Modulweise heizen und mehr mit modernster Technik

Unkonventioneller Ansatz

In Losser – an der niederländisch-deutschen Grenze zwischen Apeldoorn und Osnabrück – wurde innerhalb kurzer Zeit ein Mehrfamilienhaus mit 16 Wohneinheiten errichtet. Gelungen ist dies durch eine ungewöhnliche Konstruktion aus Containern, die zu rund 85 % vorgefertigt wurden. Allerdings sind diese Module in der Gesamtgestaltung nicht zu erkennen, was u. a. an der teils verklinkerten Fassade und den vorgesetzten Balkonen liegt. Drei Container, an den Längsseiten verbunden, bilden jeweils eine Einheit mit knapp 70 m² Wohnfläche. Insgesamt wurden drei Geschosse in sechs Blöcken zu einem Gebäude zusammengefasst. Im mittleren Teil jeder Wohneinheit befinden sich die Technik und die Versorgungseinrichtungen. Dementsprechend sind hier Bad und Küchenzeile angeordnet. Ein Container dient als Wohn-/Essbereich, der andere bietet zwei Schlafräume.

Lüftungskonzept nach niederländischen Vorgaben

Einen wichtigen Baustein des Haustechnikkonzepts bildet die modulare Wärmepumpe MWL von Remko für jeweils eine Wohneinheit. Sie liefert die Wärme sowie Warmwasser und frische Luft. Jede MWL greift auf den Quellenpufferspeicher zu, der wiederum von einer Wärmepumpe WKF 170 Duo und einer PV-Anlage mit 1,4 kW peak pro Wohneinheit gespeist wird. Für die Wohnungslüftung hat Remko, der Spezialist für neue Energien, das Lüftungskonzept entsprechend den niederländischen Vorgaben erstellt, inklusive der vollständigen Rohrnetzberechnung. Die Verrohrung für Zu- und Abluft konnte bereits in der Vorfertigungsphase der Container weitgehend installiert werden.

Anstatt wie häufig Flächenheizung oder die klassischen Wandheizkörper einzusetzen, wählte man für die Temperierung drei KWK-Deckentruhen pro Wohneinheit. Dabei handelt es sich um wassergeführte und mit Ventilation unterstützte Heiztruhen, die ähnlich wie in Hotels unter der Decke montiert wurden. Lediglich die Blende für den Luftauslass bleibt nach dem Einbau sichtbar. Die Geräte decken nicht nur die geringe Heizlast ab, sondern lassen sich auch zum Kühlen einsetzen.

Wärmepumpe mit geringem Platzbedarf

Die MWL benötigt nur so viel Fläche wie ein Kühlschrank, daher passt sie ideal in den Technikraum. Mit einem Schallleistungspegel von 42 dB(A) bei W20/W35 arbeitet sie leise und stört im Wohnumfeld nicht. Das Gerät besteht aus drei Modulen, sie bilden zusammen einen kompakten, 205 cm hohen Block. Unten befindet sich der 149 l fassende Trinkwasserspeicher, darauf die Wärmepumpe und oben das Lüftungsgerät mit den Anschlüssen.

Das Herzstück der MWL, die Wasser/Wasser-Wärmepumpe, verfügt über eine Heizleistung von 3,2 kW (bei W20/W35). Das entspricht einem COP von 6,8. Als maximale Anschlussleistung waren 3,8 kW pro Wohneinheit vorgegeben. Dieser Wert konnte mit der MWL problemlos erfüllt werden, denn die Heizlast pro Einheit liegt bei nur 2 kW. Die Anlage setzt die aus einer Wärmequelle bereitgestellte Energie optimal in Raumwärme und Warmwasser um. Zur Sicherheit ist zudem ein 3-kW-Heizstab integriert, der ebenfalls eine schnelle Warmwasserbereitung und einen Notheizbetrieb ermöglicht. Im Konzept enthalten ist auch ein Platz für den Wärmemengenzähler, über den abgerechnet wird, sowie für die Wasseruhr.

Pufferspeicher als Wärmequelle

Für das Objekt in Losser dient der Pufferspeicher MPS mit 800 Litern Inhalt als Wärmequelle. Er liefert konstant 20 °C. Diese Grundtemperatur wird in der Wohneinheit auf den erforderlichen Wert für die Heizung von hier 40 °C Vorlauf weiter erwärmt. Auf diese Weise ist nur ein geringer Temperaturhub notwendig. Der Pufferspeicher wird wiederum von der Quellen-Wärmepumpe WKF 170 Duo befüllt. Sie eignet sich bestens für das Gebäude, denn sie hat einen Einsatzbereich zum Heizen von 27 bis 32 kW. Das entspricht dem Gesamtbedarf der 16 Wohneinheiten. Die zwei Außenmodule sind auf dem Flachdach platziert, das Innenmodul steht im Technikraum für das gesamte Gebäude.

Grundsätzlich präferiert Remko Wärmepumpen als Lieferant für den Pufferspeicher, entsprechend der Heizlast des Gebäudes. Pro angeschlossene MWL werden ca. 50 bis 70 Liter für den Speicher angesetzt. Das System lässt sich um weitere Zulieferer erweitern und wird daher als Multi-Source bezeichnet. Fotovoltaik kann problemlos eingebunden werden, ebenso wie Solarthermie, BHKW oder Nah- und Fernwärmenetze. Sie werden alle energetisch im zentralen MPS-Pufferspeicher erfasst.

Die Kombination von Wärmepumpen bietet einen entscheidenden Vorteil: Das Gesamtsystem weist praktisch keine kostenrelevanten Abstrahlverluste auf, ein Überhitzen von Schächten und Durchgangsräumen wird verhindert. Alle Wärmepumpen – die Quelle wie hier die WKF 170 Duo sowie die MWL in den Wohneinheiten – arbeiten jeweils im energetisch optimalen und vor allem maschinenschonenden Bereich. Damit wird das Gesamtsystem höchst wirtschaftlich und langlebig.

Kühlung inklusive

Den Bewohnern kommt zugute, dass per MWL und den KWK-Deckentruhen auch eine Kühlung der Räume möglich ist. Das gelingt folgendermaßen: Durch die kühlfähige Quelle wird der Pufferspeicher im Sommer auf 20 °C gehalten. Mithilfe des Quellenpufferwassers werden die Einheiten angenehm heruntertemperiert. In den Wohneinheiten wird durch das Heizsystem die vorhandene Wärme aufgenommen und dem Pufferspeicher wieder zugeführt. Findet etwa im Gebäude an anderer Stelle die Warmwasserbereitung statt, wird dafür die dem Speicher zuvor zugeführte Wärme genutzt – quasi eine perfekte Energieverschiebung. Die PV-Anlage liefert dafür den benötigten Strom.

Einfache Anschlüsse und Regelung

Bei diesem Konzept wird lediglich die Kaltwasserleitung bis zur MWL geführt, von dort lassen sich die Zapfstellen in der Wohneinheit anbinden. Ansonsten wird pro Wohneinheit ein Zweileitersystem errichtet, das heißt Vor- und Rücklauf zum zentralen Pufferspeicher als Ringleitung, jeweils mit Stichleitung zur MWL. Dies ist deutlich kostengünstiger im Vergleich zum üblichen 4-Leiter-System. Im Gebäude in Losser sind zwei Kreise installiert, deren Pumpen Remko exakt dimensioniert hat. Sie versorgen sieben und neun MWL.

Der Aufwand und die Installationskosten sind deutlich geringer. Es gibt keine Zirkulation, da auf eine Warmwasserleitung verzichtet werden kann. Damit entfällt zu großen Teilen auch der Aufwand für die Dämmung in Installationsschächten. Die MWL wird stromseits in die Elektroverteilung der Wohneinheit eingebunden. In den Wohneinheiten finden sich keine Bedienteile. Die Anlage wird stattdessen via Internet über die von Remko eigens programmierte Smart-Web-Oberfläche betrieben.

Das Plug-and-Play-Prinzip reduziert die Kosten für Installation und Inbetriebnahme pro Wohneinheit zusätzlich. Die Module der MWL sind weitgehend vorkonfektioniert und werden in ein stabiles Gestell eingefügt. Dort sind bereits bestimmte Hydraulikkomponenten installiert, etwa für den Anschluss der Quelle, des Heizungsvor- und -rücklaufs und der Kalt- und Warmwasserverrohrung. Daraus resultiert die einwandfreie Zuordnung der Anschlüsse. Sind alle Bauteile eingebracht, wird die Wärmepumpe mit den Seitenwänden und der Front fertiggestellt.

Erste Erfahrungen

Die technische Geräteübergabe für die 16 MWL und die Quellenwärmepumpe fand im Februar 2022 statt, das Gebäude wurde kurz darauf bezogen. Bisher konnten sowohl die Baubeteiligten als auch die Mieter ein positives Fazit ziehen. Für die rund 1.120 m² Wohnfläche wird aufgrund des hohen Standards nur wenig Energie zum Heizen aufgewendet. Positiv wird auch bewertet, dass jede Wohnung unabhängig versorgt wird und die Abrechnung der Verbräuche deutlich einfacher ist als bei konventionellen Systemen.