Als sehr effizientes System zum Heizen bzw. Kühlen von Gebäuden werden Wärmepumpen mit stark zunehmender Tendenz in Deutschland dafür verwendet. Die häufigste Ausführung ist die Luftwärmepumpe, da diese nahezu überall eingesetzt werden kann und den geringsten Installationsaufwand verursacht. Allerdings mit dem Nachteil, dass die Luftwärmepumpe in der Effizienz nicht mit Erdwärmepumpen oder Grundwasserwärmepumpen vergleichbar ist.
Eine Luftwärmepumpe nutzt die Außenluft als Wärmequelle im Winter und als Wärmeabfuhr im Sommer. Die Effizienz dieser Systeme hängt stark von der Qualität der Installation und der verwendeten Materialen ab. Die Installation einer Luftwärmepumpe, welche im Winter heizen und im Sommer kühlen soll, erfordert eine sorgfältige Planung insbesondere in Bezug auf die Rohrleitungen und der Dämmung. Dabei sind die Anforderungen des Gebäudeenergiegesetzes (GEG) für die Ausführung der Dämmarbeiten zu beachten.
Ich möchte die Situation beschreiben, wenn die Luftwärmepumpe nicht direkt neben dem zu versorgendem Gebäude steht, sondern mit einer Entfernung z. B. 20 Meter neben dem Gebäude installiert ist.
Somit ergeben sich verschiedene Anforderungen aus dem GEG:
Folgende Mediumtemperaturbereiche für das Rohrsystem würde ich wie folgt festlegen. Die Mediumtemperaturen sind von der Energieeffizienz des Gebäudes, seiner Nutzung und vom Klima abhängig.
Deshalb sind die von mit angegebenen Temperaturbereichen als fiktive Annahme zu betrachten.
Bei einem neu gebauten Einfamilienhaus mit dem gesetzlich vorgeschriebenem Energiestandard, welches mit einer Luftwärmepumpe versorgt wird, dürfte die erforderliche Rohrdimension ca. zwischen DN 25 und DN 50 liegen.
Da häufig Pressfittingrohre zur Installation eingesetzt werden, würde ich die Dimension DN 32 mit dem äußeren Durchmesser von 35 mm für mein Beispiel verwenden.
Diese Pressfittingrohre sind aus verschiedenen Materialien auf dem Markt, wie z. B. Kupfer, Edelstahl oder verzinkter Normalstahl.
Da wir in den Wechseltemperaturbedingungen auch den Kühlbetrieb vorfinden, muss bei dem verwendeten Rohrsystem eventuell der Korrosionsschutz mit berücksichtigt werden. Bei Kupfer- und Edelstahlrohren ist kein zusätzlicher Korrosionsschutz in diesem Temperaturbereich notwendig. Bei dem verzinkten Weichstahlrohr muss ein Korrosionsschutz nach der BTGA Regel 3.004 für das Rohrsystem mit allen Komponenten eingeplant werden.
Bei der Auswahl der Dämmung gibt die DIN 4140 vor, dass Wechseltemperaturanlagen wie Kälteanlagen gedämmt werden müssen. Das heißt, die Rohrhalterungen müssen mit Kälterohrträgern ausgeführt werden.
Die Probleme mit dem Aufbau des passenden Dämmsystems entsteht durch die Forderung des GEG § 69 und 70 Anlage 8.1 unter „bb“, dass eine warmgehende Leitung á Ø 35 mm im Innenbereich mit 30 mm Dämmdicke mit einer Wärmeleitfähigkeit von 0,035 W/m · k bei 40°C Mitteltemperatur ausgeführt werden muss. Hinzu kommt unter „hh“ in der Anlage 8.1 wenn Leitungen an die Außenluft grenzen, sich die Dämmdicke verdoppelt und somit 60 mm Dämmdicke mit einer Wärmeleitfähigkeit von 0,035 W/m · k bei einer Mitteltemperatur von 40°C notwendig ist. In der Anlage 8.2 des GEG wird für Kälteverteilungsleitungen unter „b“ eine Dämmdicke von 19 mm für „unsere“ Rohrdimension DN 32 Außendurchmesser 35 gefordert, mit einer Wärmeleitfähigkeit von 0,035 W/m · k bei einer Mitteltemperatur von 10°C.
Das heißt, für den Sommerbetrieb reichen 19 mm FEF aus, jedoch nicht für den Winterbetrieb, denn hier bräuchten wir 60 mm mit einer Wärmeleitfähigkeit von 0,035 W/m · k bei 40°C Mitteltemperatur.
Das heißt, nur die Dämmdicke der FEF Kältedämmung auf 60 mm zu erhöhen würde ausreichen ist fehlerhaft, da im GEG unterschiedliche Mitteltemperaturen für die Bewertung der Wärmeleitfähigkeit gefordert sind. Somit muss die FEF Dämmung noch entsprechend des verwendeten FEF Produktes angepasst bzw. erhöht werden.
Nun möchte ich meine Lösung darstellen, die jedoch für jeden Anwendungsfall extra geprüft werden muss.
z. B. bei der Verwendung von V2A Pressfittingrohren, welche mit Kälterohrträgern aufgehängt werden, bei denen die FEF-Schlauchdicke von ca. 35 mm als erste Lage am Mediumrohr montiert wird, würde das in unserem Beispiel einen äußeren Durchmesser von Ø 105 mm ergeben und darüber eine Mineralwolleschale mit 108 mm Innendurchmesser und einer Dämmdicke von 30 mm passen. Mit diesem Dämmaufbau würde annähernd der Wärmeverlust, der im GEG zulässig ist, erreicht werden.
Folgende Hinweise für die Ausführung der Rohrinstallation und der Montage der Dämmung möchte ich hier noch ergänzen:
Als letztes für eine fachgerechte Ausführung sorgen, d. h. für technische Dämmung einen Fachbetrieb einsetzen, denn das kann die Lebensdauer der Anlage verlängern und auch die Betriebskosten senken. ■
Kermann
Foto: Karlheinz Kermann
