Die neue Wärmeübergabe war bereits eine Heizperiode in Betrieb und alle Bewohner konnten die „neue Wärme“ der Flächenheizung genießen. Zum Ende der Heizperiode wurden die langersehnten Komponenten der Wärmebereitstellung und -erzeugung angeliefert. Neben dem Trink-Warmwasserspeicher, dem Pufferspeicher und der Wärmepumpe sollte ein wassergeführter Kachelofeneinsatz eingebaut und in die neue Heizungsanlage integriert werden.
Die Lieferungen sämtlicher noch ausstehender Komponenten wurden geprüft und in der Garage eingelagert, bevor die Bauablaufplanung der nun folgenden Bauabschnitte mit den Modernisierern final abgestimmt wurde. Nun galt es, die noch bestehende Heizungsanlage im Heizraum vollständig zu demontieren und auszubringen, um den Heizraum zu erneuern und für die Montage der neuen Wärmebereitstellung vorzubereiten.
Trinkwasserspeicher und Heizungs-Pufferspeicher
Den Anfang machte der Rückbau des bestehenden Warmwasserspeichers, der durch den neuen Trink-Warmwasserspeicher mit einem Volumen von 395 l und einem auf die Wärmepumpe abgestimmten Glattrohr-Wärmeübertrager ersetzt wurde. Zusätzlich wurde ein E-Heizstab in den Speicher integriert, bevor dieser sanitärseitig angeschlossen und in Betrieb genommen wurde. Die thermische Beladung erfolgte zuerst über den E-Heizstab mit Strom aus der bestehenden PV-Anlage. Somit konnte die Trinkwassererwärmung binnen eines Tages vollständig erneuert werden. Der Anschluss des E-Heizstabes erfolgte über eine schaltbare CEE-Steckdose, um diese Möglichkeit auch später alternativ zum Wärmepumpenbetrieb bereitzuhalten.
Im Anschluss daran wurde die Heizungsanlage außer Betrieb genommen und der bestehende Ölkessel inkl. Rauchgasführung, Öltanks und Zubehör demontiert, aus dem Gebäude gebracht und fachgerecht entsorgt. Für den Rückbau und die Entsorgung der Öltankanlage wurde ein entsprechendes Fachunternehmen (Sondermüll) beauftragt. Vorher wurde die Trennwand zu den Öltanks vollständig zurückgebaut, nicht nur um die Ausbringung der Öltanks zu erleichtern, sondern auch um den zusätzlichen Raumgewinn nutzbar zu machen. Die flächigen Wand- und Bodenanschlüsse des Abbruchs wurden hergestellt, die Wandflächen überarbeitet und mit weißer Sumpfkalkfarbe gestrichen.
Sämtliche alten Rohrleitungen der Anlagenhydraulik wurden ebenfalls zurückgebaut und der Heizraum gereinigt und in Eigenleistung für den Einbau der neuen Wärmebereitstellung vorbereitet. Dabei handelte es sich im Wesentlichen nicht um Sondermüll, sondern um den wertvollen und wiederverwendbaren Werkstoff Kupfer, der bei der Rückgabe sogar noch etwas Geld einbrachte. Die Abwasseranschlüsse wurden für die Neuinstallation (Ablassleitungen für diverse heizungstechnische Einrichtungen sowie für den Rückspülfilter der neuen Hauswasserstation) angepasst, bevor der Heizungs-Pufferspeicher mit einem Nennvolumen von 800 l eingebracht und positioniert wurde.
Wärmebereitstellung und -verteilung
Für die beiden gemischten Heizkreise wurde ein Verteilerbalken installiert. Darauf befinden sich die beiden Pumpengruppen, an die jeweils ein Heizkreis angeschlossen ist. Diese Anordnung sorgt dafür, dass sich die Umwälzpumpen bzw. die Massenströme nicht gegenseitig beeinflussen. Der Verteilerbalken wirkt dabei gleichzeitig als hydraulische Entkopplung. Neben den Anlagefühlern der Vorlauftemperaturen wurden auch die beiden Vorlauftemperaturbegrenzer für die Flächenheizungen an den Vorlaufleitungen installiert. Dabei erhielten die Kontaktflächen jeweils eine Schicht Wärmeleitpaste, um einen optimalen Wärmeübergang an die jeweiligen Sensoren zu gewährleisten. Die Anschlüsse des Heizungs-Pufferspeichers wurden hergestellt und mit Absperreinrichtungen, Füll- und Entleereinheiten ausgestattet. Bevor die Wärmedämmung um den Heizungs-Pufferspeicher angebracht wurde, wurden sämtliche Fühler positioniert und die gekennzeichneten Kabel in eine Klemmdose geführt. Die Kabelverlängerungen und Klemmarbeiten fanden im Anschluss mit den elektrischen Arbeiten statt.
Die Anschlüsse des Kessel-Ladekreises (wassergeführter Kachelofeneinsatz) wurden im Lastausgleich zwischen Heizkreis-Verteilerbalken und Heizungs-Pufferspeicher vorbereitet. Dieser wurde zunächst mit Trinkwasser gefüllt und entlüftet, die beiden Heizkreise einzeln gespült und entlüftet sowie für die finale Heizungswasseraufbereitung nach Abschluss der gesamten Arbeiten vorbereitet. In der unmittelbaren Nähe des Pufferspeichers wurde auch die Heizungswasser-Nachspeiseeinheit montiert und über einen Systemtrenner an der Trinkwasserleitung angeschlossen.
Neben den beiden Heizkreis-Pumpengruppen der Wärmeverteilung fand die Kessel-Pumpengruppe mit thermostatischer Rücklauftemperaturhochhaltung ihren Platz. Sie wurde an den vorbereiteten Anschlüssen der Wärmebereitstellung angeschlossen. Die Anschlüsse für den wassergeführten Kachelofeneinsatz blieben zunächst verschlossen, bis der Kachelofeneinsatz eingebracht und angeschlossen werden konnte.
Der wassergeführte Kachelofeneinsatz
Die Einbringung des Kachelofeneinsatzes erfolgte unmittelbar nach dem Ausbau des bestehenden Kachelofeneinsatzes im ehemaligen Hobbyraum, der zu einem Heimbüro mit Gästezimmeroption umgenutzt wurde. Nach der korrekten Positionierung und dem Anschluss der Rauchgasführung erfolgte der heizungsseitige Anschluss bestehend aus einem temperaturbeständigen Schnellentlüfter aus Vollmetall, einem Membran-Sicherheitsventil sowie der thermischen Ablaufsicherung (TAS). Das Fühlerelement der TAS wurde ebenfalls mit Wärmeleitpaste eingeschmiert, bevor es in die Tülle des Kessels gesteckt und gegen Herausziehen gesichert wurde. Die thermische Ablaufsicherung wurde über einen Systemtrenner an der Trinkwasserleitung angeschlossen und die Ablassleitung gemeinsam mit der des Sicherheitsventils in ein Trichtersiphon geführt.
Beide Ablassleitungen wurden in entsprechender Höhe am Trichtersiphon schräg abgeschnitten, damit ein schleichender Wasserverlust durch unvollständiges Schließen (z. B. durch Verunreinigungen) der Ventilsitze schnell per Augenschein erkannt wird. Um die regelmäßige Funktionsprüfung der TAS einfach zu ermöglichen, steht die TAS nun im zugänglichen Bereich des Heizraumes. Die vorbereiteten Anschlüsse am Puffer-Lastausgleich wurden geöffnet und der Kessel-Ladekreis sowie der Kessel über den Pufferspeicher gefüllt, gespült und entlüftet. Der nächste Teilabschnitt in der Installation der neuen Heizungsanlage war damit abgeschlossen.
Die hydraulische Inneneinheit der Wärmepumpe
Noch bevor die Wärmepumpe (Monoblock) im Außenbereich aufgestellt wurde, wurde die hydraulische Inneneinheit montiert und angeschlossen. Die Inneneinheit besteht aus den üblichen Komponenten, wie der Pufferspeicher-Ladepumpe, dem Membran-Druckausdehnungsgefäß (für den Ladekreis), Sicherheitsventilen und Absperreinrichtungen, dem Elektro-Rohrheizelement sowie der Heizungsregelung. Unmittelbar neben der hydraulischen Inneneinheit wurde ein Hydraulikmodul mit zwei motorisch gesteuerten Drei-Wege-Umschaltventilen für die thermische Beladung der beiden Speicher (Trinkwarmwasser- und Heizungs-Pufferspeicher) installiert. In die Anschlussleitungen des Hydraulikmoduls und der hydraulischen Inneneinheit wurde im Vorlauf ein Mikro-Luftblasenabscheider und im Rücklauf ein Magnetit-Schlammabscheider installiert.
Die Speicherladekreise wurden wie die gesamte Rohrinstallation in Kupfer ausgeführt und mit Entleerungseinheiten ausgestattet. Die Anschlüsse erfolgten am Trink-Warmwasserspeicher (integrierter Glattrohrwärmetauscher mit einer Wärmeübertragungsfläche von 3,5 m²) sowie an den vorbereiteten Anschlüssen des Pufferspeichers (Kugelhähne). Somit ist neben der thermischen Beladung des Trink-Warmwasserspeichers mit E-Heizstab auch eine Beladung über die Wärmepumpe möglich. Beide Speicherladekreise wurden wiederum über den Pufferspeicher befüllt, gespült und entlüftet.
Positionierung der Wärmepumpe im Außenbereich
Die Vorbereitungen zur Aufstellung des Monoblocks wurden nach vorheriger Abstimmung und Einweisung bauseits erledigt, sodass die Wärmepumpe direkt auf das vorbereitete Fundament gestellt werden konnte. Die Kondensatleitung erhielt zusätzlich eine Rohrbegleitheizung und wurde am nebenstehenden Regenfallrohr angeschlossen. Die Anschlussleitungen (Vor- und Rücklauf) wurden durch die Außenwand in den Keller geführt, ausreichend wärmegedämmt durch Schubrohre geführt und über flexible Schlauchanschlüsse an der Wärmepumpe angeschlossen. Im Innenbereich (Keller) sind nun Entleerungen am tiefsten Punkt vorgesehen, um bei Bedarf die Anschlussleitungen des Monoblocks entleeren zu können und somit auch bei einem Stromausfall im tiefen Winter einen Frostschutz herstellen und einen Frostschaden am Monoblock vermeiden zu können.
Im Keller wurden die Anschlussleitungen auf direktem Weg zur hydraulischen Inneneinheit geführt und dort an den vorbereiteten Stellen über ein Rückschlagventil mit Absperreinheit und Feinsieb angeschlossen. Auch der Wärmepumpenkreis wurde über den Heizungs-Pufferspeicher gefüllt, gespült und entlüftet. Nachdem alle Rohrleitungen verlegt und sämtliche Anschlüsse angeschlossen waren, wurden sämtliche Verbindungen, insbesondere die Verschraubungen, nochmals überprüft und eine finale Dichtigkeitsprüfung durchgeführt und dokumentiert.
Abschließend wurde am Druckausdehnungsgefäß der notwendige Vordruck eingestellt und eine entsprechende Wasservorlage sichergestellt. Das geöffnete Kappenventil wurde mit der Abdeckkappe gesichert, verplombt und die Einstellwerte wurden dokumentiert. Die Sicherheitsventile und die thermische Ablaufsicherung wurden mechanisch auf Funktion geprüft.
Elektroinstallation und -anschlüsse
Noch vor Beginn der Baumaßnahme ist der beim zuständigen Netzbetreiber eingetragene Elektriker des Hauses darüber zu informieren, dass die elektrotechnischen Kennwerte der ausgewählten Wärmepumpe – insbesondere die Anlaufstromaufnahme des Kompressors – beim Netzbetreiber angemeldet werden müssen. Das ist ein sehr wichtiger erster Schritt, um sicherzustellen, dass die geplante Anlage auch elektrotechnisch ans Netz angeschlossen werden kann.
Nachdem die neue Wärmebereitstellung und -erzeugung heizungsseitig abgeschlossen waren, erfolgten die elektrotechnischen Anschlüsse der Heizungsanlage inkl. der Wärmepumpe. Nach Abstimmung mit dem Elektriker des Hauses installierte dieser die erforderlichen Sicherungsautomaten einschließlich selektiver FI-Schalter für die Wärmepumpe sowie für das in der hydraulischen Inneneinheit integrierte elektrische Direktheizelement.
Zusätzlich verbaute er einen LS-Schalter in einer Unterverteilung im Heizraum, schloss alle Komponenten im Elektro-Zählerschrank an und integrierte das System in die von ihm installierte PV-Anlage inklusive Batteriespeicher. Von dieser Schnittstelle aus konnte mit der Elektroinstallation für die neue Heizungsanlage im Heizraum begonnen werden.
Zuerst wurden zwei spritzwassergeschützte Wartungssteckdosen in AP-Ausführung installiert. Die Beleuchtung des Heizraums wurde an die neue Möblierung angepasst, um sicherzustellen, dass jede Stelle ausreichend beleuchtet ist, um die gesamte Heizungsanlage im Augenschein nehmen zu können. Die Wartungssteckdosen wurden so angeschlossen, dass sie für Messgeräte usw. genutzt werden können, auch wenn die Heizungsanlage spannungsfrei geschaltet ist.
Es folgte der Anschluss sämtlicher Umwälzpumpen sowie der motorischen Stellglieder der Umschaltventile und der beiden Mischermotoren der Heizkreis-Pumpengruppe. Die Kessel-Ladepumpe war in der Regeleinheit an der Kessel-Pumpengruppe vorverdrahtet, sodass lediglich die Fühler des Pufferspeichers und des Kesselwassers angeklemmt werden mussten. Neben dem Stecker der Regeleinheit wurde eine weitere Aufputz-Steckdose (spritzwassergeschützt) installiert, in die erst bei der Inbetriebnahme der Stecker eingesteckt wurde.
Des Weiteren wurden sämtliche Fühlerkabel über entsprechende Klemmdosen verlängert und – wie auch sämtliche spannungsführenden Leitungen der Umwälzpumpen und Stellglieder – an der Heizungsregelung in der hydraulischen Inneneinheit angeklemmt. Abschließend erfolgten die elektrischen Anschlüsse der Wärmepumpe im Klemmkasten des Monoblocks und der Inneneinheit. Nach Fertigstellung wurde die Elektroinstallation geprüft und eine Funktionsprüfung der Heizungsregelung durchgeführt. Abschließend wurde die neue Heizungsanlage wieder spannungsfrei geschaltet und gegen Wiedereinschalten gesichert.
Heizungswasseraufbereitung nach VDI 2035
Während der elektrischen Arbeiten zur Fertigstellung der Heizungsanlage wurde das in der Anlage befindliche Trinkwasser im Bypass-Verfahren zu Heizungswasser aufbereitet. Die für die Aufbereitung des Heizungswassers notwendige Menge an Harz wurde entsprechend der gesamten Wassermenge der Heizungsanlage von 1050 l Wasser in den Behälter des Aufbereitungsgeräts eingefüllt. In jedem Vorlauf der beiden Heizkreise wurde ein Druckschlauch angeschlossen. Aus dem Rücklauf am Glattrohrwärmetauscher und aus dem unteren Bereich des Heizungs-Pufferspeichers wurde das Wasser zur Aufbereitung genommen, um einen umfassenden Bypass zu ermöglichen.
Die Umschaltventile wurden mechanisch geöffnet, ebenso wie die beiden Drei-Wege-Mischer, um einen vollständigen Durchfluss aller Teilstrecken sicherzustellen. Die Umwälzpumpen wurden in Betrieb gesetzt, um den Wasserdurchsatz zu unterstützen. Die Heizungswasseraufbereitung wurde bei einer elektrischen Leitfähigkeit von < 100 μs und einem pH-Wert von 8,7 beendet. Die Werte werden unmittelbar vor der Inbetriebnahme überprüft und ggf. nachbereitet.
Der nächste und abschließende Teil dieser Serie handelt von der Inbetriebnahme des wassergeführten Kachelofeneinsatzes, der Heizungs-Wärmepumpe sowie der gesamten Heizungsanlage, einschließlich Betreibereinweisung. Darüber hinaus werden Grundlagen der Dokumentation und das Führen eines Anlagenbuchs erläutert. Den Abschluss bildet ein Bericht von den ersten beiden Betriebsjahren und der Effizienzprüfung nach der ersten Heizperiode (Wartung+).
- Die alte Ölkesselanlage wurde demontiert und durch ein hybrides System aus Luft/Wasser-Wärmepumpe, wassergeführtem Kachelofeneinsatz und Speichertechnik ersetzt.
- Ein Trinkwarmwasserspeicher mit integriertem E-Heizstab wurde installiert und initial über PV-Strom elektrisch betrieben.
- Ein Heizungs-Pufferspeicher mit 800 l Volumen dient als hydraulische Schnittstelle und ermöglicht die Entkopplung der Heizkreise über einen Verteilerbalken mit Pumpengruppen.
- Die Wärmebereitstellung integriert Wärmepumpe, Kachelofeneinsatz und elektrische Zusatzheizung über Lade- und Hydraulikkreise mit Sicherheits- und Regelungseinrichtungen.
- Die Wärmepumpe wurde als Monoblock im Außenbereich installiert und über gedämmte Vor- und Rücklaufleitungen mit der hydraulischen Inneneinheit verbunden.
- Die Heizungsanlage wurde gemäß VDI 2035 durch Wasseraufbereitung mit kontrollierter Leitfähigkeit und pH-Wert zur Sicherstellung des Anlagenbetriebs konditioniert.
Bild: Forum Wohnenergie
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Positionierung sowie Montage der Rauchgasführung hergestellt.
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