ACALOR-Kurzbeschreibung und Downloads

Prof. Dr. rer. nat. Klaus Bastian 03.02.2003

Intro

Jahrtausende haben die Menschen die strahlende Wärme des Feuers genutzt, um Ihre Bedürfnisse nach Behaglichkeit und Wohlbefinden in den kalten Regionen des Nordens zu erfüllen. Erst im Zeitalter der Technisierung von Wohnungen und Wohnen wurde die Zentralheizung zum Inbegriff des ‚Fortschritts‘, ein System, welches die Luft mit Hilfe von Heizkörpern erhitzt und die Wärme durch Konvektion zu den Menschen im Raum befördert. Das wichtigste Lebensmittel, die Luft, wurde so zum Transportmittel für die Wärme mit allen ungewollten Nebeneffekten: Zug, Fußkälte, Energieverluste, Schimmel, Allergien.

Heute ist es möglich, die Behaglichkeit der wärmenden Flamme in den Bauteilen unseres Hauses einzuschließen, so dass die Luft zum Wärmetransport nicht mehr bewegt werden muß. Der Wohnraum wird konvektionsfrei und besonders behaglich.

Und das gelingt sogar ohne die Hilfe des altbewährten Feuers! Um einen Wohnraum auf angenehme 23 Grad Celsius zu temperieren, ist es nicht erforderlich, Gas oder Öl bei 1200 Grad Celsius zu verbrennen, dieUmwelt zu belasten und unseren Enkeln die Sorgen mit fehlenden Rohstoffen zu überlassen. Es genügt, die aus dem Gebäude entwichene Wärme mit einem technischen Prozess, wie er in jedem Kühlschrank abläuft, in den Baukörper des Hauses zurückzupumpen.

Zu welchen Kosten mag dieser Komfort erreichbar sein? Eine ACALOR-Heizung verursacht einen Investitionsaufwand vergleichbar mit dem einer konventionellen Fußbodenheizung. Die Energiekosten allerdings werden halbiert!

Mit der ACALOR-Wärmepumpenheizung erwerben Sie ein Heizsystem, welches in jeder Hinsicht eine technologische Revolution im Wohnungsbau darstellt. ACALOR-Heizungen liefern behagliche Wärme und wohngesundes Raumklima zu den halben Betriebskosten einer konventionellen Heizung.

Heizen ohne Feuer, wie soll das gehen?

Stellen Sie sich einen klirrend kalten Wintermorgen vor: minus 20 Grad Celsius außen und innen 23 Grad, die in Gebäudedecken und -fußböden stecken und vor der grimmigen Kälte schützen. Doch wie sieht dieses Wetter aus physikalischer Sicht aus? Die kalte Luft ist bei minus 20 Grad Celsius immer noch 253 Kelvin ‚heiß‘, denn der absolute Nullpunkt von 0 Klevin, der durch den thermisch energielosen Zustand der Materie bestimmt ist, liegt bei minus 273 Grad Celsius. Der Innenraum hat mit 23 Grad Celsius dann eine Temperatur von 296 Kelvin.

Eine ACALOR-Heizung entzieht nun der physikalisch immer noch heißen Außenluft Energie, indem sie diese um 3 Kelvin auf 250 Kelvin (oder minus 23 Grad Celsius) abkühlt, transformiert diese Energie im Kompressor auf ein 50 Kelvin höheres Niveau und bläst das Heizgas mit nunmehr 300 Kelvin oder 27 Grad Celsius in den Estrich. Der kann sich so erwärmen und für unser Wohlbefinden sorgen.

Das war zu kompliziert? Zu einer solchen Technik haben Sie kein Vertrauen? Sie haben es, denn in Ihrem Haushalt machen Kühlschrank und insbesonder Tiefkühltruhe täglich das gleiche Experiment: Das Gefriergut kühlt auf minus 20 Grad Celsius und tiefer ab. Das geht aber nur, wenn die überschüsssige Energie in den 23 Grad Celsius warmen Innenraum abgegeben werden kann, nachdem sie vom Kompressor auf das höhere Niveau gepumpt wurde.

Eine ACALOR-Heizung arbeitet genau nach dem gleichen Prinzip wie eine Tiefkühltruhe, nur sind innen und außen vertauscht. Und da das Volumen außerhalb des Hauses praktisch unendlich groß ist, versiegt die thermische Energie dort nicht, selbst wenn klirrender Frost herrscht. Die bewegte Außenluft sorgt für permanenten Nachschub an ‚heißer‘ Luft, dem Lieferanten für wohlige Wärme im Haus.

Eine Wärmepumpe und sonst nichts

Ja, das Herz der ACALOR-Heizung ist eine für diese Aufgabe speziell ausgesuchte und optimierte Wärmepumpe. Trotzdem ist die ACALOR-Heizung keine klassische Wärmepumpenheizung sondern die kompromisslose Anpassung an die Bedürfnisse des Wohnungsbaus.

Die klassische Wärmepumpenheizung ist ein Komponentensystem bestehend aus:

> Wärmequelle und Übertragungsmedium (z.B. Sole),

> Wärmepumpe mit Verdampfer (Sole) und Kondensator(Heizungwasser),

> Niedertemperatur-Warmwasserheizung ( z.B. eine Fußbodenheizung).

Sie besteht aus drei Komponenten, die untereinander jeweils mit Wärmeübertragern gekoppelt sind. Der Energiefluss beginnt z.B. im Boden, dem sie mittels einer im Kreislauf gepumpten Sole die Wärme entzieht. Diese wird im Verdampfer auf das Kältemittel der Wärmepumpe übertragen. Nachdem es durch den Kompressor auf ein höheres energetisches Niveau gepumpt wurde, kondensiert das Kältemittel im Wärmetauscher des Heizkreislaufs und überträgt die Energie auf das Heizungswasser. Das zirkuliert, angetrieben durch eine weitere Pumpe, im Rohrsystem des Fußbodens und gibt dort kontinuierlich seine Wärme ab, bis das Thermostatventil den Wasserkreislauf stoppt.

Charakteristisch für die klassische Wärmepumpenheizung ist das modulare Konzept mit mindestens zwei zusätzlichen Wärmeübertragern (oder Schnittstellen), welche eine beliebige Kombinierbarkeit mit herstellerunabhängigen Systemkomponenten gestattet. Das ist vorteilhaft für den Installateur, der eine Anlage beliebig zusammenstellen kann! Dieses Konzept ist allerdings auch für die erheblichen Verluste des Systems verantwortlich, die Sie als Kunde mit den Heizkosten bezahlen müssen. Denn jeder Wärmetauscher benötigt eine Wärmedifferenz, um Energie zu übertragen. Das mag bei einem Heizkessel, der mit einer 1200 Grad Celsius heißen Flamme betrieben wird, wenig ausmachen. Eine Wärmepumpe muß diese Differenz jedoch zusätzlich erarbeiten!

Die ACALOR-Heizung bricht mit den herkömmlichen Vorstellungen einer Wärmepumpenheizung und optimiert so das Gesamtsystem in unübertroffener Weise:

Das Heizgas gibt seine Wärme nicht an Wasser als Wärmeübertragungsmedium ab sondern wird direkt und ohne zusätzliche Pumpen durch druckfeste Rohre in den Estrich geleitet. Der Heizestrich ist also zugleich Bauelement des Hauses und Bestandteil der Heizung. In ihm kondensiert das Gas und gibt seine Energie verlustfrei an das Bauwerk ab. Und dies geschieht genau dort, wo die Wärme gebraucht wird, am kältesten Punkt des Systems.

Es fallen so nicht nur die vielen Strom verbrauchenden Pumpen weg sondern auch die Temperatuedifferenz für den Betrieb von Wärmeübertragern. Eine ACALOR-Wärmepumpe muß daher viel weniger Temperatur pumpen, um den gleichen Effekt wie eine herkömmliche Warmwasser-Wärmepumpenheizung zu erreichen. Daher kann sie als einzige Wärmepumpenheizung auch noch mit minus 20 Grad Celsius kalter Außenluft etwas anfangen!

Ja sie übertrifft die konventionelle Fußbodenheizung sogar hinsichtlich ihrer Behaglichkeit, da die Kondensationstemperatur im Estrich an allen Punkten gleich ist und nicht – wie bei Warmwassertransport – von der Einspeisung bis zum Ende kontinuierlich abnimmt.

Behaglicher als eine Warmwasser-Fußbodenheizung!

Damit eine Warmwasser-Fußbodenheizung an einer gewünschten Stelle Energie übertragen kann, benötigt sie ein Heizmedium mit der erforderlichen Übertemperatur. Da auch auf dem Weg zur beheizten Fläche Wärme abgegeben wird, muss am Eintrittspunkt eine höhere Vorlauftemperatur vorhanden sein als zur Beheizung des ausgewählten Bereichs erforderlich. So kommt es, dass die Heizleistung auf dem Wege des Wassers mit der sinkenden Vorlauftemperatur abnimmt. Die Kunst des Installateurs besteht darin, dies durch geschickte Führung der Heizschlangen im Estrich auszugleichen. Praktisch wird es immer Temperaturunterschiede geben, die erst durch die Bewegung der erwärmten Luft wieder ausgeglichen wird. Konvektion ist der Fachausdruck dafür. Luft als wichtigstes Lebensmittel wird so zum Wärmetransport missbraucht.

Bei einer ACALOR-Heizung ist dieses Problem durch die Direktkondensation elegant umgangen. (Nur im Bereich der Verteilung hat das Heizgas eine Übertemperatur. Sie nutzen wir für spezielle Räume wie Bäder und WC’s oder zur Warmwasserbereitung.) Die Temperatur im Estrich wird durch den Druck des Heizgases bestimmt, bei dem es zu kondensieren beginnt. Da der Druck in einem verbundenen System überall gleich ist, beginnt das Gas an der kältesten Stelle flüssig zu werden und erwärmt diese dabei. Durch diesen Trick wird die Wärme an die bedürftigste Stelle transportiert, ohne dass das Heizgas auf dem Weg dahin bereits seine Energie verliert.

Scheint zum Beispiel durch das Fenster die Sonne auf den Fußboden, so wird das Heizgas diesen Bereich unbehelligt passieren. Sind an an einer Balkontür die Wärmeverluste erhöht, so führt die um wenige Zehntel Grad reduzierte Temperatur zu einer verstärkten Kondensation des Heizgases an dieser Stelle und damit zu einem gezielten Wärmetransport zu dem Schwachpunkt.

Das Resultat ist eine unerreicht gleichmäßige Erwärmung des Estrichs und dadurch der umgebenden Bauteile sowie der Raumluft. ACALOR beheizte Häuser zeichnen sich durch das Fehlen von Temperaturunterschieden in der Raumluft aus und damit durch ein konvektionsfreies Raumklima. Das ist das optimale Raumklima schlechthin und besonders wichtig für Allergiker!

Und die Kosten für das Wunder?

Eine ACALOR-Heizung wird sinnvollerweise beim Neubau oder der Generalinstandsetzung eingebaut, da sie als eigenständiges Heizsystem mit anderen schon bestehenden Komponenten nicht zusammenwirken kann. Die Heizleistung ist präzise an den Wärmebedarf eines typischen modernen Einfamilienhauses in mitteleuropäischer Lage angepasst, welches die Wärmeschutzverordnung 2002 erfüllt. Somit benötigt man neben dem Heizestrich im Gebäude genau ein Aggregat zur Wärmebereitstellung und verursacht Gestehungskosten, die mit einer klassischen Fußbodenheizung im Neubau in etwa vergleichbar sind.

Besonders interessant wird die ACALOR-Heizung hinsichtlich Ihrer Betriebskosten. Das liegt an der cleveren Nutzung von Umweltwärme, die kostenlos zur Verfügung steht und einen großen Teil der Heizenergie bereitstellt. Maßgebend für die Menge der rückgewonnenen Wärme ist die so genannte Jahresarbeitszahl, ein Faktor, der angibt, wie viel Heizenergie aus einer Einheit Antriebsenergie im Jahresdurchschnitt generiert wird. ACALOR-Heizungen haben eine Jahresarbeitszahl von vier. Zur Bereitstellung von 4 kWh Heizwärme benötigen sie also nur 1 kWh Elektroenergie! Das zahlt sich für einen Betreiber finanziell aus!

Zwar liegen die spezifischen Kosten über denen von Öl und Gas. Geht man jedoch von den Wärmepumpentarifen der Energieversorger aus und vergleicht mit den Tarifen von Gas, so ist – örtlich verschieden – der Strom nur etwa doppelt so teuer. Bei einer viermal besseren Nutzung auf Grund der hohen Jahresarbeitszahl ist die ACALOR-Heizung folglich um den Faktor zwei günstiger als eine herkömmliche Gasheizung!

ACALOR-Heizungen bieten die doppelte Behaglichkeit zu den halben Betriebskosten einer herkömmliche Heizung!

Gibt es denn schon praktische Erfahrungen?

Die ACALOR-Technik-Scheel-KG hat in den vergangenen 10 Jahren über einhundert Einheiten gebaut (2006: über vierhundert) und kann zeigen, dass die Anlagen praktisch wartungsfrei die gestellten Anforderungen erfüllen. Am Tag der erneuerbaren Energien im April jeden Jahres öffnen viele ACALOR-Besitzer ihre Häuser für Besichtigungen und berichten gern von Ihren Erfahrungen. Welche Anlagen besucht werden können veröffentlichet die Gemeindeverwaltung Öderan in Sachsen, die Veranstalter dieses Energietags ist. Informationen finden Sie im Internet unter www.energietag.de. (Der nächste Energietag findet statt am 28.4.2007.)

Besonders interessant ist der Vergleich mit anderen Wärmepumpensystemen, die in wissenschaftlichen Begleituntersuchnungen dokumentiert wurden. Hier ist das Monitoring des EnBW-Passivhaus-Programms durch das Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme in Freiburg besonders hervorzuheben, da es im Internet vollständig dokumentiert wird: www.ise.fhg.de.

Vergleicht man die gemessenen Verbrauchswerte der Passivhäuser dieses Programms mit der Referenzliste des ACALOR-Systems, so fällt auf, dass ACALOR-Heizungen fast alle Konkurrenzprojekte schlagen. Die Verbrauchswerte der EnBW-Solar-Passivhäuser liegen in der gleichen Größenordung wie solche von ACALOR-Niedrigenergiehäusern, die rechnerisch den doppelten Heizwärmebedarf haben!

Das bedeutet nichts anders als eine doppelt so effiziente Bereitstellung von Heizenergie durch das ACALOR-Heizsystem!

Woraus besteht die ACALOR-Heizung genau?

Schön, wenden wir uns praktischen Fragen zu.

Die Grundkomponenten der ACALOR-Heizung sind

> ein Hochleistungsverdampfer mit Ventilator zur Energiegewinnung durch Abkühlung der Außenluft,

> eine spezielle Wärmepumpe auf Basis eines langlebigen Mitsubishi-Rollkolbenverdichters (2006: Copeland-Scroll-Verdichter),

> der Heizestrich, ein Zementestrich mit eingebauten druckfesten Kupferrohren, der in allen Räumen des Hauses auf deren Wärmebedarf abgestimmt ist.

Natürlich kann mit einer ACALOR-Heizung auch Warmwasser bereitet werden.

Hierzu ist zusätzlich ein spezieller ACALOR-Boiler mit einem Fassungsvermögen von 185 Liter erforderlich, der frostsicher aufzustellen ist. (2006: Es wird ein 200 Edelstahlspeicher eingebaut.)

Als Heizmedium benötigt die ACALOR-Heizung schließlich ein Mittel, welches bei Umgebungstemperaturen, wie sie in Wohnräumen und im Freien herrschen, verdampfen und kondensieren kann.

Hier kommt das umweltfreundliche Propan (R290) zum Einsatz, das in geringen Mengen von etwa 3 kg im vollständig hermetisierten System völlig unbedenklich ist.

Verdampfer und Wärmepumpe werden im Freien aufgestellt und benötigen dort eine Fläche von 2 m² in unmittelbarer Nähe des Hauses. Ihr Standort sollte so gewählt werden, dass die Betriebsgeräusche von Lüfter und Verteiler nicht stören. Wichtig ist, dass eine akustische Kopplung mit dem Gebäude vermieden wird und das Aggregat nicht unmittelbar vor dem Schlafzimmerfenster des Nachbarn steht.

Schließlich benötigt die ACALOR-Heizung einen Drehstromanschluß mit 2,2 k Leistung. Diese geringe Leistung kann jeder Hausanschluss zusätzlich aufbringen. Oftmals ist es jedoch finanziell günstiger, beim Energieversorger einen separaten Anschluß mit einem Wärmepumpentarif zu beantragen. Ein zweiter Zähler zur Kontrolle der Wärmepumpe und zur Bestätigung des niedrigen Verbrauchs empfiehlt sich ohnehin.

Die Steuerung der Heizung übernimmt ein stunden- und taggenau programmierbarer Raumthermostat, der an einer zug- und sonnenscheinfreien Stelle im Wohnzimmer angebracht wird. Er steuert das Gesamtsystem, nicht die einzelnen Räume! Hier werden Sie vielleicht verwundert sein, weshalb eine raumbezogene Regelung fehlt. Sie ist systembedingt in einem hochwärmegedämmten Haus nicht mehr sinnvoll und erforderlich.

Zum Heizestrich ist noch ein Wort zu sagen. Er ist für die Effizienz des Systems entscheidend, stellt er doch die Strahlungswärmequelle des Hauses dar. Wir alle wissen, dass der Kachelofen eine hervorragende Strahlungswärme abgibt. Das ist in seiner Ausführung aus keramischen Bauelementen begründet. Der Fußboden des ACALOR-beheizten Hauses besteht idealerweise aus Fliesen, die wie ein Kachelofen eine optimale Strahlungswärme abgeben können. Andere Beläge sind denkbar, z.B. Linoleum. Vollflächige textile Beläge sind zu vermeiden. Man sollte sich bei der Auswahl der Bodenbeläge immer das Modell des Kachelofens vor Augen halten, um hier keine Fehler zu machen.

Die Auslegung der ACALOR-Heizung

Schön, wir kommen bereits zur praktischen Vorbereitung des Vorhabens.

Grundlage für den Heizungsbau ist immer eine präzise Wärmebedarfsberechnung einerseits für das gesamte Gebäude zu Festlegung der erforderlichen Heizleistung und andererseits für die einzelnen Räume entsprechend ihrer Nutzung.

Die kritische Frage ist, ob Ihr Haus so gut gedämmt ist, dass bei den zu erwartenden Minusgraden auch ohne interne und externe Wärmegewinne (z.B. durch die Heizleistung von anwesenden Personen, durch Haustechnik oder solare Erträge) die ACALOR-Heizung den Wärmebedarf decken kann. Anders als bei herkömmlichen Heizungen ist die Leistung der ACALOR-Heizung prinzipbedingt von der Außentemperatur abhängig. Je niedriger diese ist um so größer ist die Temperaturdifferenz, die von der ACALOR-Heizung gepumpt werden muß. Das bedeutet das weniger Wärmeleistung für die Heizung verfügbar bleibt.

Entscheidend ist also die Festlegung von Auslegungstemperaturen für die Innentemperatur und die niedrigste durchschnittliche Außentemperatur, die für den Standort des Hauses angenommen werden muss. Die daraus zu ermittelnde Temperaturdifferenz bestimmte den maximalen Wärmeverlust, der durch die Heizung sicher auszugleichen ist.

Bei höherem Bedarf können auch zwei Wärmetauscher und Pumpen parallel arbeiten. Sinnvoll ist es allemal zu prüfen, ob durch gezielte Wärmedämmmaßnahmen der Energiebedarf gesenkt werden kann und so ein einziges Aggregat zur Versorgung ausreicht. Dazu gehört auch die Erwägung, eine Lüftung mit Wärmerückgewinnung einzubauen, die einen großen Teil des Lüftungswärmebedarfs erbringt.

Weitere Informationen: H.Warter@acalor.de

Tel: 01577-9592045 oder http://www.Acalor.de

Kurzbeschreibung ACALOR zum Download

Beschreibung Wirkung ACALOR 2015.10

ACALOR Prospekt

ACALOR Folder

Acalor arabisch 2014

acalor_planungsbuch_

 

 

 

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3 Antworten zu “ACALOR-Kurzbeschreibung und Downloads

  1. mich interesiert wie viel kostet montage eines gasboiler.

  2. Pingback: Selbstregulierung « Hausbau mit Wohlfühlklima

  3. Dr. Frank J. Nellissen

    Sehr geehrte Damen und Herren,

    wir planen ein Umbauprojekt in Köln (Kernsanierung) und sind auf Ihre Technik aufmerksam geworden.

    Gibt es hier in der Gegend Referenzobjekte?
    Wie laut sind die Geräusche des Ventilators?
    Wir haben in den nächsten Wochen einen Termin mit einem Energietechnikberater unseres Architekten und dazu wüssten wir gerne mehr über diese Lösung. Das Haus selber könnte klassisch über einen Gasbrennwertkessel betrieben werden (Gas liegt, das ist der Vorschlag des Archtikten), gegenüber wir ein Haus mit einer Bodenwärmepumpe (100 M tief) gebaut.

    Sie können mich auch kontaktieren unter 0173 541 3635.

    Vielen Dank.

    Mit freundlichen Grüßen

    Dr. Frank J. Nellissen

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