Brennwerttechnik ...
... und Solarthermie
Die moderne Brennwerttechnik ist eine der umweltfreundlichsten und sparsamsten Arten der Wärmeerzeugung. Brennwertgeräte benötigen im Vergleich zu älteren Heizkesseln deutlich weniger Gas oder Öl. Noch mehr Brennstoff wird gespart, wenn zusätzlich zum Brennwertkessel eine Solaranlage das Trinkwasser erwärmt oder die Wohnraumbeheizung unterstützt. Zugleich verringert die Nutzung der Solarenergie die Abhängigkeit von den fossilen Energieträgern. Dennoch ist erst ein kleiner Teil des Anlagenbestandes mit Brennwerttechnik und Solarthermie ausgestattet. Hier bietet sich ein Markt an.
Auch in den kommenden Jahrzehnten werden Gas und Öl die wichtigsten Pfeiler unserer Energieversorgung sein. Selbst wenn im Jahr 2020 – wie von der Politik geplant – ein Fünftel des deutschen Energiebedarfs durch erneuerbare Energien gedeckt wird, müssen Erdöl und Erdgas noch immer rund 80 % der insgesamt benötigten Energie liefern. Und auch darüber hinaus ist eine weitgehende Unabhängigkeit von den fossilen Energieträgern schwer vorstellbar. Umso wichtiger ist angesichts der begrenzten weltweiten Ressourcen ein möglichst sparsamer Umgang mit diesen wertvollen Rohstoffen.
Sparsam und zukunftssicher
Hausbesitzer, die sich Gedanken machen, wie sie trotz knapper werdender Öl- und Gasvorräte zukunftssicher heizen und zugleich die steigenden Energiekosten zügeln können, sind mit der hocheffizienten Brennwerttechnik gut beraten. Mit Wirkungsgraden bis zu 98 % ist sie die mit Abstand effizienteste Technik zur Wärmeerzeugung mit fossilen Brennstoffen (Bild 2). Das heißt, sie nutzt den Energiegehalt der Brennstoffe nahezu vollständig aus. So sind beim Austausch eines „Kesseloldies“ gegen einen modernen Brennwertkessel Energieeinsparungen bis zu 30 % möglich. Darüber hinaus sind moderne Gas- und Öl-Brennwertsysteme heute schon darauf vorbereitet, wenn gasförmige und flüssige Brennstoffe aus Biomasse den fossilen Energieträgern beigemischt werden. So sorgen in Gas-Brennwertgeräten moderne Verbrennungsregelungen wie z. B. „Lambda Pro Control“ dafür, das die Verbrennung stets sicher und mit hohem Wirkungsgrad abläuft – auch bei Zumischung von Biogas oder anderen Gasarten, die durch die Liberalisierung der Gasmärkte eingespeist werden. Ebenso können moderne Öl-Brennwertkessel, wie der in Bild 2 gezeigte Kessel, problemlos mit standardisierten Gemischen aus Bioöl und herkömmlichem Heizöl betrieben werden. Damit ist die Brennwerttechnik – egal ob für Gas oder Öl – langfristig zukunftssicher und trägt dazu bei, die knappen fossilen Ressourcen zu schonen.
Moderne Brennwerttechnik bietet aber noch weitere Vorteile:
Solarthermie – sinnvolle Ergänzung zur Brennwerttechnik
Die Brennwerttechnik bietet das Maximum hinsichtlich effizienter Brennstoffausnutzung. Einen zusätzlichen und effektiven Schutz gegen steigende Energiekosten bieten Solarthermieanlagen. Einmal installiert, liefert die Solaranlage für viele Jahre die umweltfreundliche Wärme zum Nulltarif und völlig CO2-frei. Schon mit 4 bis 5 m2 Kollektorfläche können im Einfamilienhaus bis zu 60 % der im Jahr für die Trinkwassererwärmung benötigten Energie gedeckt werden – unabhängig von Alter und Wärmebedarf des Gebäudes (Bild 3). Bei einer Heizungsmodernisierung mit einem energieeffizienten Brennwertkessel und einer Solaranlage können so gegenüber dem alten Zustand bis zu 40 % des Brennstoffverbrauchs eingespart werden.
Solaranlagen, die zusätzlich auch die Heizung unterstützen, senken die Energiekosten noch weiter. Sie liefern in der Übergangszeit und im Winter solar vorerwärmtes Heizungswasser, das vom Brennwertkessel nur noch auf die aktuell erforderliche Vorlauftemperatur nacherwärmt werden muss.
Aus diesem Grund sollte – gleichgültig ob im Neubau oder bei der Heizungsmodernisierung – immer geprüft werden, ob eine Solaranlage zur Trinkwassererwärmung und gegebenenfalls auch zur Heizungsunterstützung eingesetzt werden kann. Wird eine Solaranlage nicht gleich mit installiert, empfiehlt es sich, zumindest die spätere Nachrüstung vorzubereiten. Zum Beispiel, indem ein bivalenter Speicher-Wassererwärmer montiert und die erforderlichen Rohrleitungen bis zum Dach verlegt werden.
Das wichtigste Bauteil jeder Solaranlage sind die Solarkollektoren. Sie fangen die von der Sonne kommende Strahlung auf und wandeln sie in nutzbare Wärme um. Die am häufigsten anzutreffende Bauform stellen Flachkollektoren dar. Sie bieten ein attraktives Preis-Leistungs-Verhältnis und sind sowohl für die Trinkwassererwärmung als auch die Heizungsunterstützung geeignet (Bild 4). Vakuum-Röhrenkollektoren haben einen etwas besseren Wirkungsgrad als herkömmliche Flachkollektoren, da das Vakuum Wärmeverluste sehr effektiv minimiert (Thermoskannen-Prinzip). Um den gleichen solaren Ertrag zu erzielen, benötigen Vakuum-Röhrenkollektoren deshalb eine etwas kleinere Fläche bei ansonsten gleichen Randbedingungen (Standort, Ausrichtung usw.). Darüber hinaus liefern sie bei diffuser Strahlung, wie sie in der Übergangszeit häufig vorkommt, einen etwas höheren Ertrag. Im Jahresmittel kann so pro Quadratmeter Aperturefläche ein ca. 30 % höherer Sonnenenergiegewinn als mit Flachkollektoren bei vergleichbarer Deckungsrate erwartet werden.
Auf den Speicher kommt es an
Der Speicher in einer Solaranlage dient zum einen als Schnittstelle zwischen der Heizungs- und der Solaranlage und „übergibt“ das solar vorerwärmte Wasser zum eventuell erforderlichen Nacherwärmen an das konventionelle Heizsystem. Zum anderen ist er auch erforderlich, um die solar gewonnene Wärme für die spätere Nutzung zu bevorraten. Wurde nicht schon früher ein bivalenter Speicher installiert, so sind für die Anbindung der Solaranlage an das Heizungssystem verschiedene Lösungen verfügbar, die je nach den Gegebenheiten zum Einsatz kommen können.
Für die besonders schnelle und einfache Einbindung von Solaranlagen zur Trinkwassererwärmung werden auf dem Markt spezielle Speicher angeboten, die neben dem zweiten Wärmetauscher für die solare Wärme noch weitere vormontierte Solarkomponenten enthalten: Pumpengruppe, Verrohrung, Befüllarmatur, Solarregelung, zwei Speicherthermometer sowie der Luftabscheider sind bei diesen Solarspeichern bereits in einem Gehäuse integriert, das an dem Speicherbehälter angebracht ist (Bild 5).
Bei Solaranlagen, die auch die Wohnraumbeheizung unterstützen, bieten sich Kombispeicher an. Ihre Vorteile: Sie sind Platz sparender als Lösungen mit zwei Speichern (Heizwasser-Pufferspeicher und Speicher-Wassererwärmer zur Warmwasserbereitung) und können auch noch weitere Wärmeerzeuger, wie z. B. einen Holzkessel, in das Heizungssystem mit einbinden. Kombispeicher bevorraten ein großes Volumen an Heizwasser für die Heizungsunterstützung, das zusätzlich über einen Edelstahl-Wellrohr-Wärmetauscher innerhalb des Speicherbehälters das Trinkwasser im Durchlauf erwärmt (Bild 6).
Gleichgültig ob nur Trinkwassererwärmung oder auch Heizungsunterstützung – Solaranlagen sollen so betrieben werden, dass in Abhängigkeit von der aktuellen Sonneneinstrahlung ein höchstmöglicher solarer Ertrag erzielt wird. Moderne Solarregelungen stehen dazu mit der Regelung des Brennwertkessels in Verbindung. So werden die unterschiedlichen Wärmequellen optimal aufeinander abgestimmt. Dabei wird der kostenlosen Sonnenenergie Priorität eingeräumt und so der Energieverbrauch des Heizkessels reduziert.
