GEMINI: mehr Platz für Technik

Das GEMINI Haus ist in Wirklichkeit ein 1,5-stöckiges Haus mit einem Stock Wohnraum und einem halben Stockwerk Technik mit Schubladen als Kellerersatz.

Welche Technik benötigt am wenigsten Platz in einem Haus? Der Strom, der aus der Steckdose kommt. Nur wenige Millimeter dicke Infrarotpanels an der Wand, ein 22 kW Durchlauferhitzer für das Warmwasser, fertig. Etwas mehr Platz benötigt dann Gas. Aber alles noch ultrabillig. Solch ein Durchlauferhitzer mit Propangas gibt es auf Alibaba um 50 €.

Energieerzeugung und hohe Effizienz brauchen Platz

60 Module mit 2.378 mm x 1.134 mm sind schon 160 m². Bei 30 mm Dicke fast 5 m³ an Technik. 160 kWh Akkus und die Wechselrichter kommen hinzu. Die benötigen auch viel Platz. Nicht nur die Akkus, auch der ab 100 kWh vorgeschriebene Brandschutz. Technikraum mit 100 mm Stahl-Mineralwolle Platten umhüllen, schon ist das Problem gelöst. Wie vermeidet man da einen Zielkonflikt zwischen „mehr Wohnraum“ und „genügend Platz für die Technik"? Ganz einfach, man packt die ganze Technik unter die Wohnebene in einen 1,4 m hohen Raum. Niemand möchte einen 1,4 m hohen Wohnraum, Problem erledigt. Wie kam es dazu? Wegen des Höhenlimits von 4 m im Straßenverkehr. Das GEMINI Haus sollte ja in 6 Teilen zum Aufstellort gefahren werden und die Grenzen des Möglichen ausgeschöpft werden. Also da ist mal der 2,5 m hohe Wohnraum, darüber Dach darunter Boden und der 550 mm hohe Anhänger. Was nur tun, mit dem, was auf 4 m maximale Höhe übrig bleibt? Aus diesen Überlegungen entstand der Niedertemperatur Wärmespeicher unter dem Haus und das Schubladensystem als Kellerersatz. Klar, in 4 m Höhe kann man keine 2 Stockwerke unterbringen, aber 1 Stockwerk und sehr großzügig Platz für die Technik. Auch die 40 m³ Niedertemperaturwärmespeicher sind dabei Technik zur Effizienzsteigerung: Nur an den wärmsten Stunden des Tages Wärme aus der Luft entnehmen, bei einer Kältewelle bedeuten 40 m³ Wasser von 20° auf 5° herunter nutzen 696 kWh Wärmevorrat.

Temperaturunterschied zwischen der wärmsten und kältesten Stunde eines Tages von 2005 bis 2020 in Salzburg. Vom links nach rechts Jänner bis Dezember. Von oben nach unten 25° bis 0° Unterschied.

Warmwasserbereitung

Da gibt es den Boiler. Da kommt Leitungswasser rein und wird erwärmt. Man kann so lange Duschen, bis der Boiler leer ist. Der gesamte Inhalt des Boilers muss regelmäßig auf über 60° erhitzt werden, um Legionellen zu vernichten. Bei so hohen Temperaturen sinkt die Leistungszahl einer Wärmepumpe beträchtlich. Die andere Methode ist die Frischwasserstation. Da ist ein Behälter mit warmem Wasser und ein Plattenwärmetauscher. Sobald ein Warmwasserhahn geöffnet wird, fließt durch die eine Seite des Plattenwärmetauschers Leitungswasser und auf der anderen Seite fließt mit einer Pumpe befördertes Wasser aus dem Behälter. Übliche Systeme verwenden da im Behälter 50°. Im GEMINI Haus wird dies auf 42° ausgelegt. Großzügig dimensionierter Plattenwärmetauscher, der das Leitungswasser auf 41° erwärmt und ein großer Behälter mit ordentlicher Wärmedämmung. Wie wäre es da mit 1 m³ Wasserbehälter umhüllt mit 20 cm PIR Schaum? Sind nur 2,75 m³. Bekommt man in einem konventionellen Haus einfach nicht unter.

	GEMINI 1000 l	Premium 500 l
Inhalt in Liter	1000	500
Wassertemperatur	42°	50°
Wärmeverlust gegen 20° in W	33	80
Wärmeverlust pro Jahr kWh	289	701
Leistungszahl Wärmepumpe	3,4	2,9
Stromverbrauch pro Jahr kWh	85	242

Das sind nur die Stand-by Verluste, nur damit das warme Wasser im Speicher ist. Der Unterschied ist rund 1.000 km Auto fahren pro Jahr. Kostet auch nicht mehr als der 500 l Speicher mit der „Premium“ Wärmedämmung. Es kostet nur viel mehr Platz.

Weltrekord in Warmwasserbereitung

Ich hatte dazu schon eine Videokonferenz mit einem Team von Guinness Buch der Rekorde: Weltrekord in der Effizienz von Warmwasserbereitung. Der Trick dabei: das Leitungswasser kann im Winter nur 5° haben. Als Erstes wird es über einen Plattenwärmetauscher auf 15° vom Niedertemperaturwärmespeicher erwärmt. Der nächste Plattenwärmetauscher nimmt 27° warmes Wasser aus dem Pufferspeicher für die Heizung. Der dritte Plattenwärmetauscher nimmt die Wärme aus den 42° warmen Speicher für Warmwasserbereitung. So findet der größte Teil der Erwärmung mit wesentlich besseren Leistungszahlen statt, als bei 42° möglich sind.

Weniger Takten der Wärmepumpe

Frühere Wärmepumpen konnte man nur ein- und ausschalten. Heute übliche Wärmepumpen haben fast alle einen Inverter. Damit wird die Drehzahl vom Kompressor geregelt. Aber wenn eine 5,6 kW Wärmepumpe 1,7 kW als Minimum hat, dann kann dies immer noch viel zu viel sein. Diese Wärmepumpe hat verschiedene Aufgaben: Heizen, kühlen, Warmwasser und eventuell auch einen kleinen Pool erwärmen. Bei einem gut gedämmten Haus sind auch 1,7 kW selbst bei -10° zu viel. In dem Fall muss wieder getaktet werden: Kleinste Inverter Einstellung, aber trotzdem ein- und ausschalten nötig. Wie oft? Als vorbildlich gilt unter 10-mal am Tag. Über 50 Starts pro Tag gelten als Pfusch. Wenn die Wärmepumpe minimal 1,7 kW abgibt und die Heizlast 0,5 kW ist, dann sind dies 1,2 kW zu viel. Mit einem großzügig dimensionierten Buffer reicht es für 8 Stunden und das wären nur noch 3-mal Takten am Tag. Kann mal alles, es ist nur eine Frage des Platzes.

Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung

In Altbauten bleibt fast nur die Einzelraumlüftungsanlage als Ausweg: mit einer etwas größeren Lochkreissäge ein 150 mm Loch in die Wand machen und dort die Lüftungsanlage einbauen. Für eine zentrale Lüftungsanlage benötigt man Lüftungsrohre. Die sollten 200 mm Durchmesser haben, das erleichtert die Wartung enorm und sorgt für sehr wenig Geräusche und Stromverbrauch. Wer kann 200 mm so einfach in die Decke einbauen? Übers Jahr ist der Unterschied zwischen 13 W und 30 W bei 130 mm Rohren immerhin 150 kWh. Der Vorteil gegenüber Einzelraumlüftung: Die Luft kommt in Wohnzimmer und Schlafzimmer rein und wird in Bad, Klo und Küche abgesaugt. Das bezeichnet man als Zuluft- und Ablufträume. Hier mein Video zur Lüftungsanlage.

Das GEMINI Haus ist in Wirklichkeit

Das GEMINI Haus ist in Wirklichkeit ein 1,5-stöckiges Haus mit einem Stock Wohnraum und einem halben Stockwerk Technik mit Schubladen als Kellerersatz. Wären es 2 Stöcke, würde sofort die Diskussion um jeden Quadratmeter Technik beginnen: Wäre es nicht besser, diesen Quadratmeter für Wohnraum statt für Technik zu verwenden?

EWG - Energie Wärme Garage

Was tun bei der Althaussanierung, wenn im alten Haus einfach kein Platz für all die neue Technik ist? Ich kenne da ein Holzhaus aus dem Jahr 2000, da ist in einer 2 m² Abstellkammer die Gasheizung untergebracht. Als Lösung wurde die EWG - Energie Wärme Garage entworfen. Doch auch hier beträchtliche Einschränkungen. Nur 3 statt 11 Stück 15 kWh Akkus. Kein Platz für Pufferspeicher. Statt des Niedertemperaturwärmespeichers ein Raster von 3 bis 9 m tiefen Bohrungen unter der Garage.

Tiny Häuser

Ich wurde vor ein paar Tagen auf ein Tiny-Haus Projekt aufmerksam gemacht: 28 m² für Saisonarbeiter in der Gastronomie. Sehr gute Idee, früher hat man Saisonarbeiter in Dachstuhl und Keller eingelagert. So nach dem Motto, wer den ganzen Tag arbeitet, hat keine Komfortansprüche ans Wohnen zu haben. Der fällt nur erschöpft ins Bett und wird vor Dienstbeginn wieder geweckt. Manche können bei keinem Rätsel widerstehen es zu lösen, ich kann bei keinem Energierätsel widerstehen es zu lösen. Wärmepumpe, wohin damit und vor allem, wo findet man eine für eine sehr kleine Heizlast? Ich landete so schnell bei PCM - Phase Change Materials, um das ständige Takten einer überdimensionierten Wärmepumpe zu vermeiden. Das kostet, aber wenn man keinen Platz hat, kann man den Platz nur mit mehr Geld ersetzen. Meine Suche auf Alibaba zu fertigen PCM Wärmespeichern ergab nichts. Dafür bekam ich kurz darauf die Werbung einer Schweizer Firma auf mein Handy. Die haben fertige PCM Speicher. Ich habe noch keine Preisliste erhalten, aber ich vermute höhere Preise als auf Alibaba.

Haussanierungen gesucht

Jetzt sind es schon 4 Projekte. Reichlich weit gestreut: Burgenland, Elbe, Bremen, Schweiz. Würde mich über weitere Projekte freuen.

Die Elektronik der Wandheizung: Netzteil, PWM Regler für die Ventilatoren und ein Mikrocomputer mit WLAN und Zigbee zur Steuerung.

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