Das innovative System
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10 JAHREGEWÄHRG LEISTUN ... auf a!ll! e Teile 5 JAHRE G E WÄ H RLEISTUNG ... auf a!ll! e Teile Optional möglich Das innovative System für Wärme und Kühlung mit Direktwärmepumpe spürbar wohlfühlen gesund & effizient Inhaltsverzeichnis Allgemeine Informationen ........................................................................................................................................... 5 acalor – Die Direktwärmepumpe Das innovative System für Wärme und Kühlung • acalor Erfinder Henning W. Scheel Liebe Interessentin, lieber Interessent, liebe Freunde, 2 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. • Warum funktioniert die acalor-Direktwärmepumpe Der Heizprozess • Baubiologisch gesundes Wohnen Gesundes Heizen, gesundes Kühlen Technische Daten ............................................................................................................................................................. 13 • Komponenten im Einzelnen Im Haus > Thermostat 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. > Fußbodensystem 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. > Hausdurchführungen 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 > Heizkreisverteiler > Edelstahl-Brauchwasserspeicher Im Außenbereich > acalor-Anlage / außen > Verdampfer mit Lüfter > Schallpegelvergleich > Schaltschrank – Steuerung und Wärmepumpe > Premiumverkleidung • Bodenbeläge Zahlen, Daten, Fakten .................................................................................................................................................... 23 • Betriebskostenvergleich • Kundenverbräuche • Anlagenaufwandzahl • Vorteile auf einen Blick • Messprotokoll Referenzobjekte ................................................................................................................................................................. 31 Häufig gestellte Fragen.................................................................................................................................................. 35 3 4 Allgemeine Informationen acalor – Die Direktwärmepumpe Das innovative System für Wärme und Kühlung • • Warum funktioniert die acalor-Direktwärmepumpe Der Heizprozess • Baubiologisch gesundes Wohnen Gesundes Heizen, gesundes Kühlen 5 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: 6 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. 7 Fußbodenheizung mit einzelnen Heizkreisen Wasserspeicher Zentraleinheit (Ø=70 cmH=150 cm) mit Wärmepumpe (60 x 50 cm) 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. Hochleistungsverdampfer (131 x 80 cm/H=120 cm) Wir empfehlen daher, die Kühlfunktion grundsätzlich den ganzen Sommer über zu aktivieren. Das System wird dann über das Thermostat aktiviert, wenn die Raumtemperatur leicht angestiegen ist und schaltet automatisch ab, wenn die eingestellte Solltemperatur erreicht ist. Da der Wirkungsgrad beim Kühlen sehr hoch ist, sind die Betriebskosten für den Kühlbetrieb niedriger, als für ein einziges herkömmliches Klimagerät für einen Einzelraum. Die spezielle Steuereinheit sorgt dafür, dass auch im Kühlbetrieb jederzeit heißes Brauchwasser zur Verfügung steht. Eine Nachrüstung der Kühlfunktion bei bestehenden Anlagen ist möglich. Es ist allerdings deutlich günstiger, wenn die Kühlfunktion direkt beim Neubau mit eingebaut wird, da der nachträgliche Umbau zusätzlichen Montageaufwand erfordert. Der Nutzer hat mit der Kühlfunktion somit mehrere Vorteile in einem System vereint: • Echte Kühlfunktion, d.h. eingestellte 23°C ­­­ Raumtemperatur auch bei langen Hitzeperioden. • Gesundes Kühlen, keine Zugerscheinungen, ­keine Verkeimung wie bei herkömmlichen ­Klimaanlagen. • ehr niedrige Betriebskosten, keine WartungsS und Reinigungskosten. Warum funktioniert die acalor-Direktwärmepumpe Die acalor-Direktwärmepumpe ist eine Kältemaschine wie sie millionenfach verwendet wird. Die Besonderheiten liegen in der Anpassung des Systems auf die spezielle Aufgabe Wärmeenergie effizient zu gewinnen, zu transportieren und besonders behaglich abzugeben. Jede Kältemaschine nutzt den thermodynamischen Kreisprozess. 8 Zu diesem Kreisprozess gehören vier Begriffe. -Verdampfen -Verdichten -Kondensieren -Expandieren Verdampfen: Jeder Stoff kann in drei Aggregatzuständen auftreten. Gasförmig, flüssig und fest. Das Verdampfen beschreibt den Übergang vom flüssigen in den gasförmigen Zustand. Eine Flüssigkeit z.B. Wasser in einem Kochtopf kann bis zu ihrem Siedepunkt erwärmt werden. Je Grad Erwärmung werden für ein kg Wasser dafür 4,19 kJ Energie benötigt. Im Fall vom Wasser liegt der Siedepunkt bei 1 bar Luftdruck bei 100°C. Siedet das Wasser im Topf wird sehr viel Energie zugeführt. Die Temperatur des Wassers ändert sich aber nicht. Um ein kg Wasser zu verdampfen werden 2453 kJ Energie benötigt. Das ist 585 mal mehr Energie als für das Erwärmen benötigt wird. Ist alles Wasser verdampft, steigt die Temperatur des Dampfes an. Je Grad Erwärmung werden für ein kg Wasserdampf dafür 2,08 kJ Energie benötigt. Die Verdampfungstemperatur oder der Siedepunkt kann verändert werden. Sinkt der Umgebungsdruck so verringert sich die Verdampfungstemperatur. Daher siedet Wasser in großer Höhe z.B. auf einem Berg (geringer Luftdruck) bei einer geringeren Temperatur als bei geringer Höhe (normaler Luftdruck). Steigt der Umgebungsdruck erhöht sich die Verdampfungstemperatur und das Medium siedet bei einer höheren Temperatur. Fazit: Durch Änderung des Drucks kann der Wechsel der Aggregatzustände bei unterschiedlichen Temperaturen stattfinden. Verdichten: Der Verdichter bzw. Kompressor hat die Aufgabe, den Druck eines Mediums zu verändern. Auf der Saugseite des Verdichters entsteht ein geringer Druck und auf der Druckseite ein höherer Druck. Der Kompressor sorgt also dafür, dass bei einer motorisch angetriebenen Kältemaschine bzw. Wärmepumpe unterschiedliche Druckniveaus entstehen. Kondensieren: Das Kondensieren ist das Gegenteil des Verdampfens. Man kann es auch als das Verflüssigen bezeichnen. Der Dampf eines Stoffes wie z.B. Wasserdampf hat das Bestreben, die Temperatur seiner Umgebung anzunehmen. Bei einem Druck von 1 bar kondensiert Wasser bei 100°C und wird flüssig. Diese Temperatur nennt man die Kondensationstemperatur. Kühlt sich ein kg warmes Wasserdampfes bis zu seiner Kondensationstemperatur ab, gibt er die zuvor aufgenommenen 2,08 kJ je ein Grad Temperaturänderung wieder ab. Hat der Dampf die Kondensationstemperatur erreicht, kondensiert das Medium an dem kältesten Punkt in seiner Umgebung aus und gibt dabei 2453 kJ je kg ab. Die Temperatur des Dampfes ändert sich nicht. Die Temperatur der Umgebung steigt aufgrund der großen, freiwerdenden Energie. Beispielhaft kann hier die Kondensation von Wasser an einer kalten Fensterscheibe nach einem Duschbad sein. Erst wenn alle Moleküle auskondensiert sind, kühlt sich das nun entstandene flüssige Wasser weiter ab. Dies geschieht dann wieder bei 4,19 kJ je kg und Grad der Temperaturänderung. Fazit: Wie die Siedetemperatur durch den Druck verändert werden kann, ist es auch möglich, die Verdampfungstemperatur durch Veränderung des Umgebungsdruckes zu verändern. Expandieren: Expandieren kann man auch mit Entspannen umschreiben. Die Luft in einem Luftballon ist eingezwängt. Sie kann sich nicht frei entspannen, sondern die Luft- Moleküle sind dicht beieinander gedrängt. Lässt man nun etwas Luft ab, kann diese Luft sich entspannen. Die Moleküle treiben auseinander. Dabei wird genau die Energiemenge freigesetzt, die zuvor aufgewendet wurde, um die Luft Moleküle in den Ballon zu zwängen. So wird auch das zuvor verdichtete Kältemittel in einer Kältemaschine oder Wärmepumpe entspannt. Dabei verringert sich der Druck des Mediums. Zusammenfassung: Durch Änderung des Umgebungsdrucks mit Hilfe des Kompressors (Druckaufbau) und des Expansionsventiles (Druckabbau) einer Kälteanlage oder Wärmepumpe ist es möglich, die Siedetemperatur (Verdampfen) und die Kondensationstemperatur (Verflüssigen) so zu verändern, dass diese Temperaturen in einem nutzbaren Bereich liegen. Da sich die Siedetemperatur bzw. die Kondensationstemperatur vom Wasser nicht in einen für eine Wärmepumpe nutzbaren Bereich verändern lassen, ist es notwendig, ein anderes Medium zu verwenden. Im Fall der acalor-Direktwärmepumpe, wird das Kältemittel R290 verwendet. Es handelt sich um Propangas. Dieses Medium kann ohne großen Energieaufwand für den Verdichter in die gewünschten Zustände gebracht werden. Und da es die Umwelt nicht schädigt und für seine Gewinnung nicht enorme Energiemengen aufgewendet werden müssen, ist es nachhaltig und für die acalor-Direktwärmepumpe bestens geeignet. Woher kommt die Wärme? Wie zuvor beschreiben, kann das Kältemittel durch Änderung des Drucks seinen Aggregatzustand bei einer veränderbaren Temperatur von flüssig in gasförmig wechseln. Propan verdampft bei 1 bar Druck bei -42°C. Bei einer Außentemperatur von z.B. -20 °C kann das Kältemittel bei 1,8 bar verdampfen. Es siedet bei einer Temperatur von ca. -29°C und nimmt dabei 425 kJ je kg auf. Wenn alle Propan-Moleküle verdampft sind, wird das Gas vom Verdichter angesaugt und auf einen Druck von ca. 10 bar verdichtet. Dabei wird die bei der mechanischen Arbeit des Verdichters frei werdende Wärmeenergie der Wärmeenergie des Kältemittels hinzugefügt. Im Jahresmittel werden drei Viertel der jetzt im Propan enthaltenen Wärmeenergie aus der Luft aufgenommen ein Viertel wird durch den Verdichter hinzugefügt. Die gesamte gespeicherte Wärme steht nun zum Heizen zur Verfügung. Mit einer sehr gut isolierten Rohrleitung gelangt das Kältemittel in das Gebäude. Wie wird die Wärme abgegeben? Das Gas ist zunächst überhitzt. Das bedeutet, dass es nicht, wie bei einem Druck von 10 bar zu erwarten ca. 31°C warm ist, sondern die Temperatur beträgt ca. 65 °C. Der Verdichter konnte „nur das Gas“ erwärmen undnicht die Flüssigkeit verdampfen. Das Gas kühlt zunächst mit 1,67 kJ je kg und Grad der Temperaturänderung ab. Dieses überhitzte Gas kann bei Bedarf das Brauchwasser im Warmwasserspeicher erwärmen. Ist das Propan bis auf 31 °C abgekühlt, beginnt es zu kondensieren. Es kondensiert aber nur an dem Punkt aus, der am kältesten ist. Dieses selektive Heizen kann nur durch die direkte Kondensation in den Rohren im Estrich erfolgen. Daher der Begriff: Direktkondensation. Anders als Wasser in einer Fußbodenheizung, gibt das Kältemittel seine Wärmeenergie nicht da ab, wo es gerade entlang fließt, sondern nur da, wo es am kältesten ist. Kalte Bereiche z.B. an Fenster und Türen können so gezielt beheizt werden. Die Wärmeverteilung im Raum ist besonders gleichmäßig. In Bereichen mit hohem Wärmebedarf ist der Fußboden wärmer und im Bereich ohne oder mit geringem Bedarf ist der Boden genauso warm wie der Raum. Die Raumlufttemperatur ist in allen Bereichen gleich. Die Konvektion (Luftströmung) tritt nicht auf. Je geringer die Luftströmung umso behaglicher ist die Wärmeabgabe. Daher ist ACALOR-DIREKTWÄRMEPUMPE die behaglichste Heizung, da keine Luftströmung auftritt. Bei der Kondensation werden die aufgenommenen 425 kJ je kg wieder abgegeben. Wenn alle Moleküle auskondensiert sind, befindet sich in den Rohren nur noch flüssiges Propan. Die Dichte ist nur halb so groß wie bei Wasser. Die Leitungen können dementsprechend dünner sein als bei einer konventionellen Fußbodenheizung. Das Kältemittel wird zur Außeneinheit zurückgeführt. Je kg Propan und ein Grad Abkühlung werden noch 2,43 kJ für die Beheizung des Gebäudes abgegeben, ist diese Energie nicht mehr nutzbar.In der Außeneinheit wird das Kältemittel zum Expansionsventil geleitet. Dieses reduziert den Druck wieder auf 1,8 bar und gibt den Propanmolekülen damit wieder die Möglichkeit erneut Wärmeenergie aufzunehmen. Der Prozess, bestehend aus Verdampfen, Verdichten, Kondensieren und Expandieren beginnt von vorn. Daher der Begriff thermodynamischer Kreisprozess. 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? • Die Raumluft soll der Atmung dienen und nicht dem Wärmetransport. • Die Atemluft soll staubfrei sein, d. h. Luftverwirbelungen sollten vermieden werden. • Die Form der Wärme im Haus soll dem Ideal der 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 Technische daten • Komponenten im Einzelnen Im Haus > Thermostat > Fußbodensystem > Heizkreisverteiler 12 > Edelstahl-Brauchwasserspeicher > Hausdurchführungen Im Außenbereich > acalor-Anlage / außen > Verdampfer mit Lüfter > Schallpegelvergleich > Schaltschrank – Steuerung und Wärmepumpe > Premiumverkleidung • Bodenbeläge 13 Komponenten im Einzelnen 14 Thermostat Heizkreisverteiler 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). Bei Objekten bis 200qm reicht ein Heizkreisverteiler im Anschlussraum. Von dort gehen die einzelnen Heizkreise in die Räume. Über den Heizkreis verteiler 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! 15 Hausthermostat im Wohnbereich Offener Brauchwasserspeicher mit Kupferrohren Edelstahl-Brauchwasserspeicher Fußbodensystem Im gesamten Haus werden Kupferrohre verlegt. Exakte Berechnungen und genaueste Arbeiten vor Ort sind Voraussetzung für ein echt hydraulisch abgeglichenes System, welches sparsam ist und die gewünschten Temperaturdifferenzen in den einzelnen Räumen sicherstellt. Je nach Wärmebedarf variiert der Abstand der Kupferrohre von Raum zu Raum. Das Bad erfordert eine sehr enge Verlegung, während die Abstände im Schlafzimmer bis zu 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. Verlegung von Kupferrohren Sie bekommen bei acalor einen hochwertigen EdelstahlSchichtenspeicher 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). Heizkreisverteiler Die Wärmedämmung des Warmwasserspeichers besteht aus 70 mm PU- oder Weichschaum. 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 • 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 Hausdurchführungen acalor-Anlage / außen Pro eine acalor Direktwärmepumpe 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. 16 17 OK Gelände Leerrohr-Bodenschnitt, Montagevariante mit Keller Steuerungskasten mit Verdichter Alle Maßangaben in cm. Leerrohr-Bodenschnitt, Montagevariante ab Erdgeschoss Verdampfer mit Lüfter als Standard-Ausführung Drehzahlgeregelter Lüfter Schaltschrank Wärmepumpe 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 Schaltschrank beinhaltet die Wärmepumpe und die Steuereinheit des acalor-Systems. 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. 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 von 4m bereits deutlich unter 35dB. 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. Leiser Betrieb auch für Ihre Nachbarn! 18 Premiumverkleidung (optional erhältlich) bzw. in 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 Flüstern, eigener Atem 30 db Wohnviertel OHNE Straßenverkehr 45 db Unterhaltung Einzelgespräch 60 db Großraumbüro 70 db Ausführung Design (Optional erhältlich) Darin enthalten ist das Gehäuse in Edelstahlausführung, inkl. Wetterschutzhaube Ausführung Colour (Optional erhältlich) Darin enthalten ist das Gehäuse in Aluminiumverkleidung Farbton RAL 7016 pulverbeschichtet inkl. Wetterschutzhaube 19 Bodenbeläge Bei allen Wärmepumpensystemen mit Fußbodenheizung ist die Auswahl von geeigneten Bodenbelägen für die spätere Funktion und den Energieverbrauch des Systems sehr wichtig. 20 Keramische Materialien wie Steinzeug, gebrannter Ton oder auch Terrakotta haben eine hohe Wärmeleitfähigkeit. Sie sind als Bodenbelag besonders gut geeignet. Man findet fast ausschließlich diese Bodenbeläge in Häusern, die in warmen Regionen (Mittelmeerraum usw.) stehen, weil sie die Kühle der Nacht speichern. Die tagsüber geschlossenen Fenster werden dort nachts geöffnet. Bei allen Fußbodenheizungssystemen gilt der generelle Grundsatz, dass die Wärmeleitfähigkeit des Fußbodenbelages möglichst hoch sein sollte. Je höher die Dichte eines Belages ist, desto geringer ist sein Wärmedurchgangswiderstand bzw. desto höher ist seine Wärmeleitfähigkeit. Die Wärmeleitfähigkeit ist der geläufigere Begriff und wird mit dem Buchstaben Lambda gekennzeichnet. Lambda wird in der Dimension W/mK angegeben. In den folgenden Beispielen werden unterschiedliche Belag-Materialien gegenübergestellt: Fliesen haben Lambda = 1,0 W/mK. Das bedeutet: Bei einem Temperaturunterschied von nur 0,5 Kelvin (= 0,5° C) zwischen Estrichoberfläche und Oberflächentemperatur des Bodenbelages und einer Dicke der Fliese von 1 cm ergibt sich ein Wärmedurchgang von 50 Watt (1,0/0,01 x 0,5) pro m² Bodenbelag. Granit besitzt ein Lambda = 3,5 W/mK. Unter den gleichen Bedingungen stellt sich bei diesem Material ein Temperaturunterschied von nur 0,14 K zwischen Estrich- und Belagoberfläche ein. Kunststoffbeläge wie z.B. PVC haben ein Lambda = 0,2 W/mK. Es ist ein Temperaturunterschied zwischen Estrich- und Belagoberfläche von 2,5 K nötig, um 50 W/m² Wärmedurchgang zu erzielen. Holzbeläge haben ein Lambda zwischen 0,2 und 0,13 W/mK. Wenn sie 16 mm dick und vollflächig verklebt sind, ist ein Temperaturunterschied von 4-6 K zwischen Estrich- und Belagoberfläche nötig, um 50 W/m² Wärmedurchgang zu erzielen. Alle Stoffe, die über eine geringe Dichte verfügen, besitzen auch eine geringe Wärmeleitfähigkeit. Ist der Belag nicht verklebt, bildet die Trennschicht (Luftschicht oder Trittschalltrennlage) einen weiteren Widerstand und erhöht die notwendige Estrichtemperatur um einen undefinierten Betrag. Damit sich die gewünschte Raumlufttemperatur auch tatsächlich einstellt, müssen flächige und steife Fußbodenbeläge, wie Laminat oder Parkett, vollflächig verklebt werden. (Anmerkung: aus unserer Sicht ist Laminat aus gesundheitlichen Gründen nicht empfehlenswert. 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 bei Luft-Wasser-Wärmepumpen und Erdwärmepumpen bzw. Erhöhung des Betriebsdruckes bei der acalorDirektwärmepumpe. Dies führt dazu, dass der Stromverbrauch des Wärmepumpensystems ansteigt. Je niedriger die Vorlauftemperatur (bzw. bei acalor der Rohrleitungsdruck) ist, umso sparsamer arbeitet eine Wärmepumpe. 2. Verringerung des Abstandes zwischen den Heizrohren Die Heizrohre im Heiz-Estrich dichter zu verlegen, ist eine bewährte Methode zur Erhöhung der Abgabeleistung. Verringert man den Abstand um die Hälfte, verdoppelt sich die Rohrlänge. In einem gefliesten 10 m² Wohnraum mit einem Wärmebedarf von 500 Watt, d.h. 50 W/m² und einer Vorlauftemperatur von 32° C beträgt der Verlege-Abstand 22,5 cm, d.h. im Estrich werden 10 m² / 0,225 m = 44 m Kupferrohr eingebaut. Um die gleiche Oberflächentemperatur, d.h. Wärmeabgabe, wie bei der Fliese zu erreichen, muss bei verklebtem 16 mm Eichenparkett der Verlege-Abstand auf 10cm verringert werden. Wird dieses Eichenparkett verwendet, müssen hier bereits 10 m²/0,1 m = 100 m Rohr verbaut werden, damit der Kondensationsdruck nicht erhöht zu werden braucht. In der Praxis wird bei Luft-Wasser-Wärmepumpen und Erdwärmepumpen die Verringerung des Abstandes bei Parkett nicht berücksichtigt. Der Verbraucher muss dies also alleine mit Erhöhung der Vorlauftemperatur ausgleichen. Bei acalor wird abgefragt, welche Beläge geplant sind und der Abstand wird in den Räumen mit Parkett entsprechend enger verlegt. Jeder Raum wird einzeln berechnet. Zusätzlich lässt sich aber dennoch eine Druckerhöhung nicht vermeiden, so dass wir als Faustformel von einer Erhöhung der Betriebskosten bei Ausführung der Böden mit Parkett statt mit keramischen Belägen um ca. 15 % ausgehen. Wir weisen nochmal ausdrücklich darauf hin, dass bei allen Wärmepumpenarten durch die Verwendung von isolierenden Bodenbelägen wie z. B. Parkett die Betriebskosten steigen. Als weiterer Effekt hat sich gezeigt, dass bei keramischen Belägen die Strahlungskopplung ideal ist. Der selbstregulierende Effekt, dass kalte Flächen automatisch stärker geheizt werden, als warme Stellen, wirkt am effektivsten bei gut leitenden Oberflächen. Bei Verwendung von schwimmend verlegten Bodenbelägen ist die Beheizung durch acalor nicht möglich, denn die oben beschriebenen Effekte nehmen durch die Trennlage zwischen Estrich und Bodenbelag enorm zu. Übrigens entsteht dieser Effekt bei allen Heizsystemen. Isolierende Schichten zwischen Heizfläche und Bodenbelag sind generell äußerst kritisch und erhöhen deutlich die Betriebskosten. 21 zahlen, daten, fakten 22 • Betriebskostenvergleich • Kundenverbräuche • Anlagenaufwandzahl • Vorteile auf einen Blick • Messprotokoll 23 Betriebskostenvergleich der acalor-Direktwärmepumpe im Vergleich zu anderen Heizsystemen Kundenverbräuche Einfamilienhaus als eine Doppelhaushälfte Bauweise:Holzständerwerk (dampfdiffusionsoffen) Effizienzhaus 55 ohne Keller Heizungsart: acalor-Direktwärmepumpe mit 200 Ltr. Warmwasserspeicher acalor-Kühlfunktion:keine Lüftungsanlage:keine Standort:Ennepetal / NRW 24 Personenanzahl im Haushalt 3 Wohnfläche:120,00 m² Umbauter Raum:590,38 m³ Verbrauch vom 07.2012 bis 06.2013 Verbrauch pro 1 kWh/m³ im Jahr Verbrauch pro 1 kWh/m² im Jahr 2.050 kWh 0,25 EUR 512,50 EUR 3,47 kWh/m³a 17,08 kWh/m² der Wohnfläche pro Jahr Freistehendes Einfamilienhaus Bauweise:Massiv Effizienzhaus 55 ohne Keller Heizungsart: acalor-Direktwärmepumpe mit 200 Ltr. Warmwasserspeicher acalor-Kühlfunktion:vorhanden Lüftungsanlage:Zentrale Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung Standort:Ennepetal / NRW Personenanzahl im Haushalt 4 Wohnfläche:133,00 m² Umbauter Raum:555,69 m³ Verbrauch vom 08.2013 bis 07.2014 Verbrauch pro 1 kWh/m³ im Jahr Verbrauch pro 1 kWh/m² im Jahr 2.705 kWh 0,26 EUR 703,30 EUR 4,87 kWh/m³a 20,34 kWh/m² der Wohnfläche pro Jahr Gewerbeobjekt: Spieloase für Kinder und ein Teil als Fitnessstudio genutzt Bauweise:Massiv (Stahl-Beton und Sandwichelemente) Effizienzhaus 85 ohne Keller Heizungsart:acalor-Direktwärmepumpe mit Warmwasser acalor-Kühlfunktion:vorhanden Lüftungsanlage:keine Standort:Wörnitz / Bayern Nutzfläche:1850,00 m² Umbauter Raum: 11500,00 m³ Verbrauch vom 05.2013 bis 04.2014 22.000 kWh 0,21 EUR 4.620,00 EUR* Verbrauch pro 1 kWh/m³ im Jahr 1,91 kWh/m³a Verbrauch pro 1 kWh/m² im Jahr 11,89 kWh/m² der Wohnfläche pro Jahr * Verbrauch nach Kundenangaben und aufgerundet. 25 Anlagenaufwandzahl: Die ep-Zahl Für die energetische Gesamtbewertung eines ­Objektes wird ein Energieausweis (Wärmeschutznachweis) erstellt. Dieser berücksichtigt alle Komponenten des Hauses, wie z. B. Dämmwerte der einzelnen Bauteile. 26 Einen wesentlichen Beitrag zur Effizienz des Objektes liefert das eingesetzte Heizsystem. Um die unterschiedlichen Heizysteme vergleichen zu können, hat der Gesetzgeber für alle verbindliche Berechnungsgrundlagen festgelegt. Diese werden durch den Wert der eP-Zahl beschrieben. Je kleiner dieser Wert ist, umso besser ist die Ausnutzung der Primärenergie. D. h. je kleiner der Wert, umso effektiver und sparsamer ist die Heizung. 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. Alle Vorteile der acalor-Direktwärmepumpe auf einen Blick • Spürbar angenehme Wärme • Gesundes Wohnklima, ideal für Allergiker, da keine Staubaufwirbelung • Jahresarbeitszahl in der Praxis über 4 (Leistungszahl COP bis 4,8) • Optional echte Kühlfunktion, angenehme 23°C auch im heißen Sommer • In der Praxis: sparsamer Betrieb auch im tiefen Winter, keine Elektrozusatzheizstab • Brauchwassererwärmung auf über 65°C, im Heizbetrieb ohne Zusatzkosten • Sehr gute Werte im Energieausweis mit acalor (Anlagenaufwandszahl, z.B. eP=0,663) • 5 Jahre Gewährleistung auf ALLE Teile, inkl. bewegliche und elektrische und optional auf 10 Jahre erweiterbar Einzigartig – und genial einfach „Thermische Behaglichkeit“, nennt Henning W. Scheel, Erfinder und acalor Firmenchef das Ergebnis seiner vor über 20 Jahren geborenen Idee und gibt einen kurzen Einblick in die Vorüberlegungen: „Ich habe das Prinzip der Fußbodenheizung, des 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.“ Gesunde Strahlungswärme auch bei tiefen Außentemperaturen Die Energie, die im Außenbereich gewonnen wird und im Arbeitsmittel gespeichert ist, gelangt ohne Umweg und ohne Verluste direkt zum Heizen ins Gebäude. Es wird in Kupferrohren geführt, die im Heizestrich jedes Raums verlegt sind. Gleichmäßige Wärmeverteilung – vom Boden bis zur Decke „Auf Wasser in den Heizschlangen können wir verzichten, da das acalor Heizsystem per Direktkondensationsprinzip funktioniert“, erläutert Scheel. „Das spart nicht zuletzt hohe 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. 27 Messprotokolle – echte Messwerte Messprotokoll A-19°C/Propan 23 von Dipl.-Ing. Henning W. Scheel Messprotokoll A 5°C / W 24,4 von Dipl.-Ing. Henning W. Scheel Am 6./7.01.2003 habe ich in der Zeit von 22³°-2³° Uhr an unserer Meßanlage II, die mit einem Copeland Scroll ZR22K3-TDF, einem 1,40 x 0,67 x 0,25 m großen Hochleistungsverdampfer für Außenluft mit einer 40 m² großen Verdampferoberfläche und einem sehr gut wärmegedämmten 185 ltr. Schichtenspeicher zur Warmwasserbereitung ausgerüstet ist und somit einer ACALOR-Kundenanlage mit Warmwasser - schon seit dem Jahr 1992 werden sie ausschließlich mit dem vorzüglichen Arbeitsmittel R 290 (Propan) betrieben - entspricht, im reinen Warmwasserbetrieb laufen lassen und dabei mehr als 2 Stunden lang 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: 110,1 l/h Wasser von 5,0°C auf 25,0°C erwärmt. Daraus errechnet: 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: 28 Relative Luftfeuchtigkeit der Außenluft ca. 65% Relative Luftfeuchtigkeit der Außenluft ca. 84% Mittlere Außenluft-Abkühlung -18,9° auf -20,4°C Mittlere Außenluft-Abkühlung 5,0° auf 2,0°C Verdampfungsenddruck 1,28 bar = -21,6°C Verdampfungsenddruck 2,73 bar = -7,3°C Saugdruck vor Verdichter 1,22 bar = -22,3°C = Tu Saugdruck vor Verdichter 2,68 bar = -7,8°C = Tu Heißgastemperaturen an dem Verdichter-Druckstutzen 65°C Am Verdampfer angefrorene Wassermenge ca. 6 l/h Druck in der Heißgasleitung 8,05 bar = 23,2°C = To Heißgastemperaturen an dem Verdichter-Druckstutzen 59°C Druck vor dem Einspriztventil 7,6 bar = 21,2°C Heißgastemperatur am Eingang des Plattenwärmeübertragers 57°C Temperatur (To - Tu) 45,5 K Druck in der Heißgasleitung 8,5 bar = 25,2°C = To Kondensatunterkühlung im Sauggas-Wärmeübertrag von 10,2 °C auf 3,6 °C Druck vor dem Einspriztventil 8,2 bar = 24,1°C Verdampfungsüberhitzung in Sauggas-Wärmeübertrag von -18,4°C auf +1,2°C Temperatur (To - Tu) 33,0 K Luftdurchsatz durch Verdampfer 4.000 m³/h Kondensatunterkühlung im Sauggas-Wärmeübertrag von 19,5 °C auf 17,1 °C Kältemittel-Massenstrom (gemessen) 21,4 kg/h Verdampfungsüberhitzung in Sauggas-Wärmeübertrag von 5°C auf +9,3°C Leistungsaufnahme des Scroll-Verdichters 826 W Luftdurchsatz durch Verdampfer 7.400 m³/h 2 Drehstromventilatoren + Elektronik 122 W Kältemittel-Massenstrom (gemessen) 124,2 kg/h Gemessene Leistungsaufnahme der WP 948 W Leistungsaufnahme des Scroll-Verdichters 2.721 W Aus Luftabkühlung errech. Verdampferleistung 1,5 x 4.000 x 0,34 2040 W 2 Drehstromventilatoren + Elektronik 220 W Mit log p/h Diagramm errechnete Verdampferleistung 2101 W Gemessene Leistungsaufnahme der WP 2.941 W Errechnete wirksame Verdichtungsleistung 575 W Aus Luftabkühlung errech. Verdampferleistung 3,0 x 7.400 x 0,34 7.548 W Errechnete Heizleistungsabgabe 2.664 W Aus kondensiertem Wasser errechnete „ 6 x 631 W 3.786 W Leistungszahl = Heizleistung/Antriebsleistung 2,81 Mit log p/h Diagramm errechnete Verdampferleistung 11.720 W Leistungszahl des Verdichters: 2664 W/ 826 W 3,225 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, 1823, errechnet sich die höchste erreichbare Leistungszahl bei einem thermodynamischen Kreisprozess zu COP = To / (To - Tu). Davon wurden hier 49,5 % erreicht, denn 273,2 K + 23,2 K = 296,4 K; 296,4 K / (23,2 - - 22,3) K x 0,495 = 3,225. Fazit: Auch bei -19°C ist diese acalor-Direktwärmepumpe außerordentlich wirksam! 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 29 30 Referenzobjekte 31 Familie Bittner aus Sulzbach 32 „Wir sind sehr zufrieden mit dem Heizsystem, auch im Sommer hat die Kühlfunktion prima funktioniert.“ Familie Dyga aus Berlin ...Jetzt können wir behaupten, die beste Heizung der Welt zu haben! Familie Herrmann-Böltz Remseck am Neckar aus Familie Bock aus Oelde: Familie Reger aus München: ”Blumen können nicht blühen ohne Wärme der Sonne, Menschen können nicht Mensch sein ohne Wärme von ACALOR?” „Meine Frau und ich bedanken uns nochmals für die tolle und fachkompetente Betreuung und Unterstützung vor und während der Bauphase, bei Ihrem gesamten Team.“ Ich möchte mich nochmal bedanken für den sehr guten Service und die kurze Reaktionszeit. Insbesondere den beiden Teams Vorort und der Logistik ein herzliches Dankeschön. Es ist schön zu sehen, dass man sich für einen sehr guten und zuverlässigen Partner entschieden hat. Vielen Dank und weiter so! Herr Bernhardsgrütter aus Stein am Rhein (Schweiz): Frau Wilwo aus Luxemburg schrieb: Familie Perkins aus Luxemburg: „Ich bin von Ihrem Personal und Ihrem Produkt begeistert. Uns überzeugt die hohe Energieeffizienz des Systems.“ …..wir möchten uns noch nachträglich sehr herzlich bei Ihnen bedanken für den schnellen Service und ganz besonders auch bei Ihrem Mitarbeiter, Herr Noack, für seine kompetente Arbeit sowie sein joviales und sehr angenehmes Auftreten. Hut ab! „We are so glad that we have chosen the acalor heating system! Itis incredibly efficient.” 33 34 Häufig gestellte Fragen 35 Häufig gestellte Fragen Was unterscheidet acalor von herkömmlichen Wärmepumpensystemen? Wie oft muss das System gewartet werden? acalor ist eines der wenigen Wärmepumpensysteme, welches wartungsfrei ist. Anlagen mit herkömmlichen Kältemitteln müssen einmal jährlich geprüft werden und das Kältemittel gegebenenfalls ersetzt werden. Diese Kosten sparen Sie bei acalor. 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. 36 Wieso heizt acalor behaglicher als andere Fußbodenheizungssysteme? Energie aus der Luft? Funktioniert das auch bei tiefen Minustemperaturen? 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. 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-KlimaTechniker. 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 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 IBEXUInstitutes 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. Kann ich Geld sparen und wie hoch ist die Ersparnis? Die Betriebskosten sind nachweislich deutlich geringer als bei anderen Heizsystemen. Statt mit Brennwerttechnik im Jahr ca. 1.200 € auszugeben, benötigen Sie bei acalor nur ca. 600 €. In der Praxis ist es sparsamer als die meisten Erdwärmepumpen. Siehe Heizkostenvergleich, um die echten Gesamtkosten der Heizsysteme vergleichen zu können. 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“. Auf Wunsch erhalten Sie sogar eine Verlängerung dieser Gewährleistung auf insgesamt 10 Jahre gegen Mehraufwand. Der Name acalor kommt aus dem Spanischen und bedeutet: Für die Wärme – für die Behaglichkeit. 37 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. 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. 38 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 ennergy Team 39 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. ennergy GmbH ©10.2014/2. Auflage Satz: ennergy GmbH / Ennepetal 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. ennergy GmbH / Privat Vertrieb West und Süd: ennergy GmbH Sonnenweg 25, 58256 Ennepetal Telefon: +49. (0)23 33.86998-0 Telefax: +49. (0)23 33.86998-99 E-Mail: [email protected] Homepage: www.ennergy.de Überreicht durch:
