Split-Wärmepumpen
So wird es für Planer einfacher
Im Neubau sind Wärmepumpen im Einfamilienhaussegment inzwischen die am häufigsten verbaute Heizquelle. Zum Einsatz kommen hier vorrangig Monoblock- und Splitgeräte. Beide Technologien eignen sich auch für größere Anwendungen.
Der Markt für Monoblock- und Splitgeräte ist etwa gleich groß. Bei den Herstellern wie Viessmann oder Panasonic halten sich Produktionszahlen dieser beiden Wärmepumpenvarianten in etwa die Waage. Bei Daikin überwiegen die Splitgeräte gegenüber den Monoblockgeräten im Verhältnis 2:1.
Unterschiede im Überblick
Der Unterschied zwischen beiden Wärmepumpen-Varianten ist schnell erklärt: Bei den Split-Wärmepumpen ist ein Teil des Kältekreises – Verdampfer, Verdichter und Expansionsventil – in einer Außeneinheit untergebracht. Über eine Kältemittelleitung wird der Kältemitteldampf ins Haus zum Verflüssiger geführt und die Wärme an das Heizsystem abgegeben. Das flüssige Kältemittel fließt anschließend zurück zur Außeneinheit.
Bei den Monoblockgeräten sind zwei Varianten zu unterscheiden. Zum einen gibt es Geräte, bei denen der komplette Kältekreis, Anlagenhydraulik, Regelung usw. in einem Gehäuse untergebracht sind und die je nach Ausführung innerhalb oder außerhalb des Hauses aufgestellt werden. Daneben gibt es Monoblockgeräte, die wie Split-Wärmepumpen in eine Innen- und eine Außeneinheit aufgeteilt sind. Bei dieser Variante befindet sich der komplette Kältekreis, also auch der Verflüssiger, in der Außeneinheit. Über eine wärmegedämmte Rohrleitung wird das erwärmte Heizungswasser in das Haus zur Inneneinheit geführt, wo es an die Heizkreise verteilt wird. In der Inneneinheit befinden sich Regelung, Hydraulik und ggf. ein Warmwasserspeicher.
Selbst unter Planern und Handwerkern ist umstritten, ob ein Splitgerät oder ein Monoblockgerät nun die bessere Wahl ist. Preislich ist das egal, die Unterschiede sind minimal. Sowohl Viessmann als auch Panasonic geben keine nennenswerten Preisunterschiede an.
Bei der Installation haben die Splitgeräte hingegen leichte Vorteile, weil die Rohrdurchmesser etwas geringer sind. Dadurch erfordert die Durchführung durch die Wand einen geringeren Aufwand als bei kompletten Warmwasserleitungen.
Betrachten wir erst einmal die wesentliche Unterschiede:
Innenaufstellung beim Monoblock: Schallemissionen beachten
Bei einer Monoblock-Wärmepumpe, die komplett im Gebäude installiert wird, muss die Luft von außen angesaugt werden, was bautechnisch Wärmebrücken an den dafür nötigen Durchbrüchen begünstigen könnte. Die Kompression findet ebenfalls im Gebäude statt – und mit ihr die dazugehörigen Geräusche. Monoblockgeräte bedürfen also eines ausgefeilten Schallschutzkonzepts am Gerät und, wenn nötig, auch im Aufstellraum.
Um dies zu umgehen, gibt es Monoblockgeräte für die Außenaufstellung. In jedem Fall liegt der komplette Kältekreis in der Außeneinheit. Für eine Einleitung der Wärme ins Innere des Gebäudes braucht es nur kleine Maueröffnungen, durch die die hydraulischen Rohrleitungen hindurchgeführt werden müssen.
Splitgeräte mit aufgeteiltem Kältekreislauf
Die Wärmeerzeugung findet bei Splitgeräten ebenfalls im Außengerät statt, das Verdampfer und Verdichter beinhaltet. Der Verdichter ist über eine Heißgasleitung mit dem Verflüssiger im Innengerät verbunden, wo die Wärmeenergie an den Heizkreislauf abgegeben wird. Es braucht also in der Mauer nur den Durchbruch für diese Leitung sowie die Rücklaufleitung zur Außeneinheit.
Logischerweise ergibt sich aus diesen Unterschieden auch eine jeweils andere Planung und Installation. Der größte Unterschied liegt wohl im Kältekreis. Bei Monoblockgeräten muss der Kältekreis vom Monteur nicht angefasst werden. Deswegen braucht er für die Montage auch keinen Kälteschein. Die Heizwasserleitung von außen nach innen muss allerdings gut gedämmt sein. Die Durchbrüche in der Mauer dafür müssen also entsprechend geplant werden. Auch sollten die Leitungswege nicht zu lang sein, um die Wärmeverluste gering zu halten.
Kälteschein nötig
Bei den Splitgeräten hingegen bedarf es seitens des Installateurs eines Kältescheins, da die Komponenten des Kältekreises im Innen- und Außengerät miteinander verbunden werden müssen. Auch ein Werkkundendienst kann dies leisten. Die Hersteller bieten hier Hilfe an und übernehmen den Anschluss durch entsprechend qualifiziertes Fachpersonal selbst.
„Im kleinen Leistungssegment liegen die Monoblock- und die Splitgeräte bei den Anschaffungs- und Montagekosten preislich etwa auf demselben Niveau. Im oberen Leistungssegment sind die Monoblockgeräte höher anzusetzen als die Splitgeräte“, lautet die Einschätzung von Matthias Elsasser, Leiter Bereich Produktmanagement und Training Heating bei Daikin Deutschland.
Auch bei den Einsatzgebieten gibt es, bezogen auf die baulichen Standards, kaum Unterschiede. „Heute können sowohl Split- als auch Monoblock-Wärmepumpen gleichermaßen gut im Neubau wie auch in energetisch sanierten Bestandsgebäuden zum Einsatz kommen“, so Wolfgang Rogatty von Viessmann. So würden beispielsweise Split-Wärmepumpen bis zu 60 °C Vorlufttemperatur erreichen. Damit könnten auch Konvektionsheizkörper bedient werden. Lediglich bei einem schlechten energetischen Standard empfehle sich noch die Kombination mit einem Gas-Spitzenlastkessel.
Bei Daikin habe man für beide Lösungen die Daikin-„Altherma 3 R“ im Angebot, so Matthias Elsasser, für Neubauten, Niedrigenergiehäuser sowie für die Modernisierung bestimmter Gebäude oder in Kombination mit einem vorhandenen Heizkessel. Die Gas-Hybrid-Wärmepumpe Daikin-„Altherma R Hybrid“ ist sowohl für Neubauten als auch für Modernisierungen geeignet.
Panasonic bietet hierfür die „Aquarea LT“ an. Sie eignet sich besonders für Neubauten und Niedrigenergiehäuser, während die T-CAP Modelle eine gute Lösung für die Sanierung seien, so das Unternehmen. Gleichzeitig zeichneten sich diese Geräte durch eine konstante Heizleitung auch bei extrem niedrigen Außentemperaturen aus.
Viessmann bietet mit dem „Vitocal 200s“ ein platzsparendes Wandgerät sowie mit dem „Vitocal 222s“ ein baugleiches Kompaktgerät, in dem ein 200 l fassender Warmwasserspeicher integriert ist und der mit einer Leistung bis 14,4 kW hauptsächlich für Einfamilienhäuser konzipiert wurde.
Weniger Platz für Splitgeräte
Bliebe noch die Frage, ob Splitgeräte wesentliche Vorteile gegenüber Monoblockgeräten bieten. „Unsere Split- und Monoblock-Wärmepumpen unterscheiden sich hinsichtlich Technik, Effizienz und Platzbedarf praktisch nicht. Im Prinzip haben beide Arten die gleichen Bauteile und sind äußerlich kaum voneinander zu unterscheiden“, erklärt Wolfgang Rogatty. Auch bei Preis und Schallemissionen sind Geräte, die in Bezug auf Leistung und Einsatzgebiet vergleichbar sind, nicht zu unterscheiden. Gleiches gilt für Steuerung und Betrieb.
Bei Daikin sieht es dagegen etwas anders aus: „Durch die gesplittete Bauweise sind die Geräte sowohl bei den Inneneinheiten als auch bei den Außeneinheiten sehr kompakt und beanspruchen wenig Platz. Das kompakte Innengerät verfügt über eine integrierte Hydraulik und Reglung“, benennt Matthias Elsasser einen weiteren Vorteil. Gerade beim Durchbruch der Außenwand setzten einige Installateure wegen der leichteren Abdichtung bevorzugt auf Splitgeräte. „Tatsächlich ist die Rohrverlegung einfacher, da die Rohre etwas dünner sind, weil nur das Kältemittel durchfließt”, bestätigt Wolfgang Rogatty.
Planung wegen Länge der Kältemittelleitungen aufwendiger
Die Länge der Kältemittelleitungen erfordern etwas planerische Aufmerksamkeit. „Der Abstand zwischen Außen- und Inneneinheit ist gewissen Begrenzungen unterlegen. In der Regel können Kältemittelleitungen maximal 20 bis 30 m lang sein. Monoblockgeräte lassen hier einen längeren Abstand zu. Bei Splitgeräten muss zudem ein möglicher Höhenunterschied zwischen Innen- und Außeneinheit berücksichtigt werden“, so Wolfgang Rogatty. Der könne bis zu 15 m betragen. Matthias Elsasser gibt dagegen zu bedenken, dass man bei einem Monoblock diese Freiheit nicht habe: „Die Entfernung zwischen Innengerät und Außengerät sollte im Optimalfall so kurz wie möglich gehalten werden, um energetischen Verlusten vorzubeugen.“
Wenn man diesen Höhenunterschied nutzen wolle, müsse bei der Installation beachtet werden, dass Kältemittelöl die Neigung habe sich abzusetzen, sagt Wolfgang Rogatty. Deswegen müssten in der Heißgasleitung im Abstand von 3 m bis 5 m Ölhebebögen mit eingeplant werden. Diese Art Siphon gewährleistet den zuverlässigen Rücktransport des Kältemittelöls zum Verdichter.
„Aus den verschiedenen Konstruktionsprinzipien ergeben sich weitgreifende Unterschiede bei der Installation. Da die Monoblockgeräte mit einem hermetisch abgeschlossenen Kältekreis arbeiten, können diese Wärmepumpen ohne entsprechende kältetechnische Qualifikation installiert werden. Das Gerät muss lediglich an den Heizkreislauf angeschlossen werden – es sind also keine Arbeiten an Kältemittelleitungen notwendig“, so Norman-Lars Hinze, Vertriebsleiter Wärmepumpen DACH bei Panasonic.
Die größeren Split-Modelle, etwa die Panasonic-„Aquarea J“-Serie mit 9 und 12 kW, könnten problemlos mit Leitungslängen von bis 50 m zurechtkommen. Auch deswegen ist es bei Splitgeräten einfacher, den optimalen Aufstellungsort für das Außengerät zu finden. Das kann bei ungünstigen Rahmenbedingungen die Planung erheblich vereinfachen. Dank der Flexibilität ließen sich, so Norman-Lars Hinze, problemlos Aufstellungsorte finden, die weit genug entfernt vom Nachbargrundstück seien und trotzdem nicht die Wohnbereiche des Eigenheimbesitzers durch Geräusche oder Luftzug oder aber auch Optik störten.
Schulungen für Installateure und Planer
Für den nötigen Kälteschein bieten die Innungen vor Ort Lehrgänge für die SHK-Installateure an. Mit dem „großen Kälteschein“ nach EU 2015/2067 können Arbeiten an ortsfesten Kälteanlagen, Klimaanlagen oder Wärmepumpen durchgeführt werden. Dazu gehören etwa die Dichtheitskontrolle, die Rückgewinnung, aber eben auch Installation, Reparatur, Wartung und Stilllegung.
Für Installateure und Planer bieten die Hersteller umfangreiche Planungshilfen an.
Daikin hat für sein Schulungsprogramm eine eigene Website aufgelegt (www.daikin-schulung.de). Zusätzlich bietet das Unternehmen verschiedene Online-Tools wie den „Heating Systems Navigator“ zur selbstständigen Planung und Auslegung von Wärmepumpen oder Hinweise zur Förderung. Ein Wärmepumpen-Schallrechner findet sich, ebenso wie ein Jahresarbeitszahl-Rechner, direkt unter www.daikin.de. Zudem gibt es analoge Unterstützung durch das Presales-Team, das auch technische Unterlagen wie Installationsanleitungen, Hydraulikschemen, oder Fundamentpläne bereitstellt. Auch die Inbetriebnahme kann bei Daikin beauftragt werden, falls der Installateur sie beim ersten Mal oder allgemein nicht allein durchführen will.
Auch Viessmann lässt die Praktiker nicht allein. Umfangreiche Literatur zu Planung und Montage sowie Serviceanleitungen gibt es zum kostenfreien Download. Hinzu kommen – nicht nur coronabedingt – Online-Seminare, die seit Beginn 2020 nochmals stark ausgebaut wurden und die hervorragend angenommen würden, so Wolfgang Rogatty. Allein vom Frühjahr bis Mitte des Jahres wurden so 40.000 Teilnehmer geschult.
Panasonic verfügt über ein Netz von Service-Partnern. Diese übernehmen den Anschluss der Kälteleitungen und die Inbetriebnahme für Panasonic-Split-Geräten sowie die Dichtheitskontrolle, die bei installierten Split-Wärmepumpen in regelmäßigen Abständen durchgeführt werden muss. Zur einfachen und schnellen Berechnung und Optimierung von Wärmepumpenheizungen bietet Panasonic den „Aquarea Designer“ an. Dieser kann kostenlos unter www.PanasonicProClub.com heruntergeladen werden. Damit können Wärmepumpen anhand von Gebäude- und Verbrauchsdaten ausgelegt werden. Dazu enthält das Programm auch eine eigene Klima- und Wetterdatenbank. Mit einer schnellen und unkomplizierten Berechnung des Bivalenzpunktes vereinfacht die Software die schnelle Auswahl einer geeigneten Wärmepumpe deutlich. Mit dem „Quick Design“ (Schnellauslegung) und dem „Expert Design“ (erweiterten Auslegung) werden verschiedene Komplexitätsstufen der Berechnung angeboten, damit auch einfache Anlagen schnell von der Hand gehen. Entsprechend können auch die Ergebnisse als Kurz- oder Langreport ausgegeben werden. Die Berechnung der Jahresarbeitszahl und der Anlagenaufwandszahl nach VDI 4650 und ein Kostenvergleich ermöglichen eine Effizienzbewertung der Anlagen.
Nur mit Split-Wärmepumpe realisierbar
Für dieses Gebäude wurden schon 2014 im Vorfeld der Konzeptentwicklung die Spezialisten für Heiz- und Haustechnik der Firma Stecher Installationen hinzugezogen, um eine optimale Lösung für die Heizung und die Warmwasserbereitung zu finden. So wurden im Vorfeld zwei Varianten verglichen. Einerseits ein zentral beheiztes Gebäude mit einer zentralen Heizungsanlage, in diesem Falle einer Gas-Brennwerttechnik, im Keller, und andererseits eine dezentrale Heizlösung mit individueller Heizung und Warmwasserbereitung für jede einzelne Wohnung.
Dabei kam man auf ungefähr gleiche Installationskosten, denn für die zentrale Lösung wären im Mehrfamilienwohnhaus eine Vielzahl an Zählerinstallationen für Heizung und Warmwasser notwendig gewesen. Diese Zähler hätten später aufgrund der gängigen Vorschriften auch regelmäßig getauscht werden müssen. Um Legionellen zu vermeiden hätte bei der zentralen Lösung die Warmwasserzirkulationsleitung 24 h in Betrieb sein müssen – und das 365 Tage im Jahr bei Vorlauftemperaturen von 60 bis 65 °C.
Bei der umgesetzten Insellösung verfügt jede Wohnung über eine eigene Heizungsanlage. Die Warmwasserbereitung und natürlich auch die Heizungseinstellung bleiben den einzelnen Besitzern überlassen. Da bei der Wärmepumpe die Vorlauftemperatur einen entscheidenden Einfluss auf die Effizienz der Gesamtanlage hat, kann dies auch Auswirkungen auf die Betriebskosten der eigenen Wohnung haben. Ziel des Konzepts ist es, zudem auch die Kosten für die Hausverwaltung so schlank wie möglich zu halten. Im Prinzip rechnet jeder Wohnungsbesitzer seine Strom- und Wasserkosten direkt mit dem Versorger ab.
.Auf der Suche nach dem einfachsten und kostengünstigsten Heizkonzept kam man schließlich zur Wärmepumpe. Damit ließen sich die individuellen Heizkonzepte mit einer eigenen Heizung und einer Warmwasserbereitung in jeder Wohnung problemlos umsetzen.
Durch die neue Lösung mit Luft-/Wasser-Wärmepumpen von Panasonic konnten die Betriebskosten der einzelnen Wohneinheiten deutlich gesenkt werden. Die Betriebskosten für Stromheizung und Warmwasser liegen pro Wohneinheit bei 120 bis 130 € pro Monat.
Aus Lärmschutzgründen sollten die Außengeräte auf dem Dach installiert werden. In dem viergeschossigen Bau ergaben sich dadurch extreme Höhenunterschiede. Die Kältemittelleitungen der Wärmepumpen mussten bis zu 12 m in der Höhe überwinden. Diese Herausforderung schränkte das Wettbewerberfeld bei der Auswahl der Wärmepumpen deutlich ein. Beim Projekt kamen die“ Aquarea“-Wärmepumpen der LT-Serie mit 7 kW pro Wohneinheit zum Einsatz. Die Entfernungen zwischen Außengerät und Innengerät waren auch ein Grund, warum man auf Split-Wärmepumpen setzte, die Innen- und Außenmodul über eine Kältemittelleitung verbinden. Denn Split-Wärmepumpen sind wesentlich flexibler bei der Planung. Auch die größeren Leitungslängen waren problemlos realisierbar. Die Höhenunterschiede können einfach überwunden werden. Mit hydraulischen Systemen wäre eine solche Konstellation kaum umsetzbar gewesen.
