbodenheizungen) sinnvoll und sparsam. 90 Die Bäder sind die Räume, die temporär die höchsten Temperaturen benötigen, gleichzeitig aber von der Heizfläche begrenzt sind. Technisch ist es jetzt möglich, dauerhaft die Temperatur in den Bädern zu erhöhen, z. B. auf 23 –24° C, in dem die Vorlauftemperatur (bei herkömmlichen Wärmepumpen) bzw. der Betriebsdruck (bei Direktwärmepumpen) für das gesamte Haus erhöht wird. Dies bedeutet eine deutlich geringere Effizienz der Anlage. Wirtschaftlicher ist folgende Lösung: Die Wärmepumpe liefert kontinuierlich die Grundwärme in den Bädern, z. B. 21°C und ein Zusatzheizkörper erhöht diese Temperatur bei Bedarf um ca. 2°C für die kurze Zeit des Badaufenthaltes. Dies ist der sparsamste und gleichzeitig komfortabelste Betrieb. Über ein Zusatzthermostat und/oder eine Zeitschaltuhr wird der Infrarotheizkörper zugeschaltet. Die Wärme ist sofort verfügbar. Es wäre auch eine nachträgliche Montage unter der Decke mit elektrischem Anschluss an die Beleuchtung denkbar oder z. B. über einen Infrarot-Heizspiegel an der Wand. Direkt beim Ein- schalten des Lichtes wird dann die Zusatzwärme erzeugt. Infrarotwärme strahlt in den gesamten Raum und ist auch von der Decke aus schnell angenehm wahrnehmbar. Statt also die Wärmepumpe für das gesamte Haus durch Erhöhung der Vorlauftemperatur bzw. des Betriebsdruckes deutlich uneffektiver zu machen, ist für den Nutzer die Installation eines Infrarotheizkörpers erheblich sparsamer. Die Investition amortisiert sich bereits nach wenigen Jahren, in Extremfällen auch bereits nach einem Jahr! Eine Nachrüstung ist für fast jede Situation auch ohne großen Montageaufwand machbar. als Standheizung 91 Zusätzlicher Spareffekt beim Vergleich der Heizzeiten: Variante a) die Wärmepumpe liefert die erforderlichen ca. 300W Heizlast um das Bad durchgängig auf 24°C zu erwärmen. Dies geschieht mit einer Jahresarbeitszahl von 4, allerdings durchgängig 24h lang. Variante b) die zusätzlich erforderlichen 300W werden durch den Badheizkörper elektrisch erzeugt mit einer Jahresarbeitszahl von 1, dafür allerdings nur an insgesamt 2-3h am Tag. Fazit: Trotz des deutlich schlechteren Wirkungsgrades von 1 sind die elektrischen Betriebskosten bei Variante b) mit Zusatzheizkörper deutlich niedriger, da gezielt nur 2-3 h zugeheizt werden muss. Infrarotwärme ist sofort verfügbar. Wohnraumheizung Heizspiegel Natursteinheizung Glasheizung Auswirkungen der unterschiedlichen Heizmöglichkeiten Konvektionsheizungen 92 Hierbei handelt es sich um Heizsysteme, bei denen im Raum an einzelnen Stellen sehr hohe Temperaturen erzeugt werden. Dies geschieht in der Praxis über Heizkörper an den Wänden. Die Raumluft wird erwärmt und über Luftbewegungen im ganzen Raum verteilt. Hierbei entstehen große Temperaturunterschiede in einem Raum. Die Luft an der Decke ist deutlich wärmer als die Luft über dem Boden. In der Nähe des Heizkörpers sind deutlich höhere Temperaturen wahrnehmbar als am anderen Ende des Raumes. Es wird permanent Hausstaub aufgewirbelt und im Raum verteilt. Ein gravierender Effekt ist kaum bekannt: ab Temperaturen von ca. 50° C wird der normale Hausstaub in der Luft zu lungengängigem Feinstaub verbrannt. Man nennt diesen Vorgang vergällen. Wissenschaftler haben nachgewiesen, dass dieser Feinstaub in Wohnungen einen großen Anteil an der Entstehung von Lungenkrebs hat. Fast alle Heizsysteme mit Heizkörpern benötigen im Winter Temperaturen, bei denen dieser Prozess stattfindet. Das Einatmen dieses lungengängigen Feinstaubes erfolgt im Winter täglich über viele Stunden. Dieser Effekt lässt sich minimieren durch folgende Maßnahme: häufig stoßweise lüften, indem für wenige Minuten Durchzug herrscht und somit schneller Luftaustausch erfolgt. Die Vorlauftemperatur der Heizung möglichst niedrig halten. Dies geschieht durch folgende Maßnahmen: kontinuierlich 24h durchheizen, also keine Nachtabsenkung aktivieren und die Vorlauftemperaturen von Hand so weit herunterdrehen, dass bei durchgängigem Heizen eine angenehme Atmosphäre spürbar ist. Gegebenenfalls in kalten Räumen die Heizkörper gegen ein größeres Modell austauschen. Luft-Luft-Heizsysteme, z. B. Luft-Luft-Wärmepumpen Hierbei wird das Haus durch das Einblasen von warmer Luft geheizt. Die nachteiligen Effekte auf das Wohnklima sind noch gravierender. Neben den oben beschriebenen Nachteilen bei Systemen mit Heizkörpern treten zusätzlich folgende Effekte auf: Die warme eingeblasene Luft ist sehr trocken, da sie ständig erwärtm wird. Dies nehmen Menschen meistens als unangenehm wahr. Es ist ähnlich wie bei der Heizluft im Auto.Die Staubaufwirbelung ist maximal. Häufig treten bei den Bewohnern nach einiger Zeit Erkrankungen der Atemwege auf, die oftmals nicht in Zusammenhang mit dem Heizsystem gebracht werden. Wassergeführte Fußbodenheizungen Heizsysteme, die die Wärme über wassergeführte Flächenheizsysteme im Boden abgeben, reduzieren die Nachteile von einzelnen Heizkörpern deutlich. Die Luftverwirbelungen sind deutlich geringer, der Anteil der gesunden abstrahlenden Wärme ist deutlich höher, bei ca. 60 %. Da in einem Raum unterschiedliche Temperaturzonen entstehen, gibt es immer noch Luftverwirbelungen und einen Temperaturunterschied zwischen Boden und Decke von 2 - 3°C. Staubaufwirbelungen und zu warme Füße und Beine reduzieren das Wohlbefinden. Wassergeführte Fußbodenheizungen werden als Ursache von Fuß- und Venenerkrankungen vermutet. In seinem Buch Falsch geheizt ist halb gestorben beschreibt der Autor A. Eisenschink, wie in einem Raum in einem einzigen Wirbel die gesamte Warmluftschicht hochzieht und dadurch permanent Staub aufwirbelt. Generell sollte darauf geachtet werden, dass die Vorlauftemperaturen so niedrig wie möglich gehalten werden. Nachtabsenkungen sollten vermieden werden, da diese in der Regel höhere Vorlauftemperaturen erforderlich machen. Wassergeführte Wandheizungssyteme Im Unterschied zur Fußbodenheizung ist die Wärmeverteilung gleichmäßiger, niedrigere Vorlauftemperaturen und weniger Luftverwirbelungen erzeugen somit ein deutlich gesünderes Klima in den Räumen. Der Aufwand und somit die Kosten bei der Installation sind sehr hoch. Dies ist häufig ein Nachteil für diese gesunde Form der Heizung, die als eines der Systeme gilt, die von Baubiologen empfohlen werden. Kachelofen, Grundofen Dieses Prinzip des Heizens erzeugt gesunde Strahlungswärme. Das wussten bereits die alten Römer. Nachteilig ist die Tatsache, dass über Verbrennung, also weitere Klimaerwärmung das Haus geheizt wird und die Strahlungswärme nur in dem Raum wirkt, in dem der Ofen steht. Ebenso muss kontinuierlich befeuert werden. Heizsystem mit Infrarot-Wärme Fußbodenheizung mit Direktkondensation, Direktwärmepumpe Dieses Prinzip kombiniert die Vorteile aller oben genannten Systemen mit anteiliger Strahlungswärme (wassergeführter Fußbodenheizung, Wandheizung) und arbeitet auch bei tiefen Temperaturen sehr sparsam. Die Wärme wird über eine Flächenheizung (in der Regel Fußbodenheizung) abgegeben. In den Heizschlangen fließt kein Wasser, sondern direkt das Kältemittel. Die im Außenbereich erzeugte Wärme wird direkt zum Heizen genutzt. Das System ist selbstregulierend und gibt die Wärme immer an den kältesten Stellen im Raum ab. Dadurch entsteht reine Infrarot-Strahlungswärme. Die Temperatur direkt über dem Boden und an der Decke ist fast identisch. Diese gleichmäßige Wärme empfindet der Mensch als sehr angenehm. Nicht die Luft, sondern die Körper im Raum werden erwärmt. Fazit: Bei Systemen, die über Erwärmung der Luft die Wohnräume heizen, empfindet der Bewohner häufig eine unangenehme Atmosphäre, ohne dies wirklich zuordnen zu können. Diese entsteht dadurch, dass der Körper die großen Unterschiede zwischen der Lufttemperatur und den Wänden registriert. Der erhöhte Staubanteil in der Luft verstärkt dies. Bei Systemen, die über die Erwärmung von Masse die Wohnräume heizen, Infrarot-Wärme, empfindet der Nutzer häufig als angenehme Wärme sowohl am Körper als auch im Raum. Menschen, die solche Räume betreten, merken häufig den angenehmen Zustand, können es jedoch nicht zuordnen. 93 94 rund um acalor • Presse • Nachhaltigkeit • Über 20 Jahre Bestehen 95 Presse 96 97 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 „greenhome“ / 2010 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 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 „Wohnung + Gesundheit“ 12/2009 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 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 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 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 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 Nachhaltigkeit alor c a e r h a J 0 2 r Ü be 98 • ei der Materialauswahl achten wir auf hohe B Qualität und nicht nur auf den Preis. • ir arbeiten möglichst mit deutschen HerstelW lern. In Einzelfällen, im Ausnahmefall, gehen wir über Europa hinaus. • ei einem Hersteller oder Händler interessieren B 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. • ir achten darauf geachtet welche Speditionen W verwendet werden. • ie Mitarbeiter werden nach der Teamfähigkeit D ausgewählt. • ie Kosten für die Kinderbetreuung der ACALORD Mitarbeiter in Lübow werden übernommen. • ie örtliche Schule und der Kindegarten in D Lübow werden durch Spenden und Ähnliches unterstützt. • as Kinderhilfswerk Yapahuwwa in Sri Lanka D wird durch die acalor GmbH finanziell und persönlich betreut. • ie Mitarbeiter der ACALOR TECHNIK SCHEEL KG D werden vorzugsweise bei der Handwerkskammer Schwerin geschult. • CALOR TECHNIK SCHEEL KG ist ein InnungsbeA trieb und damit auch beteiligt an Bildungsprogrammen der SHK Innung. • eide Unternehmen, die ACALOR TECHNIK B SCHEEL KG und acalor GmbH schulen und bilden ihre Mitarbeiter in fachlichen und persönlichen Richtungen. ht nur eine ACALOR – nic re h Ja hilosophie, 0 2 ls a Mehr ndern eine P so , te h ic h sc er nsge it dem Gründ m Unternehme g n e s e h lc erk, we g Scheel ­ein Lebensw l.-Ing. Hennin ip D n rr e H und Erfindern verknüpft ist. gefahrenen egen die fest g ch si , ft a h en und neue Seine Bereitsc e durchzusetz ch n ra B r e d e rfolges. Glaubenssätz ndlage des E ru G ie d n re a en, w Wege zu geh HEEL KG R TECHNIK SC LO A C A r e d g n hren ndu den ersten Ja Nach der Grü in l e e ch S rr e ee ein 3 hat H aus seiner Id m im Jahre 199 u ), it Ze d n lches (Geld u twickeln, we n e viel investiert zu t k u d Premiumpro chhaltigem serien­reifes ie sich mit na d , rt h rü e b n he häftigen. gerade Mensc Wohnen besc m e d n su e g d r Bauen un welches übe gewachsen, n e m h e e m e rn t ­ te Un epumpens­ ys Hieraus ist ein te Direktwärm n la p e g ll e u umsetzt. 300 individ d europaweit n u d n la ch pro Jahr deuts 99 100 Häufig gestellte Fragen 101 Häufig gestellte Fragen Was unterscheidet acalor von herkömmlichen Wärmepumpensystemen? chen Kältemitteln müssen einmal jährlich geprüft werden und das Kältemittel gegebenenfalls ersetzt werden. Diese Kosten sparen Sie bei acalor. 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. 102 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. 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 Zuheizen 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 nachregulieren. (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? Kupfer hat eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit. Korrosionsschäden am Kupfer können nur durch Kann ich Geld sparen und wie hoch ist die Ersparnis? Wasser entstehen. Da in den acalor-Heizkreisen kein Wasser fließt, ist das Kupfer auch nach Jahrzenten noch unversehrt. Dies bestätigen umfangreiche Gutachten. Welches Kältemittel setzt acalor ein? 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. 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. 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. Wie oft muss das System gewartet werden? acalor ist eines der wenigen Wärmepumpensysteme, welches wartungsfrei ist. Anlagen mit herkömmli- 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. Wie funktioniert die Erwärmung von Brauchwasser? Sie bekommen mit der Heizung die Brauchwasser­ erwärmung 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. Wie hoch ist die Investition? 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. Können Sie Referenzanlagen vorweisen? Seit wann baut acalor diese Anlagen? 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 Vor-Ort–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“. Der Name acalor kommt aus dem Spanischen und bedeutet: Für die Wärme – für die Behaglichkeit. 103 104 fachbegriffe 105 Fachbegriffe Anlagenaufwandszahl (eP) Die Anlagenaufwandszahl(Formelzeichen eP)beschreibt das Verhältnis von Aufwand an Primärenergie zum erwünschten Nutzen (Energiebedarf) eines gesamten Anlagensystems. 106 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.). Eine niedrige Anlagenaufwandszahl deutet auf eine effiziente Nutzung von Primärenergie hin. 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 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. Das IBExU (Institut für Brandschutz, Explosionsschutz und Umweltschutz an der Technischen Universität Bergakademie Freiberg) – 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 Wärme pumpen-Heizungssystem 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. Berstdruck 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. 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 in dem 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). Direktkondensation Je geringer der Druck ist, desto kälter ist das Kältemittel und umgekehrt: je höher der Druck ist, desto wärmer ist das Kältemittel. Elektrische Zusatzheizung 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 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. Viele Wärmepumpen schaffen es aus technischen Gründen das warme Brauchwasser auf nur 50°C bis 60°C aufzuheizen. Dadurch besteht die Gefahr, dass sich gesundheitsschädigende Legionellen (Bakterien) bilden 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 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 Energiesparverordnung (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. Heizleistung Heizleistung ist die Wärmemenge pro Zeit, die den Wohnraum heizt. 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. 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 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 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. Kelvin 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. 107 Kondensationsdruck Gibt es in einem Gefäß (mit überall gleichen Temperaturen) gleichzeitig flüssiges und gasförmiges Kältemittel, entspricht diese Temperatur dem Kondensationsdruck des Kältemittels bei dieser Temperatur. 108 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 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. Kondensationswärme Die Kondensationswärme ist die Wärmemenge, die benötigt wird um eine bestimmte Menge eines Stoffes vom gasförmigen in einen 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. Raumthermostat Das Raumthermostat ist ein technisches Bauteil der acalor-Direktwärmepumpe. Es dient zur Regelung der Raumlufttemperatur im Haus. An diesen Raumthermostaten können verschiedene Programme gewählt werden, um bestimmte Nacht-und Tagestemperaturen einzustellen. Rohrsystem Das Rohrsystem ist eines der wichtigsten Bauteile der acalor-Direktwärmepumpe, da über dieses Rohrsystem im Haus die Heizwärme abgegeben wird. Es besteht aus blankem Kupferrohr und wird ausschließlich durch unsere Mitarbeiter vor allem im 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. 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%. 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. Ventilator 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. Verdampfer 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 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. Schauglas Wärmestau 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. Bei Heizsystemen mit hohem Konvektionsanteil (hoher 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. Wärmestrahlung Wärmestrahlung oder thermische Strahlung ist der Mechanismus zur Übertragung thermischer Energie. Den alltäglichen Effekt der Wärmestrahlung kann man im Winter bei Skiläufern in den Alpen Warmwasserspeicher Dies ist ein technisches Bauteil der acalor-Direktwärmepumpe, welches dazu dient warmes Brauchwasser zu produzieren. Zonenregelung Die Wohnräume eines Hauses werden in unterschiedliche Heizzonen aufgeteilt. Jede Heizzone wird durch einen eigenen Kupferrohrkreis mit der gewünschten Wärme versorgt. Unsere Raumtemperatur-Empfehlung Badezimmer: 23°C­ Wohnzimmer: 22°C Kinderzimmer: 20°C bis 21°C Schlafzimmer: 18°C bis 19°C Am zugehörigen Kugelventil der Kugelventilbatterie können die Temperaturen der Zimmer verändert werden. 109 Sehr geehrte Leserin, sehr geehrter Leser, hier haben wir Ihnen einen überschaubaren Auszug über das System vorgestellt. Und freuen uns, dass Sie sich dafür interessieren. 110 Für weitere Informationen stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung. Sei es die Mitarbeiter vom Montageteam oder von der Technik, ­Entwicklung, Montage, 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 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. 111 112 acalor GmbH ©2012/2. Auflage Satz: Designbüro Schweitzer-Herbold, Wuppertal Fotonachweis: Fotolia: S.6 picsfive, S.10 Christian Nitz, S.17 arsdigital, S.18 Amir Kaljikovic, S.38 Monkey Business, digitalvox, yosef19, S.60 Jean Kobben, S.63 wildworx, S.92 nyul, S.102 Elena Baryshkina / istockphoto: S.20 ooyoo, S. 98 Smitt / photocase: S.21 Andreas Siegel. Druck: HP Nacke, Wuppertal gesund & effizient spürbar wohlfühlen Das innovative System Servicehotline: 0 38 41/32 77 144 täglich auch an Wochenenden und Feiertagen für Wärme und Kühlung mit Direktwärmepumpe spürbar wohlfühlen gesund & effizient Vertrieb Süd und West, technische Beratung: acalor GmbH Sonnenweg 25, D-58256 Ennepetal Telefon:+49 (0) 23 33/86998-0 Telefax: +49 (0) 23 33/86998-99 E-Mail:[email protected] www.acalor-direkt.de Vertrieb Nord und Ost, Technik und Entwicklung: ACALOR TECHNIK SCHEEL KG Sandbauernhof, D-23972 Lübow Telefon: + 49 (0) 38 41/32 77 10 Telefax: + 49 (0) 38 41/32 77 110 E-Mail:[email protected] www.acalor.de
