Massivhaushersteller erprobt hocheffizientes Heizsystem
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Massivhaushersteller erprobt
hocheffizientes Heizsystem
Solarenergie unterstützt Betrieb der Wärmepumpe
2019 startete der Massivhaushersteller Viebrockhaus in Kooperation mit dem Wärmepumpen-
hersteller NIBE ein Feldtestprojekt zum Kennenlernen und Einschätzen von PVT–Wärmepumpen-
systemen. Seit über einem Jahr heizt und kühlt eine 5-köpfige Familie in Harsefeld nun ihr neues
KfW40 Plus-Einfamilienhaus mit einer Wärmepumpe, die über das PVT-Kollektorfeld auf dem
Dach die Umgebungs- und Strahlungswärme der Sonne nutzt. Mit Erfolg: Das System arbeitet
stabil und spart rund 360 EUR Stromkosten im Jahr im Vergleich zu einer Luft/Wasser-Wärme-
pumpe. Das PVT-Kollektorfeld auf dem Dach ersetzt also das Außengerät einer Luft/Wasser-
Wärmepumpe im Vorgarten.
» Wir sind sehr zufrieden mit dem innovativen Heiz-
system in unserem Demonstrationshaus. Das PVT-
Wärmepumpensystem braucht ein Drittel weniger
Strom als eine Luft-Wasser-Wärmepumpe, weil
zusätzlich zu der Umgebungswärme hier auch die
Strahlungsenergie der Sonne genutzt wird. Die
fünfköpfige Familie spart rund 360 EUR im Jahr.«
Lars Sumfleth
Initiator der Feldtestanlage und Projektleiter in der
Innovationsabteilung von Viebrockhaus, Harsefeld
DAS MASSIVHAUS IN HARSEFELD mit
rund 190 m2 Wohnfläche wird über eine PVT-
Anlage auf dem Dach und Wärmepumpe
im Erdgeschoss beheizt und gekült. Neben
den acht PVT-Kollektoren sind noch vier
PV-Module auf dem Dach installiert.
Foto: Fraunhofer ISE
KOMPAKTE HEIZ- UND KÜHLZENTRALE
im Erdgeschoss des Einfamilienhauses: links
die Wärmepumpe, mittig die Umschalteinheit
zwischen Heizen und Kühlen, rechts der
Warmwasserspeicher
Foto: Viebrockhaus
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KfW40 Plus-Einfamilienhaus
H EIZ E N UN D KÜ HL E N Ü B E R E I N G E RÄT
Die Wärmepumpe von NIBE ist auf den Betrieb mit PVT-Kollektoren optimiert. Das breite Spektrum der Eingangstempe-
raturen von -12 bis +30 °C ermöglicht es, zu fast jeder Tages- und Jahreszeit Wärme über das PVT-Kollektorfeld vom
Dach zu holen, da die NIBE-PVT-Kollektoren mit ihren Lamellen extrem große Wärmeübertragerflächen aufweisen.
Mit Hilfe der Simulationssoftware POLYSUN konnte der spezifische, thermische Ertrag des PVT-Kollektorfeldes mit
569 kWhth/(m2 * a) simuliert werden. Das Klimatisierungssystem des Demohauses ist außerdem extrem schlank. Aufgrund
des modulierenden Betriebs der Wärmepumpe sind weder Wärme- noch Kälte-Pufferspeicher nötig, sondern nur ein
Warmwasserspeicher. Ein in die Wärmepumpe integrierter E-Heizstab dient als Backup für sehr kalte Wintertage.
PVT-KOLLEKTOREN
Einfamilienhaus-Neubau
Standort: Harsefeld, Niedersachsen
Beheizte Wohnfläche: 190 m2
Jährlicher Wärme-Endenergiebedarf:40 kWh/m2 (KfW40 Plus Haus)
Inbetriebnahme des PVT-Wärmepumpensystems: Mai 2019
Wechselrichter
50 °C bis 55 °C ganzjährig Warm-
wasser-
speicher Warmwasser-
Wärme- bereitung
pumpe
274 l
Integrierter
E-Heizstab Lieferant: NIBE
mit 7 kW Nennleistung*: 1,5 bis 6 kW
Haushalts- 7 kWh
Leistungszahl*: 4,72
strom Speicher-
Eingangstemperatur:
kapazität Fußboden-
-12 bis +30 °C
Heizung/
Kühlung
Solar-/Umweltwärme bis 40 °C im Sommer 35 °C im Winter
Heiz-/Warmwasser- bis -8 °C im Winter Umschalteinheit HPAC
versorgung zwischen Heizen
18 °C im Sommer
Solarstromleitungen und Kühlen
Kühlung im Sommer
* Leistung und Leistungszahl der Wärmepumpe gelten für Sole 0°C und Warmwasser 35°C.
V I ER G U TE GRÜ N DE FÜ R DI E S E S P V T-WÄ R M E PU M P E NSYS T E M
Viermal höherer Solarertrag Vermeidung kostspieliger
als reine Photovoltaik Erdsonden oder Erdkörbe
Umfassende Nutzung der Geräuschloser Betrieb im
Solarenergie für Heizen, Gegensatz zur Außeneinheit
Kühlen und Strom der Luftwärmepumpe
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KfW40 Plus-Einfamilienhaus
WAS IST E IN P VT-KOL L E KTOR ?
Dieser Kollektortyp erzeugt aus Solarstrahlung sowohl
Strom als auch Wärme und wird daher PVT-Kollektor
oder Hybridkollektor genannt.
Übers Jahr hinweg liefern die PVT-Kollektoren etwa
viermal mehr Gesamtenergie, also Wärme und Strom,
als eine Photovoltaikanlage mit der gleichen Fläche.
8 PVT-KOLLEKTOREN
Bruttofläche: 15,8 m2
PV-Leistung: 2,88 kWp
T-Leistung: 10,7 kWth
Metallischer Luft-Sole-Wärmeübertrager
Solarstrom Solarwärme
Lieferant: NIBE Systemtechnik GmbH, Celle
2.813 kWh 8.695 kWh
Erträge: NIBE / Simulationssoftware Polysun
PV T V E RB ESSE RT JAHRE SE NE RG I E B I LA NZ
Die Jahresarbeitszahl (JAZ) beschreibt die Effizienz dem Dach steigt die JAZ auf 4,1, das heißt, der Kunde
eines Wärmepumpen-Heizsystems. Sie gibt an, wieviel gewinnt für jede Kilowattstunde Strom 3 Einheiten Solar-
Einheiten Wärme die Wärmepumpe mit einer Einheit oder Umweltwärme kostenfrei dazu.
Strom erzeugt. Bei Luftwärmepumpen liegt die JAZ bei
etwa 3. Durch die hochwertige PVT-Wärmequelle auf Quelle: Nibe Systemtechnik/ Simulationssoftware Polysun
+
Wärmeproduktion der Wärmepumpe
plus E-Heizstab im Jahr
12.172 kWhth/a
= 4,1
JAZ
DER PVT-KOLLEKTOR VON NIBE besitzt auf der
Strombedarf für Wärmepumpe Unterseite eine Kupfer-Rohrschlange mit Wärmeübertrager-
und E-Heizstab
Lamellen. Darüber wird sowohl die Wärme der Solarstrah-
2.937 kWhel/a lung als auch, z. B. nachts, Umgebungswärme aufgenom-
men und an den Solar-Wärmepumpenkreis abgegeben.
Schema: Consolar Solare Energiesysteme
IntegraTE Initiative zur Verbreitung von PVT-Solarkollektoren und Wärmepumpen im Gebäudesektor,
finanziell unterstützt von Projektträger Jülich (PTJ) aus Mitteln des Bundeswirtschaftsministeriums
Kontakt: claudia.haaf@igte.uni-stuttgart.de
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