Das Dorf Stetten liegt wenige Kilometer nördlich von Schaffhausen an einer Hanglage mit ausgezeichnetem Panoramablick. «An schönen Tagen sehen wir bis zum Säntis», sagt Remo Waldvogel. Gemeinsam mit seiner Familie wohnt der Architekt in einem spannenden Gebäudeensemble, das er selbst umgebaut und erweitert hat. Der älteste Hausteil, früher eine Scheune, zeigt aussen noch einen Balken mit der Jahrzahl 1891. Heute befinden sich darin zwei moderne Mietwohnungen. Das Einfamilienhaus, in dem die Familie Waldvogel wohnt, entstand 2002 als massiver Ersatzneubau für das alte Wohngebäude. Direkt daran anschliessend steht ein eleganter Holzbau, in dem Remo Waldvogels Architekturbüro «Fernsicht Architektur» untergebracht ist.
Beschatten und Kühlen
Trotz der brennenden Julisonne herrschen im Wohnzimmer angenehme Temperaturen. Das liegt einerseits an der Beschattung. «Storen, Markisen oder Schiebeläden helfen, die Wärme draussen zu halten. Das ist ein wichtiger Beitrag zum sommerlichen Hitzeschutz», sagt Remo Waldvogel. Andererseits profitiert das Einfamilienhaus seit Kurzem von einer passiven Kühlung. Denn durch die bestehende Fussbodenheizung lässt man kaltes Wasser zirkulieren. Dieses System, das sogenannte Freecooling, funktioniert unabhängig vom Bodenbelag. Während das Wasser durch die Fussbodenheizung fliesst, nimmt es einen Teil der Raumwärme auf und kann so die Raumtemperatur um drei bis vier Grad absenken.
Diese Installation ist dank der Heizungsanlage möglich. Denn im Technikraum steht eine Erdsonden-Wärmepumpe. Im Winter erntet die Maschine mittels der 230 Meter tiefen Erdsonde Umweltwärme aus dem Erdreich. «Im Sommer kehren wir dieses Prinzip um und führen dem Erdreich Wärme zu. Das schafft einen Ausgleich zum winterlichen Wärmebezug und verlängert zudem die Nutzungsdauer der Erdsonde», erläutert Marc Hutter, Abteilungsleiter Heizung / Kälte und Mitinhaber bei der Schmid Hutter AG. Das Wasser in der Fussbodenheizung bleibt jedoch in seinem geschlossenen Kreislauf. Seine Wärme überträgt es via Plattenwärmetauscher an den Kreislauf der Erdsonde. Dieser ist ebenfalls geschlossen und enthält neben Wasser auch Glykol, ein Frostschutzmittel. «Durch den Wärmetauscher können wir Heizung und Erdsonde sauber trennen und die Wärme problemlos vom einen auf den anderen Kreislauf übertragen», sagt Marc Hutter.
Tiefe Stromkosten
Um diese Wärmeübertragung zu ermöglichen, muss der Kompressor der Wärmepumpe nicht arbeiten. Nur die Umwälzpumpen laufen, damit das Wasser in der Fussbodenheizung zirkulieren kann. Deshalb fallen die Stromkosten überschaubar aus. «Gerade im Vergleich zu einer klassischen Klimaanlage kann man mit Freecooling sehr günstig kühlen», sagt Paulo Pereira, zuständiger Verkaufsberater bei Elco. Die Wärmepumpe vom Typ Elco Aquatop S14 ist erst ein halbes Jahr alt und ersetzte die ursprüngliche Maschine. Deren Steuerung fiel von einem Tag auf den anderen aus – und das ausgerechnet im Dezember des letzten Jahres. Dank der engen Zusammenarbeit zwischen Marc Hutter und Paulo Pereira konnte die neue Wärmepumpe innerhalb einer guten Woche geliefert, installiert und in Betrieb genommen werden.
Im Technikraum brauchte es nur wenige Anpassungen. Der bisherige Pufferspeicher ist noch in gutem Zustand und kommt auch in der neuen Anlage zum Einsatz. Ebenso funktioniert der bestehende Wärmepumpenboiler, ein über 20-jähriges Gerät, nach wie vor tadellos. Das benachbarte Gebäude mit dem Architekturbüro wird, wie bisher, über eine zweite Heizgruppe beheizt. Drei kleinere Anpassungen waren notwendig, um das Freecooling zu ermöglichen. Die erste betrifft den bereits erwähnten Wärmetauscher zwischen dem Wasserkreislauf der Fussbodenheizung und dem Wasser- / Glykol-Kreislauf der Erdsonde. Als Zweites installierte die Schmid Hutter AG zwei Umschaltventile, damit zwischen dem Sommerbetrieb (Freecooling) und dem Winterbetrieb (Heizen) gewechselt werden kann. Das dritte, etwas unscheinbar aussehende, aber umso wichtigere neue Bauteil ist ein Taupunktwächter. «Wenn der Taupunkt unterschritten wird, schaltet dieses Gerät die Kühlung ab. Sonst würde aussen an den Rohren der Fussbodenheizung Wasser kondensieren und im Unterlagsboden respektive am Bodenbelag Schäden verursachen», erläutert Paulo Pereira.
Automatische Regelung
Den Wechsel zwischen Sommer- und Winterbetrieb meistert die Anlage selbstständig, indem die Wärmepumpe beim Erreichen der definierten Temperaturen die Umschaltventile aktiviert. Damit dies einwandfrei klappt, ist neben der Heizkurve auch eine Kühlkurve programmiert.
Seinen Kundinnen und Kunden offeriert Marc Hutter regelmässig die Freecooling-Option. Mit Kosten von ungefähr 5000 bis 7000 Franken für Hardware, Arbeit und Inbetriebnahme sei diese sehr attraktiv: «Eine konventionelle Klimaanlage wird selten bewilligt, kostet deutlich mehr und verbraucht erst noch mehr Strom.» Ein technischer wie auch finanzieller Vorteil im Haus der Familie Waldvogel ist der einfache Aufbau der Bodenheizung: Es gibt nur einen einzigen Heizkreis. In anderen Liegenschaften sind Einzelraumthermostaten verbaut, um die Heizung in jedem Zimmer separat regeln zu können. «Diese Thermostaten regeln den Durchfluss der Fussbodenheizung über einen Stellantrieb», erläutert Marc Hutter. Diese Antriebe muss man zusätzlich ansteuern, damit sie den Durchfluss freigeben und das kalte Wasser zirkulieren kann. Wer also eine Liegenschaft mit Einzelraumregelungen besitzt, muss die zusätzlichen Kosten einplanen (ungefähr 800 bis 1000 Franken).
Fazit
Bei Objekten mit Erdsonden-Wärmepumpen ist Freecooling sehr effizient und mit überschaubaren Investitions- und Stromkosten zu haben. Bei Liegenschaften mit Luft-Wasser-Wärmepumpen sieht die Rechnung etwas anders aus. Zwar beherrschen moderne Geräte ab Fabrik nicht nur den Heiz-, sondern auch den Kühlbetrieb. Doch weil es keine Erdsonde gibt, muss für die Bereitstellung des kalten Wassers der Kompressor der Wärmepumpe laufen. Das bedeutet einen höheren Stromverbrauch und einen etwas geringeren Kühleffekt. Trotzdem ist Marc Hutter sicher, dass die Nachfrage nach Freecooling steigen wird: «Bei Neubauten wählt unsere Kundschaft die Option von Anfang an. Der sehr heisse Sommer führt nun auch zu Anfragen bezüglich Sanierungen.» Paulo Pereira von Elco ergänzt: «Bei den heutigen Klimaverhältnissen sollte Freecooling für jede Anlage zumindest ernsthaft geprüft werden.» Und Hauseigentümer und Architekt Remo Waldvogel hält fest: «Beim Bauen lohnt es sich immer, in Qualität zu investieren, ob bei der Fassade oder beim Heizsystem. Die Mehrkosten fallen nicht wirklich ins Gewicht, der Beitrag zur Lebensqualität und zum Werterhalt des Objekts hingegen schon.»
Projektdaten Objekt: Einfamilienhaus, Baujahr 2002
Alte Heizungslösung
Erdsonden-Wärmepumpe (Leistung ca. 15 Kilowatt) für Raumwärme, Pufferspeicher für Wärmepumpe (Volumen 500 Liter), Wärmepumpen-Boiler für Warmwasseraufbereitung, Wärmeabgabe via Fussbodenheizung.
Neue Heizungslösung
Erdsonden-Wärmepumpe Elco Aquatop S14 (Leistung 13,5 Kilowatt) für Raumwärme, Pufferspeicher für Wärmepumpe (Volumen 500 Liter), Wärmepumpen-Boiler für Warmwasseraufbereitung, Wärmeabgabe im Winter sowie Freecooling im Sommer via Fussbodenheizung. Zusätzliche Installation für Freecooling (Wärmetauscher, Umschaltventile, Taupunktwächter).
