Im Juli 2021 wurde im niedersächsischen Schortens der elfte Wohnpark der Unternehmensgruppe Pflegebutler fertiggestellt. Das bietet einen vertiefenden Blick auf die Konzeption, insbesondere auf die technische Umsetzung der Wärmeversorgung über eine Wärmepumpen-Hybrid-Kombination.
Bild 1: Der Wohnpark Schortens ist der mittlerweile elfte Wohnpark der Unternehmensgruppe Pflegebutler. Fertiggestellt wurde er im Juli 2021 Bild: www.pflegebutler.de
Das Unternehmen aus Friedeburg (Ostfriesland) hat sich auf ambulant betreutes Wohnen sowie auf Tagespflege spezialisiert, die sie in ihren Häusern vereint. Geschäftsführer ist Heiko Friedrich, der sein Konzept als schöne Alternative zum Pflegeheim begreift. Der elfte Wohnpark-Standort des Unternehmens, die 20.000-Einwohner-Stadt Schortens, befindet sich zwischen Jever und Wilhelmshaven.
Die Projekte der Friedeburger sind architektonisch sehr ansprechend, so auch in Schortens: Hier handelt es sich um einen dreigeschossigen Bau (Bild 1), der teilweise verklinkert ist und über kleine, individuelle Terrassen an den ebenerdigen Appartements verfügt. Im Obergeschoss besitzt das Gebäude sogar eine Außengalerie, wie man sie von Dachgeschoss-Penthouse-Wohnungen her kennt.
Die Form und Farbgestaltung des Objekts ist sehr modern und ästhetisch. Es handelt sich um einen hochwertigen Wohnungsbau – in diesem Fall für Senioren. Es ist ein Musterbeispiel dafür, wie die Zukunft des Wohnens für Menschen in einem bestimmten Alter aussehen kann, die noch einen guten Grad Selbstständigkeit besitzen, aber auch schon auf Hilfe angewiesen sind.
Je nach Bedarf All-inklusive
Bild 2: Bestandteil des Hybridkonzepts der Wärmeversorgung ist eine Split-Wärmepumpe von Brötje, hier im Bild das Außengerät
Das jetzt fertiggestellte Projekt ist der erste Bauabschnitt am Standort. Geplant ist noch ein zweiter in derselben Größenordnung. Im ersten Objekt wohnen ab sofort 54 Senioren. Die Appartements haben ca. 35 m2 Wohnfläche und sind mit barrierefreiem Bad und einer kleinen Küche ausgestattet. Hinzu kommen Räume für die Senioren, die in Tagespflege betreut werden.
Sowohl für die Bewohner als auch die Tagesgäste gibt es ein Rundum-sorglos-Paket, denn sie können hausintern u. a. krankengymnastische Angebote wie manuelle Therapie, Osteopathie oder Massagen nutzen. Friseur und Fußpflege sowie Ärzte und Therapeuten kommen ins Haus. Je nach Bedarf kann man Leistungen zu- oder wegbuchen.
Blick auf das hybride Heizkonzept
Heizungstechnisch verbaut wurde in diesem innovativen Wohnkonzept die Luft-/Wasser-Wärmepumpe BLW Split 16 C von Brötje (Bild 2). Die Wärmepumpe gibt es in vier verschiedenen Nennheizleistungen von 6 bis 16 kW (bei A7/W35). Auf der Gaskesselseite wurde ein Brötje WGB 110 i verbaut. Es handelt sich um ein Brennwert-Wandgerät (Bild 3), das im Leistungsbereich von 25 bis 110 kW moduliert und das sich in puncto Abgassysteme, Hydraulik und Regelungstechnik auch sehr gut kaskadieren lässt.
In das System wurden zwei Pufferspeicher integriert (Bild 4): Ein Pufferspeicher Typ COSMO CPS 500 (500 l) für den Heizkreis und ein CPS 1200 (1.200 l) für die Warmwasserversorgung.
Die Nennwärmeleistung der Wärmepumpe von 16 kW erscheint auf den ersten Blick in diesem Projekt recht niedrig, doch Daniel Norder von Brötje begründet das damit, dass die Wärmepumpe nur auf die Teilabdeckung der Heizlast zielt. Dadurch läuft die Wärmepumpe aber auch stets im optimalen Leistungsbereich und kann somit ihren COP von 4,28 (bei A7/W35) bestmöglich ausschöpfen.
Bild 3: Blick in die Heizzentrale: Links im Bild ist das Innengerät der Split-Wärmepumpe zu sehen, in der Mitte der wandhängende Gas-Brennwertkessel von Brötje, außerdem rechts im Bild eine Frischwasserstation von malotech
Höhere Vorlauftemperaturen sowie die Trinkwassererwärmung werden in der hier beschriebenen Hybridanlage vornehmlich durch das Gas-Brennwertgerät erzeugt. Gesteuert wird die Kombination vom Heizungssystemmanager ISR HSM/HSM-M (Bild 5), den Brötje eigens für multivalente Systeme entwickelte.
Die integrierte Fernüberwachung ermöglicht der Tapken Haustechnik GmbH einen zeitunabhängigen Zugriff auf alle notwendigen Parameter.
Wärmepumpe statt Solarthermie
Die klassische Hybridkomponente zur Gas-Brennwerttechnik war und ist bislang in der Regel die Solarthermie. Die hier beschriebene Anlage bildet jedoch die Kombination mit einer Split-Wärmepumpe.
Eine alleinige Versorgung über die Wärmepumpe ist im Projekt Schortens zwar nicht möglich, doch kann es zum Anlass genommen werden, einmal grundsätzlich auf Hybridkonzeptionen aus Wärmepumpe und Gas-Brennwert zu blicken.
Bild 4: In das System wurden zwei Pufferspeicher integriert, für Trinkwasser (links) und Heizung (rechts)
Wie Hybrid funktioniert
Die Wärmepumpe wird mit elektrischem Strom betrieben. In dem Hybridsystem gilt es daher, verschiedene Konstellationen zu berücksichtigen, z. B. den Energiepreis sowie die geforderte Temperatur im Gebäude; der Marker ist der sogenannte Bivalenzpunkt. Das ist der Punkt, an dem das Hybridsystem von einer Betriebsweise auf eine andere umschaltet.
Je nach eingestelltem Bivalenzpunkt gibt es Temperaturbereiche, in denen nur die Wärmepumpe, das Gas-Brennwertgerät und die Wärmepumpe zusammen oder nur das Gas-Brennwertgerät arbeitet. Die Regelung steuert die Betriebsart je nach Einstellung, z. B. abhängig vom Komfortbedürfnis oder dem Energiepreis (Strom und Gas).
In der Praxis wählt das Gerät automatisch je nach Einstellungen die optimale Betriebsart, der Nutzer muss nichts umstellen. Dazu ein Rechenbeispiel: Die aktuellen Brennstoffkosten für Erdgas liegen bereits bei knapp über 7 Cent/kWh, Tendenz steigend (auch aufgrund der CO2-Steuer). Damit nähern sie sich den Wärmepumpenkosten für eine Kilowattstunde mehr und mehr an. Wie ist das zu rechnen? Selbst die vergünstigten Wärmepumpentarife von Energieversorgern liegen bei etwa 20 Cent/kWh Strom.
Bild 5: Der Heizungsmanager ISR HSM/HSM-M wurde von Brötje eigens für multivalente Systeme entwickelt
Hier greift dann der COP einer Wärmepumpe. Er beschreibt ja, wie viele Kilowattstunden Wärme eine Wärmepumpe mithilfe einer eingesetzten Kilowattstunde Strom bereitstellen kann. Beträgt das Verhältnis beispielsweise 4:1, dann kostet eine über die Wärmepumpe bereitgestellte Kilowattstunde Wärme im angenommenen Beispiel 5 Cent (20 Cent geteilt durch 4). Da solche Verhältniswerte übers Jahr betrachtet nicht immer erreicht werden, sind aktuelle Marktzahlen von rund 8 ct/kWh für Wärmepumpen realistisch.
Neues Thema: Kühlen
Die im Wohnpark Schortens installierte Wärmepumpe von Brötje arbeitet außerdem reversibel. Sie kann also sowohl heizen als auch kühlen. Das ist zwar in Schortens bis dato nicht vorgesehen, doch das Thema Kühlen rückt perspektivisch in der Gebäudeversorgung nach vorn und dann sind die Wärmepumpen im Vorteil, die beide Bedürfnisse bedienen können, heizen und kühlen.
Denn die zur Raumwärmeerzeugung notwendigen Heizlasten werden aufgrund immer besser gedämmter Häuser kleiner ausfallen. Durch die bessere Dämmung heizen sich Gebäude außerdem schneller über passive Wärmegewinne auf und führen diese im Gegenzug kaum noch ab. Hinzu kommt der Klimawandel. Die Winter fallen milder aus und die Sommer werden heißer.
Bild 6: Zur Heizwasseraufbereitung wurde das Wandgerät AguaSave von Brötje in die Anlage eingebunden Bilder 2-6: August Brötje GmbH, Rastede
Heizungswasser-Aufbereitung
Zur Heizwasseraufbereitung wurde das Wandgerät AguaSave von Brötje in die Anlage eingebunden (Bild 6). In dieser Komponente wird das Wasser, das dem Heizkreislauf zugeführt werden soll, teilweise entsalzt, anschließend wieder mit Rohwasser gemischt sowie mit der entsprechenden Menge des Schutzproduktes versetzt.
Auf diese Weise lassen sich der pH-Wert und die Leitfähigkeit des Wassers stabilisieren und die Bildung von Biofilmen verhindern.
Die Integration von AguaSave ist nicht nur in Anlagen mit Nennleistungen über 50 kW sinnvoll. Auch in kleineren Systemen wird beispielsweise bei Druckabfall automatisch Wasser nachgespeist und Leckage-Alarm ausgelöst.
Mit entsprechendem Zubehör kann eine Befüllleistung von bis zu 1.400 l/h und eine Befüllkapazität von bis zu 6 m³ erreicht werden. Insbesondere die Erstbefüllung einer Heizungsanlage wird so schnell, sicher und regelkonform erledigt.
Fazit: gute Lösung
Wie im Alter angenehm weiterleben? Diese Frage wurde in Schortens gut gelöst, auch in Hinblick auf eine zeitgemäße, hybride Wärmeversorgung. Die Kombination von Wärmepumpe und Gas-Brennwert stellt sicher, dass die Bewohner nach ihren Bedürfnissen heizen und Warmwasser nutzen können.
Bautafel
Hydraulikschema des Systems in Schortens (zum Vergrößern anklicken) Bild: Tapken Haustechnik GmbH, Bockhorn
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