Energie aus Öl und Erneuerbarem

In vielen Gebäuden wird künftig der Wärmebedarf über einen Mix aus regenerativen und speicherbaren Energien gedeckt. Das zentrale Element einer solchen Hybridheizung ist ein multivalenter, großzügig dimensionierter Heizwasserspeicher. Er bevorratet die Wärme der erneuerbaren Energieträger, bis sie gebraucht wird. Vor diesem Hintergrund sollte das Fachhandwerk bei der Anlagenplanung vorsorglich einen Pufferspeicher mit ausreichenden Anschlussmöglichkeiten empfehlen.

Hybridheizsysteme verbinden Effizienz und Zuverlässigkeit einer fossil betriebenen Brennwertheizung mit den Vorteilen regenerativer Energieträger. Eine bewährte, fast schon klassische Hybridlösung ist die Kombination eines Öl-Brennwertgeräts mit Solarthermie. Vermehrt wird in solchen Anlagen zusätzlich ein wasserführender Holzkamin­ofen integriert. Doch mit Biomasse und Sonne sind die Möglichkeiten zur Einbindung regenerativer Wärmequellen noch nicht ausgeschöpft. Ergänzend können in einer ölbasierten Hybridheizung auch Umweltwärme und zukünftig überschüssiger Ökostrom aus Wind- und Photovoltaikanlagen eingesetzt werden.

Multivalenter Pufferspeicher

Womit auch deutlich wird: Hybridheizungen müssen nicht in einem Zug installiert und finanziert werden. Sie können genauso gut stufenweise ausgebaut und selbst Jahre später noch um einen weiteren Energieträger ergänzt werden. Voraussetzung ist allerdings das Vorhandensein eines geeigneten Heizwasserspeichers. Der Fachhandwerker kann dieser Anforderung bei jeder Heizungsmodernisierung vorbeugend Rechnung tragen, indem er die Erweiterungsoptionen vor Ort prüft und dem Kunden umfassend erläutert. Mit einem multivalenten Pufferspeicher stehen den Hausbesitzern alle Zukunftsoptionen zur nachträglichen Einbindung erneuerbarer Energiequellen offen.

Branchenexperten sind überzeugt: Hy­bridsysteme sind vor allem in bestehenden Ein- und Zweifamilienhäusern das Wärmeversorgungskonzept von morgen. Sie benötigen zusätzlich einen speicherbaren Energieträger, der zur Spitzenlastabdeckung in der kalten Jahreszeit zuverlässig zur Verfügung steht.

Schwankende Energieträger

Die Crux bei der Nutzung von regenerativen Energieträgern: Sie stehen in der Regel nicht punktgenau dann bereit, wenn sie gebraucht werden. Wärmeangebot und Wärmebedarf sind also zeitlich versetzt. Deshalb wird ein großvolumiger, gut isolierter Pufferspeicher benötigt, um die Wärme aus den erneuerbaren Energiequellen so lange bevorraten zu können, bis sie angefordert wird. Zugleich fungiert der Heizwasserspeicher als hydraulische Weiche für die unterschiedlichen Temperaturen und Volumenströme im Heizungsnetz. Empfehlenswert sind Speichervolumen zwischen 700 und 1200 l, mindestens aber 500 l. Bei entsprechendem Wärmebedarf, etwa in größeren Häusern, kann die Gesamtkapazität mit einem zweiten Pufferspeicher erweitert werden. Universell einsetzbar und damit beste Wahl für Hybridheizungen sind multivalente Kombispeicher mit Schichtenladeeinrichtung. Weil bei ihnen verschiedene Wärmeerzeuger mit vergleichsweise geringem Regelungsaufwand angeschlossen werden können, passen sie zu jeder Anlagenkonfiguration. Gemeinsam ist allen modernen Pufferspeichern eine besonders gute Wärmedämmung. Der Bereitschaftsverlust, der auch anfällt, wenn kein Warmwasser entnommen wird, liegt zumeist bei nur etwa 1,5 kWh pro Tag.

Wärmevorrat per Ökostrom

Grundvoraussetzung: Der Speicher sollte über mehrere Anschlüsse verfügen. Nur so ist gewährleistet, dass später weitere Wärmequellen eingebunden und neue Angebote genutzt werden können. Fachleute erwarten, dass der weitere Ausbau von Windkraft und Photovoltaik schon in absehbarer Zeit immer öfter zu einem zeitweisen Überangebot von grünem Strom führt, für den es keine Abnehmer gibt. Energieversorgungsunternehmen gehen bereits davon aus, dass dieser überschüssige Strom zum Beispiel über eine elektrische Heizpatrone oder die Integration eines Durchlauferhitzers zur Beheizung des Pufferspeichers genutzt wird. Einige Pufferspeicher im Markt sehen schon den Einbau eines elektrischen Heizstabs vor.

Effizienz durch Regelung

Ölbasierte Hybridheizungen mit ihren großvolumigen Speichern könnten erhebliche Mengen des überschüssigen Ökostroms aufnehmen und als Wärme bevorraten. Technisch ist das relativ unkompliziert zu lösen, etwa durch intelligente Steuerungen, die selbstständig die Wahl des jeweils günstigsten Energieträgers treffen. Wesentliche Voraussetzung ist dabei ein entsprechendes Preissignal des Stromversorgers.

Die regelungstechnische Abstimmung der beteiligten Wärmeerzeuger ist ohnehin ein wesentliches Kriterium für den effizienten Betrieb einer Hybridheizanlage. Hilfreich sind dabei spezielle Softwarepakete der Geräteindustrie und entsprechende Schaltpläne zur hydraulischen Einbindung der Systemkomponenten. Vorteilhaft ist die Installation einer Hy­bridanlage aus einer Hand. Pufferspeicher, Regeleinrichtungen, Hydraulik und Sicherheitseinrichtungen sind dann bereits optimal aufeinander abgestimmt. Mehrere Hersteller haben Komplettsysteme für verschiedene Anlagenkonfigurationen schon im Programm.

Zum Beispiel für die immer mehr genutzte Konstellation mit einem Öl-Brennwertgerät, einer Solarthermieanlage zur Warmwasser- und Heizungsunterstützung sowie einem wasserführenden Holz- oder Pelletkaminofen. Bei dieser Anlagenkonfiguration übernimmt in den Sommermonaten die Solaranlage nahezu ausschließlich die Warmwasserbereitung. In den Übergangsmonaten und im Winter trägt der wasserführende Kaminofen einen beachtlichen Anteil zur Wärmeversorgung des Hauses bei. Erst wenn Sonne und Holzofen den Wärmebedarf des Gebäudes nicht mehr alleine decken können, also vorwiegend innerhalb weniger Wintermonate, schaltet sich automatisch der Brennwertkessel hinzu.

So wird, aufs Jahr bezogen, ein Großteil der benötigten Wärmeenergie regenerativ erzeugt. Der Heizölvorrat im Tank ermöglicht die Grundversorgung, wenn die Erneuerbaren keine oder nicht genügend Wärme liefern können. Die Brennwerttechnik stellt sicher, dass der noch verbleibende, fossil abzudeckende Energiebedarf so effizient wie möglich genutzt wird.

Grundversorgung aus dem Tank

Ein idealer konventioneller Brennstoff für Hybridheizsysteme ist Heizöl. Weil es selbst in kleinen Mengen kostengünstig transportiert und langfristig vor Ort gelagert werden kann, garantiert es zu jeder Zeit eine verlässliche und bezahlbare Grundversorgung. Leitungsgebundene Energieträger hingegen dürften bei derart geringen Abnahmemengen eher an wirtschaftliche Grenzen stoßen, insbesondere in weniger dicht besiedelten Gebieten.

Speziell für Hybridsysteme konstruierte Holz- und Pelletkaminöfen werden mittlerweile von verschiedenen Herstellern angeboten. Einen Großteil der Wärme, die sonst ungenutzt über den Schornstein entweichen würde, geben diese Öfen an das zentrale Heizsystem ab. Die wasserdurchflossenen Wärmetauscher in Kaminöfen befinden sich in der Regel hinter oder über dem eigentlichen Brennraum, in besonders leistungsstarken sogenannten Kesselgeräten ist der gesamte Brennraum mit Wasser umgeben.

Inzwischen sind Holzöfen im Markt, die bis zu 75 % ihrer Wärmeleistung dem  Heizsystem zur Verfügung stellen. Bei einem Ofen mit 8 kW Nennleistung beispielsweise werden also 6 kW wasserseitig in den zentralen Energiespeicher und 2 kW luftseitig als Strahlungswärme in den Aufstellraum abgegeben. Zur Einbindung des Energieträgers Holz muss aber nicht unbedingt ein neuer Ofen angeschafft werden. Auch vorhandene Kachelöfen – und selbst offene Kamine – können in vielen Fällen umgebaut und mit einem wasserführenden Kamineinsatz nachgerüstet werden.

raumluftunabhängige öfen

Bei der Neuaufstellung von Kaminöfen oder der Umrüstung vorhandener Holzfeuerstätten muss die jeweilige Landesbauordnung berücksichtigt werden. Und sie darf nur in Absprache mit dem Bezirksschornsteinfegermeister erfolgen. Eine wichtige Voraussetzung ist ausreichende Verbrennungsluft. Die meisten Kaminöfen bieten deshalb die Möglichkeit zum raumluftunabhängigen Betrieb über eine externe Verbrennungsluftleitung. Ferner zwingend: Öfen mit einem Wasser-Wärmetauscher müssen grundsätzlich mit einer Rücklaufanhebung ausgerüstet sein. So wird verhindert, dass kaltes Rücklaufwasser den Feuerraum bis an den Taupunktbereich abkühlt und dadurch Rostbildung und leistungsmindernde Teerablagerungen an den Heizflächen entstehen. Hier bietet die Hersteller die Installation mit vorgefertigten Speicherladestationen, die neben der Umwälzpumpe ein Rücklaufanhebeventil enthalten.