Kermi Wärmepumpen- Eingliederung in Smart Home

 

Wärmepumpen gehören nicht ohne Grund zu den beliebtesten Heizsystemen. Sie nutzen wie bereits in unserem Grundlagenartikel erwähnt, die kostenlose und direkt vor unserer Haustür befindliche Umweltwärme aus der Luft, dem Wasser oder der Erde, um diese später in Heizwärme umzuwandeln. Als Verbraucher können Sie dadurch bereits bei der Auswahl der passenden Heiztechnik einen entscheidenden Beitrag zum Schutz unserer Umwelt leisten.

In diesem Sinne hat der niederbayerische Heizungshersteller „Kermi“ im Hinblick auf die umweltschonende Nutzung und hohe Beliebtheit der Wärmepumpen mit der „x-center base“ eine eigene Steuerzentrale der Anlagen für die Integration in ein „Smart Home“ geschaffen. Dadurch wird die jeweilige Anlage auf Ihren individuellen Heizbedarf abgestimmt, sodass ein effizienter und ressourcensparender Betrieb garantiert wird.

Im Folgenden erhalten Sie zunächst Insiderwissen über die unterschiedlichen Betriebsweisen von Wärmepumpen. Anschließend stellen wir Ihnen mit der „x-center-base Steuerzentrale“ die Smart-Home-Lösung des Heizungsherstellers „Kermi“ vor.

Betriebsweisen 

Wärmepumpen weisen in Bezug auf die Wahl der Energiequelle (Luft, Wasser, Erde) eine enorme Vielfalt auf. Doch auch hinsichtlich der Betriebsweise gibt es Unterschiede. So können Wärmepumpen im Haushalt entweder als Hauptwärmequelle dienen oder durch einen zusätzlichen Wärmeerzeuger unterstützt werden. Wir geben Ihnen den Überblick:

Monovalenter Betrieb:

  • Wärmepumpe agiert als alleinige Wärmequelle
  • Bevorzugter Einsatzbereich in Häusern mit sehr guter Wärmedämmung (Neubauten, Niedrigenergieehäuser)
  • Idealerweise in Verbindung mit Fußboden- oder Wandheizung

Bivalenter Betrieb:

  • Wärmepumpe wird von einem zusätzlichen Wärmeerzeuger unterstützt
  • Kombinationsmöglichkeit mit thermischen Solar- oder Photovoltaikanlagen empfehlenswert (Unterstützung bei der Brauchwassererwärmung)
  • Bevorzugter Einsatzbereich in Häusern mit eingeschränkter Wärmedämmung (Altbauten)

Monoenergetischer Betrieb:

  • Wärmepumpe wird bei Bedarf durch eine zusätzliche Heizquelle unterstützt (bspw. an sehr kalten Tagen, wenn die Heizlast ohne Unterstützung nicht komplett abgedeckt werden kann)
  • Meist elektrische Zusatzheizung (Heizstab)
  • Bevorzugter Einsatzbereich in Häusern mit eingeschränkter Wärmedämmung

Effizienz

Wärmepumpen benötigen einzig für die Umwandlung der Umweltwärme in Heizenergie elektrischen Strom, welcher jedoch nur einen geringen Teil des Gesamtenergieeinsatzes ausmacht.

Die Effizienz der Anlagen hängt entscheidend vom Temperaturunterschied zwischen Wärmequelle und der Vorlauftemperatur des Heizungssystems ab. Je geringer dieser Unterschied, desto weniger Strom wird für den Umwandlungsprozess (Umweltwärme –> Heizwärme) benötigt.

Folglich arbeiten Erd- und Wasserwärmepumpen effizienter als Luftwärmepumpen, da das Erdreich beziehungsweise das Grundwasser im Vergleich zur Außenluft über das ganze Jahr hinweg konstante Temperaturen aufweisen. Luftwärmepumpen können jedoch sowohl innen als auch außen aufgestellt werden und profitieren von geringeren Anschaffungskosten. Eine übersichtliche Auflistung der Vor- und Nachteile finden Sie in unserem Grundlagenartikel: https://blog.heizung-scheibe.de/category/waermepumpen/

 

Kermi’s Smart-Home-Lösung: „x-center base“

Der niederbayerische Heizungsspezialist hat mit der Steuerzentrale „x-center base“ eine Möglichkeit geschaffen zahlreiche Wärmesystem-Komponenten des „Kermi-Systems x-optimiert“ in ein Smart Home zu integrieren. Dadurch können beispielsweise Elektroheizstäbe am Badheizkörper, Fußbodenheizungen, Heizkörper im Allgemeinen und natürlich auch Wärmepumpen angesprochen und gesteuert werden. Die Steuerung geschieht dabei ortsunabhängig über mobile Geräte (Notebook, Tablet oder PC). Hinsichtlich der Wärmepumpen ist in diesem Zusammenhang die „x-change-dynamic“ Produktlinie zu nennen. Das Heizverhalten wird hierbei durch die Erhebung und Auswertung relevanter Daten in den einzelnen Räumen individuell angepasst.

Die Wärmepumpen verfügen über eine modulierende Betriebsweise, wobei sie nicht dauerhaft auf Hochtouren laufen und die Heizlast dem individuellen Wärmebedarf angepasst wird. Somit kommt die Wärme effizient dort an, wo sie auch benötigt wird. Eigene Zeitprogramme für einzelne Räume oder die komplette Heizfläche sorgen für den bestmöglichen Komfort.

Sollten Sie neben der Wärmeregulierung weitere Funktionsbereiche abdecken wollen, bietet die anbieterübergreifende „EnOcean- Funktechnologie“ eine geeignete Erweiterungsmöglichkeit. Diese ermöglicht es zusätzliche Haustechnikelemente, wie beispielsweise Repeater, Fensterkontakte oder Feuchtigkeits- und Temperatursensoren, herstellerübergreifend in Ihr Smart Home einbinden. Der Fokus der Bauteile liegt dabei auf „Energy Harvesting“. Das bedeutet die benötigte Energie stammt nicht aus der Steckdose oder einer Batterie, sondern wird von der Umwelt bezogen.

Folgende Übersicht zeigt die wichtigsten Elemente, die durch die „EnOcean-Funktechnologie“ integriert werden können:

  • Fenster/Türkontakt –> erkennt Zustand des Fensters bzw. der Tür (offen/geschlossen) und übermittelt ihn an die „x-center base Steuerzentrale“
  • Schaltaktoren –> senden Informationen über elektrische Verbrauchsgegenstände (bspw. Beleuchtung, Dimmen des Lichts, Heizungsregulierung)
  • Jalousieaktor –> Schaltung und Steuerung der Jalousien sowie integrierter Mess-Chip zur individuellen Positionierung der Rollläden
  • Meldeanlagen –> alarmieren Bewohner bei auftretenden Gefahren (bspw. Einbrüche oder Rauchentwicklung) und dienen zur Bewegungs- und Helligkeitserfassung
  • Temperaturfühler –> Ermittlung der Temperatur und Luftfeuchtigkeit im Innen- und Außenbereich

Weiterführende Informationen zur zentralen Steuereinheit „x-center base“ sowie eine Auflistung der kompatiblen Wärmepumpen aus der „x-change dynamic“ Produktreihe finden Sie unter: https://www.kermi.de/raumklima/produkte/smart-home/x-center-base/

Fazit:

Wärmepumpen entziehen der Umwelt aus verschiedenen Energiequellen Wärme, um dadurch den Heizbedarf im Haus abzudecken. Ein Vergleich mit konventionellen Heizungssystemen, die auf Öl oder Gas als Energieträger setzen, belegt, dass sich die Anlagen in Punkto Komfort und Behaglichkeit kaum unterscheiden.

Jedoch punkten Wärmepumpen durch ihre umweltschonende und sparsame Betriebsweise, wodurch Sie die vergleichsweise hohen Investitionskosten der Anlagen auf lange Sicht gesehen ausgleichen werden.

Der Heizungshersteller „Kermi“ hat diesbezüglich mit der „x-center base“ Steuerzentrale eine eigene Smart Home Lösung für die zahlreichen Wärmesystem-Komponenten geschaffen. Benutzerfreundlichkeit steht dabei an erster Stelle, wobei Sie die einzelnen Elemente ortsunabhängig über mobile Geräte steuern können.

Zusätzlich bietet die anbieterübergreifende „EnOcean-Funktechnologie“ die Möglichkeit weitere Haustechnikelemente herstellerübergreifend einzubinden und die vielfältigen Verknüpfungsmöglichkeiten eines smarten Hauses auszuschöpfen.

 

 

Wärmepumpen als nachhaltige Wärmeerzeuger

Wärmepumpen entziehen der Umwelt Wärmeenergie, um diese anschließend für das Heizsystem bereitzustellen. Als Wärmequelle kommen die Umgebungsluft, das Grundwasser und das Erdreich in Frage.

Nach dem Erneuerbaren-Energien-Wärmegesetz aus dem Jahr 2009 muss der Wärmebedarf für neu zu errichtende Gebäude anteilig durch erneuerbare Energiequellen gedeckt werden, wodurch die fossilen Ressourcen geschont werden und im Interesse des Klimaschutzes gehandelt wird.

Abhängig von den örtlichen Gegebenheiten können Sie sich zwischen unterschiedlichen Varianten der Wärmepumpe entscheiden. Neben der Luft- und Erd-Wärmepumpe besteht zudem die Möglichkeit das Grundwasser als Energiequelle zu nutzen. Im Weiteren Verlauf wird Ihnen die grundlegende Funktionsweise der Systeme erklärt sowie auf die einzelnen Vor- und Nachteile der Wärmepumpen eingegangen.

Durch diese Informationen können Sie abschließend persönlich entscheiden, ob  für Sie ein Umstieg von herkömmlichen Öl- oder Gasbetriebenen Heizsystemen, auf eine Wärmepumpe interessant ist.

 

Funktionsweise

Bevor die einzelnen Systeme miteinander verglichen werden sollten Sie die grundlegende Arbeitsweise einer Wärmepumpe verstehen.

Das Funktionsprinzip ist dabei unabhängig von der Wahl der jeweiligen Wärme-quelle. Egal ob Erdwärmepumpe, Luftwärmepumpe oder Grundwasser-Wärmepumpe. Wie bereits oben erwähnt entziehen sie ihrer jeweiligen Wärmequelle ein Teil der Wärmeenergie und verwenden diese zum Erwärmen des Heiz- und Brauchwassers.

Ausgangspunkt ist ein flüssiges Kältemittel, welchem im sogenannten Verdampfer Umweltenergie übertragen wird und dadurch verdampft. Weil die aufgenommene Wärmemenge technisch noch nicht nutzbar ist, wird das gasförmige Kältemittel durch einen Kompressor (Kolben- oder Scrollverdichter) verdichtet. Dadurch hebt sich das Temperaturniveau des gasförmigen Kältemittels, wobei es nun zum sogenannten Verflüssiger gelangt und kondensiert, wodurch es Wärme abgeben kann. Anschließend kommt das flüssige Kältemittel zu einer Drossel, in der der Druck verringert wird. Das Kältemittel kehrt zum Verdichter zurück und der Vorgang kann wieder von vorne stattfinden.

Auf Grundlage dieses Prozesses kann das Wärmeverteil- und Speichersystem durch das Heizmedium Wasser, die durch das Kältemittel im Verflüssiger abgegebene Wärme nutzen, um das entsprechende Gebäude zu beheizen.

 

Energiequellen

Die Wahl der Energiequelle entscheidet über die jeweiligen Stärken und Schwächen der Anlage.

1.  Erdwärmepumpen:

Wie der Name schon vermuten lässt nutzen Erdwärmepumpen die im Boden gespeicherte Wärme als Energiequelle. Sie werden auch als Sole-Wasser-Wärmepumpe bezeichnet, weil die sogenannte Soleflüssigkeit der Wärmepumpen zur Wärmegewinnung notwendig ist. Diese Flüssigkeit besteht aus Wasser und Frostschutzmittel. Sie ist für die Wärmeverteilung von der Erdwärmesonde zur Wärmepumpenanlage zuständig.

Generell unterscheidet man zwischen zwei verschiedenen Ausrichtungen von Erdwärmepumpen.

  • Tiefenbohrung:

Bei dieser Variante werden Bohrungen bis zu 100 Meter Tiefe ausgeführt, wobei in die Bohrlöcher Erdsonden eingebracht werden durch die die Soleflüssigkeit fließt. Die Flüssigkeit wird nun durch das Erdreich erwärmt und in den Verdampfer der Wärmepumpe geleitet, dort beginnt dann der Wärmepumpenprozess seinen Kreislauf.

Die Erdwärmesonden befinden sich später in einem Schacht und benötigen wenig Platz an der Oberfläche. Die Kosten für die Bohrung sind abhängig von der Bodenbeschaffenheit vor Ort. Zudem benötigen Sie eine Genehmigung der zuständigen Behörde für die Bohrung.

 

  • Erdkollektoren:

Diese Variante empfiehlt sich insbesondere bei teuren Bohrarbeiten auf schwierigen Untergründen. Dabei werden Leitungen in unterschiedlichen Ausführungsvarianten (Körbe oder Flächenkollektoren) in 1,5-3 Metern verlegt. Die Erdwärmekollektoren werden somit auf großer Fläche in geringer Tiefe verlegt und erbringen die Wärmeleistung durch ein großes Volumen.

 

2. Grundwasserwärmepumpen:

Bei den Grundwasser-Wärmepumpen werden Brunnenbohrungen durchgeführt über die der Wärmeaustausch stattfindet. Die Jahresmitteltemperatur des Grundwassers beträgt 8°C, wodurch eine effiziente Nutzung möglich ist.

 

3. Luftwärmepumpen:

Luft-Wasser-Wärmepumpen beziehen ihre Wärmeenergie aus der Umgebungsluft. Die Außenluft wird dabei über große Ventilatoren zu dem Verdampfer geführt, wo das Kältemittel dann die Wärme aufnimmt.

Vor- und Nachteile der jeweiligen Anlage

 

Vorteile Nachteile
Erdwärmepumpen  

+hoher Wirkungsgrad

+ weniger Stromverbrauch für Kompressor durch höhere Temperatur der Wärmequelle

+geringe Geräuschentwicklung

+keine Lärmbelästigung im Außenbereich

+geringe Temperaturschwankungen der Wärmequelle

 

Genehmigung erforderlich

Effizienz abhängig von Bodenbeschaffenheit

hohe Erschließungskosten (Erdbohrungen)

Grundwasser-wärmepumpen  

+hoher Wirkungsgrad

+geringe Geräuschentwicklung

+weniger Stromverbrauch durch höhere Temperatur der Wärmequelle

+geringe Temperaturschwankungen des Grundwassers

 

hohe Erschließungskosten

Genehmigung erforderlich

Abhängig von Bodenbeschaffenheit

hoher Stromverbrauch für Pumpenleistung des Brunnens

 

Luftwärmepumpen  

+einfache Wartung

+Betrieb an jedem Standort möglich

+keine Genehmigung nötig

+geringere Anschaffungskosten

 

 

erhöhter Stromverbrauch für Kompressor (bspw. durch kalte Luft im Winter)

geringerer Wirkungsgrad

erhöhte Geräuschentwicklung

 

Fazit

Wärmepumpen sind aufgrund ihrer umweltschonenden Betriebsweise und hohen Energieeffizienz sowohl für das Heizen in Neubauten als auch für die energetische Sanierung bereits bestehender Gebäude bestens geeignet. Das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) bietet in diesem Zusammenhang Förderungen für Wärmepumpen an. Unter folgendem Link bekommen Sie weiterführende Informationen zu Voraussetzungen und Umfang der Fördermaßnahmen: http://www.bafa.de/DE/Energie/Heizen_mit_Erneuerbaren_Energien/Waermepumpen/waermepumpen_node.html

In Bezug auf die Wahl der jeweiligen Energiequelle (Erde,Wasser,Luft) sind die individuellen Gegebenheiten und finanziellen Mittel entscheidend. Wenn Sie in einem dichtbesiedelten Wohngebiet leben ist aufgrund der hohen Geräusch-entwicklung von der Außenaufstellung einer Luftwärmepumpe abzuraten, wohingegen Sie bei Erdwärmepumpen und Grundwasserwärmepumpen an die Genehmigung und die höheren Erschließungskosten denken müssen.

Insgesamt bieten alle drei Varianten der Wärmepumpe eine energieeffiziente und ökologisch nachhaltige Alternative zu herkömmlichen Öl oder Gas betriebenen Heizsystemen. Vor allem im Hinblick auf die Zukunft, wenn der Anteil erneuerbarer Energien in der Stromproduktion immer größer wird, werden auch Wärmepumpen durch den „grünen Strom“ immer umweltfreundlicher.

 

 

 

 

 

Wärmepumpen als nachhaltige Wärmeerzeuger weiterlesen