Elektroinstallation für Wärmepumpe, Warmwasser & Endmontage der Elektrik
Wie entsteht ein Massivhaus? Das ist eine komplexe Angelegenheit mit vielen Arbeitsschritten. In Teil eins bis sechs konnten Sie den Bau des Hauses von der Rohbauphase bis zu den ersten Innenarbeiten verfolgen.
Jetzt ist es Zeit für den Einbau wichtiger Komponenten der Haustechnik: Wärmepumpe, Warmwasserbereitung und die Endmontage Elektro.
Elektroinstallation Wärmepumpe: Teil 7 der Bau-Videoreportage
Aufstellung und Montage von Pufferspeicher und Frischwasserstation
Für die Heizungsanlage stellen die Monteure zuerst den Pufferspeicher auf – ein 300 Liter Edelstahltank, der mit einer zehn Zentimeter dicken Fließummantelung isoliert wird. An den Pufferspeicher kommen vier Anschlussverschraubungen. Unten sitzen die Anschlüsse für den Vor- und Rücklauf von und zur Wärmepumpe. Hierüber wird also das Wasser von der Wärmepumpe in den Pufferspeicher geschoben.
An die oberen Anschlüsse dagegen kommt eine Frischwasserstation. Das Brauchwasser – also das Wasser, das aus dem Wasserhahn kommt für Waschbecken, Dusche und so weiter – wird so mithilfe des Heizungswassers erwärmt – wie bei einem Durchlauferhitzer. Kernstück der Anlage ist der Plattenwärmetauscher – der schwarze Kasten, den der Monteur gerade anbaut.
Und so funktioniert die Frischwasserstation: Der Plattenwärmetauscher verfügt über zwei getrennte Kreisläufe. In einem Kreislauf fließt das heiße Heizungswasser vom Pufferspeicher in den Plattenwärmetauscher durch eine Vielzahl an Edelstahlplatten. Hier ist das Prinzip stark vereinfacht mit nur wenigen Platten dargestellt. Beim Durchfließen werden die Platten aufgeheizt. Im zweiten Kreislauf wird das Brauchwasser erhitzt. Das kalte Trinkwasser strömt in den Plattenwärmetauscher, wird durch die heißen Platten aufgeheizt und strömt dann als Warmwasser zu Waschbecken, Dusche und so weiter. Das Heizungs- und das Trinkwasser berühren sich dabei nicht. Es findet lediglich ein Wärmeaustausch statt.
Zurück zum Monteur: Der Plattenwärmetauscher hängt und der Heizungswasserkreislauf ist angeschlossen. Jetzt ist der Trinkwasserkreislauf an der Reihe: Unten der Zugang für das kalte Trinkwasser, oben der Abgang für das Warmwasser. Der Vorteil einer Frischwasserstation ist, dass das Wasser erst dann aufgewärmt wird, wenn es benötigt wird. Das ist sehr hygienisch und verringert die Legionellengefahr.
Monteur Roland Butzik erklärt, wie die „ad hoc“-Aufheizung funktioniert:
„Hier haben wir einen Strömungsschalter drin. Sobald der Warmwasserhahn aufgedreht wird, funktioniert hier drin etwas und die Pumpe kriegt einen Kontakt, damit es einen Temperaturaustausch zwischen der Heizung und dem Kaltwasser geben kann.“
Über die Pumpe wird also der Heizungswasserdurchfluss vom Pufferspeicher gestartet. Wird der Warmwasserhahn zugedreht, stoppt die Pumpe und der Durchfluss endet wieder. Der Monteur kann jetzt die Frischwasserstation mit dem Hausnetz verbinden. Aber halt! Ein Anschluss fehlt noch am Pufferspeicher.
Monteur Roland Butzik: „Das ist jetzt eine Tauchhülse für einen Temperaturfühler. Und der Fühler misst die Temperatur im Pufferspeicher, sodass wir immer eine konstante Temperatur im Pufferspeicher haben.“
Geregelt wird das über die Wärmepumpe. Jetzt aber zurück zur Frischwasserstation: An diese Leitungen muss sie angeschlossen werden: Hauptwasserleitung warm und kalt – hier mit „W“ und „K“ bezeichnet. Für die Leitungen kommt wieder Verbundrohr aus Polyethylen mit Alukern zum Einsatz. Wie schon in Teil fünf zu sehen, muss der Monteur wieder jede Menge messen, schneiden, aufweiten und zusammenstecken. Über die Rohre kommt wieder eine Isolierung aus PE-Schaum mit einer Stärke von einem Zentimeter. Zuerst kommt die Verbindung zum Warmwasser. Geschafft. Jetzt setzt der Monteur den Anschluss zur Kaltwasserleitung.
Monteur Roland Butzik: „So, Kalt- und Warmwasser sind angeschlossen.“
Prima! Der erste Teil ist fertig. Jetzt kann der Monteur sich um die Verbindungen vom Pufferspeicher zur Wärmepumpe kümmern.
Monteur Roland Butzik: „Ja, die werden jetzt hier herumgeführt, bleiben hier stehen und gehen dann an die Wärmepumpe ran.“
Gesagt, getan. Los geht's mit dem Rohrhalterungen. Für die Leitungen kommt wieder Verbundrohr zum Einsatz. Die Längsrohre setzt der Monteur einfach schon mal in die Halterungen, damit er die Länge der Querverbinder vom Pufferspeicher zum Längsrohr genau messen kann. Zuerst kommt die Verbindung für den Heizungsvorlauf. Über diese Leitung kommt das aufgeheizte Heizungswasser von der Wärmepumpe in den Pufferspeicher. Jetzt kommt der Rücklauf. Hierüber fließt das kältere Heizungswasser aus dem Pufferspeicher wieder zurück in die Wärmepumpe.
Geschafft. Jetzt muss der Monteur noch ein Abwasserrohr montieren. Aber wofür ist das denn gut?
Monteur Roland Butzik: „Die Heizungsanlage wird nochmal separat über ein Sicherheitsventil gesichert, damit die Anlage keinen Überdruck bekommt. Und dieses Sicherheitsventil öffnet bei einem bestimmten Überdruck und leitet Wasser aus der Heizung in das Abwassersystem ein.“
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Die Installation: Wie wird eine Wärmepumpe angeschlossen?
Fertig. Die Rohre sind alle gesetzt. Jetzt kann die Wärmepumpe kommen. Bei den Blodaus kommt gegen Aufpreis eine Erdwärmepumpe. BRALE-Standard ist eine Luftwärmepumpe. Wärmepumpen – ob nun Luft-, Erd- oder Wasserwärmepumpen – sind besonders energieeffizient und umweltschonend, denn sie nutzen die vorhandene Wärme aus der Umwelt. Im Verdichter – hier im unteren Teil der Wärmepumpe – wird mithilfe elektrischen Stroms die Wärme soweit erhöht, dass damit Heizung und Warmwasserbereitung versorgt wird – und das mit nur circa 20 % Strom, der über den Stromzähler im Zählerschrank erfasst wird. Die restliche Energie für Heizung und Warmwasser kommt bis zu 80 % kostenlos aus der Umwelt – bei den Blodaus also aus der Erde. Zuerst baut der Monteur die Vorrichtung für den Wärmemengenzähler ein. Am schwarzen Anschlussstück in der Mitte wird später das Messgerät aufgesetzt. Der Wärmemengenzähler ermittelt die verbrauchte Wärmemenge. Dazu wird der Temperaturunterschied zwischen dem heißen Heizwasser und dem zurückströmenden abgekühlten Heizwasser verglichen. Der Wärmemengenzähler sitzt im Rücklauf, aber in den Vorlauf muss auch ein Messfühler.
Monteur Roland Butzik: „Es gibt eine sogenannte Fühlerkapsel, denn ein Wärmemengenzähler gleicht ab zwischen Vor- und Rücklauf. Deswegen müssen wir jetzt in den Vorlauf noch einen Kugelhahn einbauen. Wir nehmen diesen, da hier noch ein Fühler eingeschraubt werden kann. Und dann haben wir die Messung zwischen Vor- und Rücklauf.“
Der Fühler selbst wie auch der Wärmemengenzähler werden aber erst später eingebaut, wenn die Anlage ans Stromnetz kommt. Fertig.
Jetzt kann der Monteur die Wärmepumpe mit der Fußbodenheizung und dem Pufferspeicher verbinden. Dafür verwendet er flexible Edelstahlwellrohre mit hoher Temperaturfestigkeit. Zuerst setzt der Monteur die Anschlüsse an die Fußbodenheizung. Rücklauf und Vorlauf sind hier mit „R“ und „V“ bezeichnet. Jetzt noch die Dämmung: Dafür kommt ein zehn Millimeter dicker Isolierschlauch aus synthetischem Kautschuk – temperaturbeständig bis 100 Grad Celsius – über die Rohre. Genau so setzt der Monteur jetzt auch die Verbindung zum Pufferspeicher. So kann die Wärmepumpe über den Vorlauf entweder Heizung oder Pufferspeicher mit heißem Heizwasser versorgen. Dafür gibt es im Vorlaufstrang ein Dreiwegeventil, das entweder in die eine oder andere Richtung durchschaltet.
Meldet zum Beispiel der Temperaturfühler im Pufferspeicher eine Temperaturunterschreitung, wird umgeschaltet und heißes Heizwasser strömt nach. Die beiden Rücklaufkreise werden dagegen ganz einfach zusammengeführt. Wichtig sind jetzt noch der Druckausgleich und die Sicherheit. Die dafür vorgesehene Anschlussgruppe für das Ausdehnungsgefäß inklusive Sicherheitsventil schließt der Monteur auch an den Rücklauf. Das Sicherheitsventil öffnet und lässt Wasser ab, falls der Druck in der Anlage zu groß wird. Das Problem: In Heizungsanlagen ändert sich der Druck ständig. Ist das Wasser heiß, dehnt es sich aus und der Druck steigt. Ist es kalt, nimmt das Volumen ab und der Druck sinkt. Um die Heizung nicht zu zerstören, müsste bei Überdruck ständig Wasser abgelassen und dann wieder zugeführt werden. Viel besser ist da der Druckausgleich über das Ausdehnungsgefäß, das der Monteur gerade anbaut.
Und so funktioniert’s: Im unteren Teil befindet sich ein verdichtetes Gas. Dabei handelt es sich meistens um Stickstoff. Darüber befindet sich eine Membran. Steigt der Wasserdruck, wird das Gaspolster über die Membran zusammengedrückt. Das Wasser kann sich ausdehnen. Sinkt der Wasserdruck, entspannt sich die Membran wieder und drückt das Wasser zurück in das Heizungssystem. Das ist einfach, aber genial. Zum Schluss muss der Monteur noch einen sogenannten freien Auslauf setzen.
Monteur Roland Butzik: „Jetzt haben wir oben eine Tropfleitung vom Sicherheitsventil, wo Wasser herauskommen könnte. Die wird jetzt hier eingeführt, sodass es immer sichtbar ist. Es muss eben sichtbar sein, damit man sieht, dass da auch mal was rauskommen kann. Wenn es fest am Abwassersystem angeschlossen ist, sieht man es einfach nicht. Und so hat man die Chance, es auch mal zu kontrollieren und zu beobachten.“
Und so sieht man auch, dass das Sicherheitsventil funktioniert und bei Bedarf öffnet. Jetzt wird noch das vorbereitete Abwasserrohr verlängert und der freie Auslauf angeschlossen. Fertig. Die Wärmepumpe ist installiert. Später wurde noch die elektrische Verdrahtung vorgenommen und die Anschlüsse vom Erdkollektorkreislauf gesetzt.
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Nächster Bauabschnitt: Endmontage Elektro
Jetzt wird der Verteilerkasten eingebaut. Wichtig zu erwähnen: Die hier zu sehenden Arbeiten sind nicht als Anleitung zum Nachbauen gedacht, sondern geben nur einen Überblick über den Verteilerschrankanschluss. Die Elektroinstallation sollte immer durch Fachpersonal durchgeführt werden. Strom ist gefährlich und eine unsachgemäße Elektroinstallation kann tödlich sein.
Hängt der Kasten und sind die Verteilerfelder eingebaut, kann es mit der Verdrahtung losgehen. Der Elektriker fängt mit den Kabeln aus dem Obergeschoss an. Die einzelnen Stromkreise pro Zimmer wie in Teil vier bei der Rohinstallation Elektro erklärt. Rolle- und Thermostatschalterstromkreis sind auch dabei. Die Kabel links gehören nicht zu den Stromkreisen, sondern sind Homeway- und Sat-Kabel. Um die kümmert sich der Elektriker später. Zuerst werden die Kabel eingekürzt und abisoliert. Wichtig dabei: Die Kabelbeschriftung, die am Kabelende sitzt und den Stromkreis – also Schlafzimmer, Kinderzimmer und so weiter bezeichnet – muss wieder rauf, sonst weiß man natürlich nicht mehr, welches Kabel zu welchem Stromkreis gehört. Den grün-gelben Schutzleiter kann man dabei außen vorlassen. Die Schutzleiter werden sowieso alle zusammengeklemmt. Geschafft.
Jetzt kann der Elektriker die erste Klemmschiene für die Neutral- und Schutzleiter setzen. Der Neutralleiter ist blau und die Schutzleiter ist grün. Alle Schutzleiter und – getrennt daneben – alle Neutralleiter vom Obergeschoss werden jetzt hier zusammengeschlossen. Weiter geht es mit den Schaltelementen. Sie kommen auf die sogenannten Hutschienen. Einfach einklicken und fertig. Das erste Element in der Reihe rechts ist ein Fehlerstrom-Schutzschalter. Dann kommen die Leitungsschutzschalter. Sie können auch Sicherungsautomat oder Sicherung genannt werden. Jeder Stromkreis wird über einen eigenen Leitungsschutzschalter abgesichert – standardmäßig in der Hausinstallation mit 16 Ampere. Dies ist erkennbar an der Aufschrift „16“. Dementsprechend verbindet der Elektriker jetzt der Reihe nach Stromkreis für Stromkreis und Raum für Raum vom Obergeschoss mit einem Leitungsschutzschalter. Die Schalter bzw. Sicherungen schützen die Leitung vor Überlastung. Steigt der Strom über 16 Ampere, schaltet die Sicherung ab. Das verhindert Kabelbrände. Von den Sicherungen bzw. Leitungsschutzschaltern läuft der Strom also in die einzelnen Zimmer bzw. Stromkreise.
Wie aber kommt der Strom in die Sicherungen bzw. Leitungsschutzschalter? Ganz einfach: Dafür gibt es sogenannte Sammelschienen. Sie kommen unten in die Anschlüsse der Leitungsschutzschalter und des Fehlerstrom-Schultzschalters. Hier eine Drei-Phasen-Schiene, die alle drei stromführenden Leiter gleichmäßig auf die Stromkreise verteilt. Zur Verdeutlichung hier ein Überblick, wie die Verdrahtung aufgebaut ist: Der Strom kommt als Dreiphasenwechselstrom ins Haus. Dazu kommen Neutralleiter und Schutzleiter. Auf jeder Phase – L1, L2, L3 – liegen 230 Volt gegenüber Neutralleiter an. Alle drei Phasen laufen über den FI-Schalter und werden dann gleichmäßig über die Sammelschiene auf die Stromkreise verteilt. Der Neutralleiter läuft auch über den Fehlerstrom-Schutzschalter. Der Fehlerstrom-Schutzschalter schützt vor Stromunfällen. Er vergleicht permanent den Strom, der über die Phasen hinfließt und über den Neutralleiter wieder zurück. Im Problemfall – entweder durch Kurzschluss oder durch Berührung aufgrund fehlerhafter Isolierung – läuft ein Teil des Stroms nicht mehr über den Netzschalter. Die Ströme sind nicht mehr identisch und der Fehlerstrom-Schutzschalter schaltet den Strom sofort ab – innerhalb von Millisekunden. Das rettet Leben.
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Die Montage der Schalter- und Steckdoseneinsätze
Der Elektriker ist beim letzten Stromkreis, dem Obergeschoss, angekommen. Nur Heizkreisverteiler und Rollo kommen später. Sie werden dann zusammen mit dem Heizkreisverteiler unten bzw. dem Rollo unten auf jeweils eine Sicherung geschaltet. Das Obergeschoss ist fertig und genau so wird auch das Erdgeschoss verdrahtet.
Zur Endmontage Elektro gehört auch der Einsatz der Schalter und Steckdosen. Die kommen jetzt in die leeren Unterputzdosen. Die Abdeckungen kommen raus und die Kabel werden jetzt an die Steckdoseneinsätze angeschlossen. Da hier zwei Steckdosen nebeneinandersitzen, muss der Elektriker noch Kabelbrücken vorbereiten. Damit werden beide Steckdosen verbunden. Kabel einfach in die entsprechende Kontaktklemme stecken – braun ist Phase, grün-gelb ist Schutzleiter und blau Neutralleiter. Eingesteckt, sitzen die Kabel dann fest. Festschrauben ist nicht nötig.
Wichtig ist, den Einsatz gerade auszurichten, damit die Steckdosen später nicht schief sitzen. Jetzt kann der Elektriker die eine Steckdose mit der anderen verbinden und beide gleichzeitig an den Stromkreis hängen. Dabei werden jeweils Phase, Schutzleiter und Neutralleiter in der entsprechenden Klemme zusammengesteckt bzw. parallelgeschaltet, wie der Elektriker sagt. Beim Festschrauben muss wieder auf Geradeausrichtung geachtet und die Höhe im Vergleich zur anderen Dose angepasst werden. Fertig. Genauso wurden auch alle anderen Steckdosen und Schalter verdrahtet. Die Plastikabdeckungen können allerdings erst rauf, wenn der Maler die Wände gestrichen hat. Insgesamt wurden mehr als hundert Steckdoseneinsätze und an die 70 Schalter eingebaut – Arbeiten, die nur von fachlich ausreichend qualifizierten Personen durchgeführt werden sollten.
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Häufige Fragen und Antworten zur Elektroinstallation Wärmepumpe
Wer ist für die Anmeldung der Wärmepumpe beim Netzbetreiber zuständig?
Für die Anmeldung einer neuen Wärmepumpe beim Netzbetreiber ist in der Regel der Bauherr verantwortlich, häufig unterstützt vom Elektriker. Die Aufgabe des Netzbetreibers besteht darin, die Einspeisung und den Anschluss an das öffentliche Stromnetz zu prüfen.
Wie wird der Stromverbrauch der Wärmepumpe erfasst?
Der Stromverbrauch wird über den Stromzähler gemessen, der im Zählerschrank installiert ist. Dieser Zähler besteht aus einem Messgerät und den Anschlussklemmen, sodass der Netzbetreiber sowohl den Heizstrom als auch den allgemeinen Haushaltsstrom korrekt erfassen und abrechnen kann.
Was ist ein Zählerschrank und wozu dient er?
Der Zählerschrank ist das zentrale Element der Hausinstallation, in dem Stromzähler, Sicherungen und Fehlerstromschutzschalter untergebracht sind. Er sorgt für Sicherheit und Übersicht bei der Elektroinstallation und ermöglicht dem Netzbetreiber, den Stromverbrauch korrekt zu erfassen.
Muss die Wärmepumpe an das bestehende Stromnetz angepasst werden?
Ja, die Installation muss vom Elektriker auf die Kapazitäten des Stromnetzes abgestimmt werden, damit alle Stromkreise korrekt versorgt werden, wie sie vom Netzbetreiber vorgegeben sind, und Überlastungen vermieden werden.
Kann eine Wärmepumpe auch nachträglich in ein bestehendes Haus integriert werden?
Grundsätzlich ist eine Nachrüstung möglich, jedoch müssen Zählerschrank, Stromzähler und die Absicherung der Stromkreise überprüft werden. Auch der Netzbetreiber sollte über die Nachrüstung informiert werden, um die korrekte Abrechnung zu gewährleisten. Eine fachgerechte Planung durch einen qualifizierten Elektriker ist unbedingt erforderlich. Für eine unverbindliche Beratung zur Nachrüstung Ihrer Wärmepumpe können Sie sich jederzeit an uns wenden.
