Welches sind die zukunftsweisenden Heizsysteme?

In Deutschland gibt es eine große Anzahl überalterter und unwirtschaftlich arbeitender Heizanlagen. Eine der Ursachen für diesen Sanierungsstau könnte auch die Vielzahl – und damit eine gewisse Unübersichtlichkeit – an möglichen Alternativen sein. Welche Möglichkeiten es gibt und was die wichtigsten Voraussetzungen dafür sind, soll hier kurz zusammengefasst werden.

Wärmepumpen (WP) nutzen Energie aus der Umwelt

Der Erdboden, das Grundwasser und die Luft enthalten Wärme, die sich zu Heizzwecken mittels Wärmepumpen entziehen lässt. Der gewonnene Wärmeertrag im Verhältnis zur aufzuwendenden Energiemenge, gemessen in einem Jahr, ergibt die Jahresarbeitszahl (JAZ) der Wärmepumpe – je höher, desto besser.

Wärmepumpen, die dem Erdreich Wärme entziehen, erreichen die höchsten Jahresarbeitszahlen. Über Erdkollektoren, die frostsicher unter dem Boden liegen, wird Wärme aus der oberen Erdschicht gewonnen. Ist nicht genügend Fläche für Erdkollektoren vorhanden, kann mit Erdsonden, in tieferen und wärmeren Erdschichten, die Wärmequelle erreicht werden. Wegen der dafür notwendigen professionellen Erdbohrungen sind die Investitionskosten für Erdsonden-Wärmepumpen am höchsten.

Hohe Jahresarbeitszahlen können auch mit Sole- oder Grundwasserwärmepumpen erreicht werden. Voraussetzung dafür ist das Vorhandensein einer nutzbaren Quelle oder die Erlaubnis zur Anbohrung von Grundwasserschichten. Je nachdem, wie gut die Wasserquelle erreichbar ist, kann die Erschließung sehr günstig sein oder bis zu den Kosten einer Erdsonden-Anlage reichen.

Wie ein Kühlschrank dem Kühlraum Wärme entzieht und an der Rückseite an die Umgebung abgibt, entzieht die Luftwärmepumpe der Außenluft Wärme und gibt sie über einen Wärmeüberträger an das Heizsystem ab. Luftwärmepumpen haben die niedrigsten Jahresarbeitszahlen, andererseits sind die Investitionskosten auch am niedrigsten.

Eine Sonderform der Luftwärmepumpe ist die Abluft-Wärmepumpe in Form einer Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung. Verbrauchte warme Innenluft wird über den Wärmetauscher der Lüftungsanlage genutzt, um die kalte Frischluft zu erwärmen. Damit kann ein sehr hoher Anteil der Wärme zurückgewonnen werden.

Entscheidend für die Wirtschaftlichkeit von Wärmepumpen sind, neben der Jahresarbeitszahl, die Menge und die Kosten des benötigten Stroms während der gesamten Lebenszeit der Anlagen.

Moderne Gasheizungen

Gas ist zwar ein fossiler Energieträger, verursacht aber im Vergleich zu Heizöl weniger Kohlendioxid-Emissionen. Außerdem kann für die Zukunft ein zunehmender Anteil von Biomethan (oder Bioerdgas) im Gasnetz erwartet werden. Dieses stammt dann aus Biogasanlagen oder wird mit überschüssigem Strom von Windkraft- und Fotovoltaikanlagen aus Wasser und Kohlendioxid erzeugt.

Moderne Gaskessel arbeiten modulierend, dabei wird die Größe der Brennerflamme an den jeweiligen Wärmebedarf angepasst. Neue Heizwert-Gaskessel arbeiten auch mit dieser Technik und sind deshalb effektiver als alte Niedertemperaturkessel.

Brennwert-Gaskessel nutzen zusätzlich die im Abgas enthaltene Wärme. Wegen der dann niedrigeren Abgastemperatur muss der Kamin mit einem säurefesten Rohr ausgekleidet sein.

Brennwertkessel haben gegenüber Heizwertkesseln einen höheren Wirkungsgrad, da sie die im Brennstoff enthaltene Energie besser nutzen. Ist der Heizwärmebedarf gering genug, genügt möglicherweise ein kleines Brennwert-Wandgerät, das auch im Wohnbereich hängen könnte. Förderprogramme für Heizungserneuerungen setzen in aller Regel voraus, dass die neue Gasheizung mit Brennwerttechnik ausgestattet ist.

Kleine Blockheizkraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung

Strom und gleichzeitig Wärme zu produzieren erlauben Blockheizkraftwerke (BHKW). Für den Einsatz im Eigenheim werden Mini- oder Mikro-BHKWs mit entsprechender Leistung angeboten. Das sind Motoren oder kleine Turbinen, die schallgedämmt in einem Gehäuse untergebracht sind.

Um den Brennstoff durch die Kraft-Wärme-Kopplung bestmöglich zu nutzen, muss die BHKW-Anlage wärmegeführt betrieben werden. Das bedeutet, das BHKW läuft nur dann, wenn Wärme benötigt wird; auch nur dann wird gleichzeitig Strom erzeugt.

Heizen mit der Biomasse Holz

Ist Platz für die Lagerung von Holz vorhanden, gibt es verschiedene Heizsysteme zur Auswahl. Es gibt aber auch Holzpellets und Holzbriketts in kleinen Mengen abgepackt, wodurch auch der Betrieb von kleinen Holzheizungen ohne große Lagerstätten möglich ist.

Mit einer Öl- oder Gas-Zentralheizung vergleichbar komfortabel ist eine Pelletheizung. Pelletheizungen können, sowohl als Einzelofen im Wohnbereich als auch als Kessel im Heizungsraum, automatisch über ein Fördersystem mit Holzpellets versorgt werden.

Auch Hackschnitzelkessel können mit einer Zuführeinrichtung bedarfsgerecht befüllt werden. Hackschnitzel benötigen im Vergleich zu Heizöl etwa das dreifache Volumen an Bevorratungsraum. Diese Heizanlagen sind am effektivsten bei einem höheren Heizwärmebedarf, weshalb sie vor allem für Gebäude mit großen Wohnflächen geeignet sind.

Holzvergaserkessel für Scheitholz bieten mit einem Füllschacht, über den die Scheite nachrutschen, auch eine komfortable Bedienung an. Ein automatisch geregeltes Gebläse sorgt für eine optimale Verbrennung.

Ohne Gebläse arbeiten Naturzugkessel. Dazu gehören Kachelöfen, Kamine, Kaminöfen oder Zentralheizungsherde. Mit eingebautem Wärmeüberträger, auch Wassertasche genannt, können sie zusätzlich Wärme an Heizkörper oder einen Pufferspeicher abgeben.

In Hybrid- oder Kombikesseln können durch Umstellen auf den verwendeten Brennstoff verschiedene dieser Holzbrennstoffe genutzt werden. Das ermöglicht, flexibel auf das jeweilige Angebot reagieren zu können.

Solarthermie, Wärme von der Sonne

Eine überall verfügbare Energiequelle ist die Sonnenwärme. Über Solarkollektoren aufgenommen, wird die Wärme in einem Pufferspeicher zwischengespeichert. Kollektoren mit Wasser als Wärmeträger transportieren die Wärmeenergie direkt in den Speicher oder Heizkreislauf.

Luftkollektoren blasen die erwärmte und gefilterte Luft unmittelbar in das Gebäude. Zur Warmwasserbereitung und Speicherbefüllung werden die Wärmeerträge von Luftkollektoren mittels eines Wärmetauschers auf das Wasser übertragen.

Wenn im Sommer nur Energie zur Erwärmung von Brauchwasser benötigt wird, kann dieser Bedarf alleine durch eine Solarthermieanlage zur Warmwasserbereitung gedeckt werden.

Mit einer Anlage, auch zur Heizungsunterstützung, kann zusätzlich während den Übergangszeiten, im Frühjahr und Herbst, geheizt werden. Damit ist es möglich, nahezu die Hälfte des Jahres alleine über die Sonne den Wärmebedarf zu decken.

Fördermöglichkeiten für zukunftsweisende Heizsysteme

Die Gesellschaft hat ein Interesse, die Auswirkungen des Klimawandels zu begrenzen. Deshalb wird der Austausch alter Heizsysteme durch solche, die auf regenerativen Energien beruhen, finanziell mit Zuschüssen oder zinsgünstigen Krediten gefördert.

Regional unterschiedlich haben Kommunen und Energieversorger Förderprogramme für die Nutzung verschiedener regenerativer Energien aufgelegt. Der Bund fördert über das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) und die KfW-Bank Maßnahmen zur Reduktion des Heizwärmebedarfs und zur Erneuerung von Heizungsanlagen.

Eine gute Möglichkeit, die passenden Fördermittel zu finden, wird über die Internetadresse https://www.energiefoerderung.info/ angeboten.

Zukunftsweisende Heizsysteme im Vergleich

Welches dieser Heizungssysteme im Einzelfall das richtige ist, hängt zunächst davon ab, welche Voraussetzungen gegeben sind. Die Wärmepumpe, wenn sie keine Luftwärmepumpe ist, braucht einen Zugang zum Erdboden oder zu einer Wasserquelle. Gasheizungen benötigten einen Gasanschluss – wenn sie nicht mit Flüssiggas betrieben werden sollen. Ein BHKW braucht einen Ort, an dem es unhörbar arbeiten kann. Für eine Holzheizung muss ein geeignetes Brennstofflager vorhanden sein und die Solarthermie braucht eine genügend große sonnenbeschienene Fläche.

Neben der persönlichen Vorliebe, wie hoch der Bedienkomfort sein soll, ist ein weiteres wichtiges Kriterium der verwendete Energieträger und dessen voraussichtliche Preisentwicklung. Die Preisentwicklung von Strom für Wärmepumpen und Gas für Gasheizungen oder BHKWs ist in hohem Maß davon abhängig, welche und wie viele Anbieter zukünftig am Energiemarkt konkurrieren. Bei den Preisen von Holzbrennstoffen spielt die zukünftige Nachfrage eine große Rolle. Einzig für die Sonnenwärme wird die Sonne in Zukunft genauso kostenlos scheinen wie heute. Da ein neues Heizkonzept eine Festlegung für eine lange Zeit ist, ist es notwendig zu versuchen, die zukünftige Energiepreisentwicklung abzuschätzen.

Das zukunftsweisende Heizsystem wird nicht mehr nur aus einer Heizanlage bestehen. Alle beschriebenen Systeme lassen sich gut kombinieren, weil sie ihre Wärmeerträge an einen gemeinsamen Pufferspeicher abgeben können.

In Zeiten geringen Wärmbedarfs genügen dann zum Beispiel die Erträge einer Solarthermieanlage oder eines Zentralheizungsherdes. In den Übergangszeiten kann vielleicht der Kamin mit Wassertasche ausreichend Wärme, auch zur Brauchwassererwärmung, beitragen. Erst in der Heizperiode ist dann das Hauptheizsystem notwendig, das zusätzlich von den Anlagen mit geringeren Wärmeerträgen unterstützt werden kann.

Für alle Heizanlagen wichtig – der hydraulische Abgleich

Damit alle Heizkörper und Flächenheizungen gleichmäßig mit Heizwärme versorgt werden, sind eine Überprüfung und ein eventueller hydraulischer Abgleich notwendig. Der Durchfluss zu den einzelnen Heizkörpern wird so angepasst, dass alle gleichmäßig Wärme abgeben können, wodurch auch das ganze Heizsystem optimiert wird. Noch weiter optimiert wird die Heizungsanlage mit geregelten Heizungspumpen, die auch eine sehr hohe Stromersparnis bedeuten können. Häufig ist die Durchführung des hydraulischen Abgleichs Voraussetzung zur Gewährung von Fördermitteln.

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