Aus dem Inhalt:
Warum überhaupt mit Umweltwärme heizen?
Der Großteil deutscher Haushalte wird heute über gas- oder ölbefeuerte Anlagen beheizt. Sowohl Gas als auch Heizöl zählen dabei zu fossilen Rohstoffen. Auch wenn sich Kritiker über die Reichweite dieser Energieträger streiten, steht eines fest: Sie sind endlich. Ganz egal ob 50, 100 oder 500 Jahre – irgendwann werden die natürlichen Gas- und Ölvorkommen der Erde zur Neige gehen.
Eine schrittweise Umstellung der Energieträger im Heizungsmarkt ermöglicht einen nachhaltigen Umgang mit natürlichen Ressourcen und kann dazu beitragen, bevorstehende Versorgungsengpässe weiter nach hinten zu verschieben.
Übrigens: Über 30% der deutschen Heizungsanlagen sind nach aktueller BDEW-Studie bereits 20 Jahre oder älter. Umweltwärme aus erneuerbaren Energien hilft dabei auch Heizkosten zu sparen und die Haushaltskasse zu entlasten.
Solare Wärme – Regenerative Energie mit hoher Effizienz
Eine Stunde Sonnenschein reicht aus, um den Energiebedarf der gesamten Welt für ein Jahr zu decken, berichteten Milkthesun vor kurzem auf Ihrem Blog. Dieser Vergleich verdeutlicht eindrucksvoll welche Potentiale die Sonne als Quelle erneuerbarer Energien bietet.
Die Absorber moderner solarthermie-Anlagen haben häufig optische Wirkungsgrade von über 70%. Das heißt, sie wandeln 70% der auftreffenden Strahlung auch tatsächlich in Wärme, die dann der Heizungsanlage im Haus zur Verfügung gestellt werden kann. Auch wenn bei Übergabe und Verteilung der Wärme Verluste auftreten: Die Wärme der Sonne kann bei Neubau oder Sanierung effizient und günstig für Warmwasserbereitung und Gebäudebeheizung verwendet werden.
Neben Anlagen mit Saisonalen speichern, bei denen solare Wärme in gigantischen Tanks gepuffert und über den Winter bis in das Frühjahr hinein verfügbar gemacht wird, eignet sich solarthermie als erneuerbare Energie in der Regel in Kombination mit anderen Wärmeerzeugern.
Das bekannteste Beispiel dabei ist die Gastherme mit Solarthermie. Während die Solaranlage dabei überwiegend Wärme zur Warmwasserbereitung zur Verfügung stellt, wird die konventionelle Heizung im Sommer und den Übergangszeiten fast überhaupt nicht benötigt. Die Kombination spart also Rohstoffe und hilft die Heizkosten spürbar zu senken.
Übliche Kombinationen mitsolarthermie-Anlagen sind zum Beispiel:
- Gas-/Öl-Heizungen mit Solarthermie-Anlagen
- Holz-Heizungen mit Solarthermie-Anlagen
- Wärmepumpen mit Solarthermie-Anlagen
Eine Besonderheit: Die Umweltwärme der Sonne kann, zumindest im Neubau, auch ohne technische Anlagen genutzt werden. Denn bei einer optimalen Architektur-Planung, können sogar die solaren Gewinne über Fenster oder Türen die Heizung unterstützen und Verbrauch und Kosten senken.
Umweltwärme aus dem Wald – Holz als Energieträger
Der Wald ist schon seit Urzeiten ein gefragter Energie-Lieferant. Doch während die moderne Stück-Holzheizung mit Pufferspeicher im ländlichen Bereich weit verbreitet sind, sind sie in urbanen Lebensräumen nur selten verwendbar. Denn herkömmliche Holzkessel haben zwei Nachteile:
- Sie verursachen oft einen Aufwand zur Bedienung
- Das Holz beansprucht große Lagerflächen
Einen deutlichen Mehrwert bieten dabei Pelletheuzungen. Anstatt der bekannten Scheithölzer, werden diese mit Pellets, also gepressten Holzresten, befeuert. Hergestellt aus Bruchholz oder Abfällen der holzverarbeitenden Industrie, sind die erneuerbaren Energieträger dabei nicht nur ökologisch, sondern auch nachhaltig einsetzbar.
Im Betrieb werden die Holzpresslinge in großen Tanks gespeichert und von diesen zum Kessel gefördert. Vollautomatische Systeme funktionieren dabei mit dem gleichen Komfort, wie moderne Gasthermen. Lediglich der Aschekasten muss regelmäßig geleert und gereinigt werden.
Auch bei geringem Platzangebot gibt es verschiedene Möglichkeiten Pelletanlagen effizient und komfortabel zu betreiben. Denn spezielle Konzepte mit Kleintanks für einen Tages- oder Wochenvorrat können die Lagerfläche erheblich reduzieren. Eine weitere Alternative bietet der Pelletofen mit oder ohne Wassertasche.
Mehr über Pelletanlagen mit Kleintanks erfahren Sie hier!
Neben Holzpellets, können auch Holzhackschnitzel für die Verbrennung verwendet werden. Die, aus getrockneten und zerkleinerten Holzresten bestehenden Rohstoffe eignen sich dabei aber vor allem in größeren Anlagen des Wohn- und Nichtwohnbaus.
Soll Holz nur als Zusatz-Heizung eingesetzt werden, liefern Kaminöfen neben erneuerbarer Umweltenergie auch noch mollige Wärme, die die konventionelle Heizung spürbar entlasten kann. Kaminöfen schaffen damit eine hohe Behaglichkeit und helfen zusätzlich dabei, Heizkosten zu sparen.
Holz ist ein natürlicher und nachwachsender Rohstoff, der sich in verschiedenen Formen für die Beheizung von Gebäuden eignet. In Neubau und Sanierung kann die Umweltwärme dabei wie folgt erzeugt werden:
- über Holz-Vergaserkesseln mit Stückholzfeuerung (auch teilautomatisch möglich)
- über einen Kamin als Ergänzung einer konventionellen Heizungsanlage
- über Pelletheizungen mit normalen oder kleinen Tankanlagen
- über Hackschnitzelheizungen
- über einen Holzvergaserofen
Wie bei konventionellen Heizungen, lohnt sich auch bei Holzheizungen die Kombination mit einer Solarthermieanlage. Egal ob allein oder als hybrid, besonders wichtig für eine hohe Effizienz von Holz-Heizungen ist ein Speicher, der Wärmeerzeugung und Wärmeverbrauch entkoppelt.
Die Erde anzapfen – Umweltwärme aus dem Boden
Für viele kaum Vorstellbar, aber auch die Erde auf der wir uns tagtäglich bewegen kann als Energiequelle für das eigene Haus verwendet werden. Denn das Erdreich wirkt, zumindest in den oberen Schichten, als großer Solarspeicher. So sind in entsprechenden Tiefen ganzjährig Temperaturen von 5°C bis 10°C möglich, die Wärmepumpen optimale Betriebsbedingungen schaffen.
Eine Wärmepumpe nimmt dabei Energie aus der Umwelt auf, erhöht das Temperaturniveau über einen technischen Prozess und übergibt die Wärme dann an das Heizungssystem.
Mehr über die Funktion und Arbeitsweise einer Wärmepumpe erfahren Sie hier!
Die Umweltwärme aus dem Erdreich kann dabei im Wesentlichen auf drei Arten gewonnen werden. Diese sind:
- Tiefenbohrungen in Verbindung mit Erdwärmesonden
- Unter der Erdoberfläche verlegte Flachkollektoren
- in schmalen Gräben verlegte Rohrschlangen (Künetten)
Bilder zu den jeweiligen Systemen finden Sie über die Schaltfläche „Anhänger“ unter der Einleitung dieses Beitrags.
Alle drei Beispiele funktionieren auf die gleiche Weise: Rohrleitungen werden von einer zirkulierenden Flüssigkeit durchströmt, die die Temperatur des Erdreichs aufnimmt und zur Wärmepumpe transportiert.
Die Effizienz der Wärmepumpe ist dabei umso höher, je weniger das Temperaturniveau der Umweltwärme angehoben werden muss. Das heißt, erneuerbare Energien aus der Erde können immer dann besonders effizient eingesetzt werden, wenn das mit Wärme zu versorgende Haus mit niedrigen Systemtemperaturen auskommt. Eine Wärmepumpe sollte also immer nur dann installiert werden, wenn das Haus gut gedämmt und zum Beispiel mit einer Fußbodenheizung ausgestattet ist. Denn in dieser Kombination kann die Heizung oft schon mit Temperaturen von unter 45°C betrieben werden.
Auch bei Erd-Wärmepumpen ist die Kombination mit einer Solarthermie-Anlage sinnvoll. Denn während die Solarwärme die Warmwasserbereitung mit höheren Temperaturen sicherstellt, kann die Wärmepumpe sparsam und effizient für die Heizung eingesetzt werden.
Moderne Anlagenkonzepte speichern die überschüssige Solarwärme der Sommerzeit im Erdreich. Die dadurch ansteigende Temperatur unter der Erde, ermöglicht im darauffolgenden Winter einen effizienteren Betrieb der Erd-Wärmepumpe.
Wärme aus der Luft – Heizen mit niedrigen Temperaturen
Die Außenluft transportiert nutzbare Energie, auch wenn wir längst frieren. Genau wie die Umweltwärme aus der Erde, kann diese auch über eine Wärmepumpe nutzbar gemacht werden. Dazu saugt die Anlage kontinuierlich Außenluft an, entzieht Ihr die Energie und bläst sie zurück in die Umgebung.
Mehr über die Funktion und Arbeitsweise einer Wärmepumpe erfahren Sie hier!
Eine Besonderheit dabei: Auf Grund der niedrigen Temperaturen im Winter muss die Luft-Wärmepumpe mit einem Programm zur Eisfreihaltung ausgestattet sein um das Einfrieren von kondensierendem Wasser zu verhindern. In der Praxis gibt es dazu verschiedene technische Lösungen.
Mit Ausnahme der Umweltenergie-Quelle, arbeiten Luft-Wärmepumpen genau wie Erdwärmepumpen. Das heißt, auch sie setzen eine Heizung mit Niedertemperatursystem, wie zum Beispiel der Fußbodenheizung, voraus um wirtschaftlich arbeiten zu können. Werden Luft-Wärmepumpen in nicht ausreichend gedämmten Gebäuden verwendet, können sie schnell hohe Stromkosten verursachen.
Wie Erd-Wärmepumpen, eignen sich Luft-Wärmepumpen auch besonders in Kombination mit thermischen Solaranlagen zur Warmwsserbereitung.
Umweltenergie aus dem See – vom Wasser Heizen
Neben dem Erdreich und der Luft aus der Umgebung, kann auch Wasser als Umweltenergiequelle mit einer Wärmepumpe genutzt werden. Gemeint ist da aber nicht nur das Wasser aus Seen oder Flüssen, sondern auch das Grundwasser, denn das hat einen entscheidenden Vorteil: Ganzjährig relativ hohe Temperaturen, die gut zwischen 5°C und 12°C liegen können.
Bei einer Grundwasserwärmepumpe wird das Wasser über einen Saugbrunnen zur Wärmepumpe transportiert. Nachdem die Energie entzogen und das Wasser abgekühlt wurde, gelangt das Grundwasser über einen Schluckbrunnen zurück ins Erdreich. Ähnlich verhält es sich auch, wenn ein See oder Fluss als Wärmequelle dient. Auch dann wird das Wasser zur Wärmepumpe gefördert, die die nötige Wärme entzieht und das abgekühlte Wasser dann wieder zur Quelle schickt.
Ob die Nutzung des Grundwassers wirtschaftlich möglich ist, hängt unter anderem von der Tiefe des Grundwasserspiegels und der Beschaffenheit des Bodens ab. Ein Experte kann hier Sicherheit schaffen. Generell ist vor allem bei Wärmepumpen, die Wasser als Umweltwärmequelle verwenden auch auf die Qualität des Wassers zu achten. Eventuell können dabei besondere Anforderungen an die Bauteile der Wärmequelle gestellt werden.
Abgesehen von der Energiequelle, arbeiten auch Wasser-Wärmepumpen nach dem gleichen Prinzip wie Erd- oder Luft-Wärmepumpen. Sie eigenen sich ebenfalls für den kombinierten Einsatz mit einer Solarthermieanlage.
Mehr über die Funktion und Arbeitsweise einer Wärmepumpe erfahren Sie hier!
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