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News vom 27.06.2005

Sehr gut be-dacht

Wie Solarabsorber und Holzkessel am besten harmonieren.

42m² Kollektorfläche auf Dach und Gaube des Wohnhauses Geißer decken die Wärmegrundlast ab.
42m² Kollektorfläche auf Dach und Gaube des Wohnhauses Geißer decken die Wärmegrundlast ab.
Der 1500-Liter-Sichtenspeicher und ein Holzvergaserkessel zur Spitzenlastabdeckung komplemettieren die Anlage.
Der 1500-Liter-Sichtenspeicher und ein Holzvergaserkessel zur Spitzenlastabdeckung komplemettieren die Anlage.
Das hydraulische Herz der Anlage ist der Mehrwegmischer Rendemix. Er schaltet den Hochtemperaturkreis mit dem Niedertemperaturkreis in Reihe.
Das hydraulische Herz der Anlage ist der Mehrwegmischer Rendemix. Er schaltet den Hochtemperaturkreis mit dem Niedertemperaturkreis in Reihe.
Der Kontakt zwischen der Heizungsbaufirma Wilfried Rehn auf dem Bauherrn Ulf Geißer kam auf einer Hausausstellung des Großhändlers Sächsische Haustechnik in Klipphausen nahe Dresden zustande. Um dem ökologischen Bewusstsein von Herrn Geißer Ausdruck zu verleihen schickte ihm der Anlagenbauer gleich ein Angebot inklusive Solaranlage zu. Es kam zum Auftrag. Die unübliche Kombination verlangt allerdings planerisches und installationstechnisches Geschick, was freilich keinen qualifizierten Betrieb überfordert.


Zunächst in Stichworten: Die 42 Quadratmeter Kollektoren auf dem Süddach des properen Einfamilienhauses im idyllischen Reichstädt am Fuß des Erzgebirges beladen einen 1500 Liter-Speicher, in dieser Arbeit unterstützt von einem Holzscheitkessel. Abnehmer der zwischengelagerten Wärme sind die hochtemperaturige Radiatorheizung im Obergeschoss sowie die niedertemperaturigen Schlangen im Fußboden Parterre. Beide Kreise schaltet ein Mehrwegmischer in Reihe; damit halbiert sich praktisch das Umwalzvolumen gegenüber einer klassischen Zweikreisanlage.

Nun zu den Details. Es geht eng zum im Heizungskeller. Ein meterhoher Stapel Holzscheite engt die Bewegungsfreiheit ein und der Schichtenspeicher von Fröling/Österreich stößt unter die Decke. Das Volumen des Speichers, welches in Relation zu den Sonnenkollektoren und zur Kesselleistung stehen sollte beziehungsweise zum Heizkomfort, wird durch die Raumhöhe begrenz. Relation heißt in diesem Falle: je mehr Hektoliter desto bequemer. Denn der Bauherr will nicht mehrmals pro Tag Holz nachlegen. Also muss die Dauer-Heizleistung bis 28 kW des Holzvergaserkessels irgendwo bleiben.

Die Balance Kessel-Speicher-Raumwärme spielt indes genau genommen erst in zweiter Linie eine wichtige Rolle, In erster Linie entscheidet die Kollektorfläche über die Dimension des Puffers.
Das Optinium zwischen Wirtschaftlichkeit und Energieeffizienz liegt nach der Pi-mal-Daumen-Regel bei 50 Liter je Quadratmeter Absorber. Das würde im Falle Wohnhaus Geißer 2100 Liter bedeuten. Nur lässt der Keller dies, auf Grund seiner Größe, nicht zu. Daher wurde ein 1500 Liter Speicher verwendet - So weit liegt dies vom Idealmaß nicht weg. Das Puffervolumen reicht allemal für die besonders interessanten Frühjahrs- und Herbstmonate aus.

Das Sonnendach geht vorn Netz wenn die Fühler im oberen Teil des Schichtenspeichers 90 °C und im unteren 80 °C messen. Dann ist er proppenvoll. Wie verkraften das die Kotlektoren? Zirkuliert keine Sole mehr, müssten doch in den Platten die Temperaturen inflationieren. „Nur bis 150°C. Dort ist Schluss. Selbst bei intensiver Strahlung klettern sie im Stillstand nicht höher. Das garantiert die spezielle Konstruktion der Buschbeck-Solaranlagen. Das muss auch so sein, weil sich oberhalb dieses Maximums das Frostschutzmittel zersetzen würde." Wilfried Rehn, der Heizungsbauer, weiß, wovon er spricht. Er hat schon gut 1000 Quadratmeter auf Sparren und Balken gelegt und durchgemessen.

Und die Glut im Kessel? Die will ja auch Wärme in den randvollen Boiler nachschieben. Sie erlischt schließlich nicht abrupt aufgrund des Impulses irgendeines Fühlers. „Jein", beschwichtigt der Reichstädter. „Theoretisch schon, praktisch nicht. Sie müssen berücksichtigen, dass jeder Betreiber natürlich Erfahrung mit seiner Anlage sammeln will - das heißt, zunächst auf Sparflamme heizt. Kein Hausherr zündet bei Sonnenschein die Holzscheite an. Das Problem des Nachheizens existiert deshalb normalerweise nicht. Die Solarthermie reicht in der Übergangszeit völlig aus, via Dach die Stuben zu wärmen. Ich habe zu diesem Punkt noch von keinem meiner Kunden Reklamationen gehört."

Kurze Heizperiode für den Kessel - Der Betriebszustand gibt dem Heizungsbauer Recht
Am Freitag, 15. Oktober 2004, bewegten sich nachmittags die Außentemperaturen im Ort bei etwa 6 °C. Speichertemperatur im oberen Bereich 70°C, in der Mitte ca. 45°C. Alle Energie vom Solardach. Der Holzvergaserkessel steht seit Frühjahr auf „Aus".

„Die oberen 70 Grad sind für die Warmwasserbereitung reserviert, fürs Duschen und Waschen. Dieser Pufferteil belegt rund 200 I des Schichtenspeichers. Die unteren 1300 l fließen in die Heizung. Mit diesem Wärmepolster kommen jetzt in der Übergangszeit die Heizkörper aus und erst recht die Fußbodenheizung. Noch brauchen wir den Kessel nicht."

Der Mischer macht`s möglich
Im Estrich Parterre verstecken sich die PE.-X-a Rohre von Velta. Die verbindet der Rendemix-Mischer der HG Baunach, Hückelhoven, mit den Radiatoren. Das heißt der Hochtemperatur- und der Niedertemperaturkreis sind in Reihe geschaltet.

„Dieser installationstechnische Kunstgriff erlaubt es uns, mit der Wärme im Speicher länger auszukommen. Bei der klassischen Zweikreisschaltung ziehen die Fußbodenheizung und die Radiatoren jeweils für sich ihren zugewiesenen Volumenstrom aus dem Speicher. Eins plus eins gleich zwei. Der hohe Volumenstrom führt zu einer Zerstörung de Temperaturschichtung im Pufferspeicher; die Maximaltemperatur in dem für die Heizung nutzbarem Speicherteil sinkt. schnell ist dann jener Punkt erreicht, all dem die Radiatoren nicht mehr die erforderliche Leistung erreichen.

Der Rendemix dagegen lenkt den Rücklauf der Radiatoren in das Engel-vernetzte Polyethylenrohr. Das Umlaufvolumen halbiert sich. Es strömt ausschließlich „kaltes" Fußbodenheizungswasser von etwa 30 °C zurück zum Speicher. Darüber freuen sich auch die Kollektoranlage und die Energiebilanz. Denn die Absorber müssen nun nicht auf einen hohen Mittelwert (Zweikreisanlage) mühselig Temperatur packen. Im Falle des Rendemix sieht die reale Thermodynamik so aus, dass ein kühler Rücklaufheiße Platten berührt und denen spontan die Kalorien entzieht.

„Das Gute an der Baunach-Armatur ist, dass die Hintereinanderreihung funktioniert. Wir haben in der Vergangenheit so etwas sozusagen mit eigenen Bordmitteln realisieren wollen. Das klappte aber nie so richtig. Wenn die Volumenströme für den Hochtemperaturkreis und für den Niedertemperaturkreis nicht übereinstimmen, klemmt immer irgendetwas. In dem Mehrwegmischer dagegen ist das sehr gut gelöst. Der ist hydraulisch so verkoppelt, dass unterschiedliche Volumenströme überhaupt nicht stören."
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Entropie schrieb: Das Messkonzept für PV, HH und WP nennt sich 2U wenn man zwei Tarife haben will. Die Vorlauftemperatur für die FBH ist zu hoch gewählt. Hier würde ich auf maximal 30/25°C gehen. Welche Normaußentemperatur...
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