Wärme CO2-neutral
Mit Solar und Stückholz
Mit Solarwärme und Stückholzheizung, einer elektronisch geregelten Warmwasserstation und der Energie aus 3000 l Pufferspeichervolumen wird ein Zweifamilienhaus mit angeschlossenem Landwirtschaftsbetrieb in Unterfranken mit Heizwärme und Warmwasser versorgt. Die Warmwasserstation ermöglicht eine bedarfsgerechte Trinkwassererwärmung mit konstanten Entnahmetemperaturen. Die Temperaturregelung sichert gleichzeitig den Verbrühschutz.
Die Heizungsanlage von Burkard Mantel in Goßmannsdorf erzeugt Wärme und Warmwasser zu 100 % aus erneuerbaren Energien. Als Energieträger dienen Stückholz und Solarwärme. Drei Pufferspeicher mit je 1000 l Inhalt speichern die Sonnenenergie, die über sechs Kollektoren vom Dach gewonnen wird. Die zusätzlich benötigte Heizwärme für das Zweifamilienhaus mit 300 m² Wohnfläche liefert ein Stückholzkessel mit 30 kW Heizleistung. Mit der gespeicherten Solarenergie wird auch ein großer Teil des Warmwasserbedarfs gedeckt. Eingesetzt wurde dazu eine elektronisch geregelte Warmwasserstation, die mit der Wärme aus den Pufferspeichern das Trinkwasser im Durchlaufverfahren erwärmt. Die dezentrale Trinkwassererwärmung über einen Plattenwärmetauscher ermöglicht neben gradgenauen Zapftemperaturen und hohen Warmwasserleistungen eine bedarfsgerechte Versorgung. Denn warmes Wasser wird in dem Zweifamilienhaus in Goßmannsdorf/Unterfranken nicht nur für sechs Personen im Haus benötigt, sondern auch für den unmittelbar angrenzenden Landwirtschaftsbetrieb des Hauseigentümers.
Bedarfsgerechte solare Warmwasserversorgung
Installiert wurde das komplett regenerative Heizsystem durch den Fachbetrieb Grebner Heizung-Sanitär aus Königsberg. Unterstützung in der Planung der Anlagenhydraulik erhielt der SHK-Unternehmer Claus Grebner durch den Systemanbieter Estec Energiespartechnik aus Eltmann. Für den Stückholzkessel war ein Mindest-Pufferinhalt von 40 l pro kW Heizleistung gefordert; als optimales Puffervolumen gab der Kesselhersteller 2000 l an. Um einen möglichst hohen Teil des Solarertrags nutzen zu können und zudem lange Brennerlaufzeiten zu erreichen, wurde die Pufferspeicheranlage mit 3000 l dimensioniert, verteilt auf drei in Reihe geschaltete Speicher mit je 1000 l Inhalt.
Für die Warmwasserversorgung setzte der SHK-Fachmann anstelle eines Solar-Warmwasserspeichers auf die Trinkwassererwärmung über eine externe Station mit Plattenwärmetauscher und drehzahlgeregelten Pumpen: „Bei einer Anlage mit Biomassekessel, Pufferspeicher und Solarwärme setzen wir generell Warmwasserstationen ein. Damit kann erstens die gespeicherte Solarwärme so effizient wie möglich für die Heizungsunterstützung genutzt werden, und zweitens hat der Nutzer warmes Wasser bedarfsgerecht und genau in der eingestellten Temperatur zur Verfügung“, erklärt Claus Grebner.
Verbrühschutz durch elektronische Temperaturregelung
Von den Vorteilen dieser Wassererwärmungsart war auch der Hauseigentümer Burkard Mantel überzeugt: Die Speicher-Bevorratung von erwärmtem Trinkwasser entfällt, trotzdem sind bei geladenen Pufferspeichern bei Bedarf große Warmwassermengen verfügbar. Die elektronisch geregelte Warmwasserstation erwärmt das Trinkwasser im Durchlaufprinzip über einen Edelstahl-Plattenwärmetauscher. Nach Angaben des Anbieters Taconova (www.taconova.de) erreicht die eingesetzte Warmwasserstation „Megafresh“ beispielsweise 40 l/min Warmwasserleistung mit einer Zapftemperatur von 45 °C bei 50 kW Wärmeleistung aus dem Puffer. Die Temperatur im Pufferspeicher sollte dafür jedoch mindestens 50 °C betragen. Höhere Speichertemperaturen haben dagegen im Vergleich zur Bevorratung in Solar-Warmwasserspeichern keinen Einfluss auf die Entnahmetemperatur an der Zapfstelle: „Die elektronische Regelung der Warmwasserstation liefert unabhängig von der Heizwassertemperatur im Pufferspeicher gradgenau die eingestellte Warmwassertemperatur“, sagt Michael Weinmann, Heizungsbaumeister und Gebietsrepräsentant bei Estec Energiespartechnik. Für eine konstante Auslauftemperatur sorgen der Direktsensor „Tacocontrol“ und eine stufenlos von 12 bis 100 % modulierende Primärkreis-Umwälzpumpe. Die Regelung ermittelt über den digitalen Durchfluss- und Temperatursensor anhand der Messdaten für Temperatur und Durchflussmenge, mit welcher Drehzahl die Umwälzpumpe das Heizwasser durch den Wärmetauscher strömen lässt. Ohne zusätzliche Sicherheitseinrichtungen ist so der Nutzer gleichzeitig vor Verbrühungsgefahr geschützt. Auf der Primärseite sorgt die elektronische Regelung zudem für eine größtmögliche Temperaturdifferenz. Dies bewirkt stets niedrige Rücklauftemperaturen für den Pufferspeicher und verhindert darüber hinaus übermäßige Kalkausfällungen im Plattenwärmetauscher der Warmwasserstation.
Für Claus Grebner vereinfachte die anschlussfertige Warmwasserstation „Megafresh“ die hydraulische Einbindung des Solarwärmesystems in die Anlage. Die Montage einzelner Komponenten bleibt erspart – in der Station sind Pumpen, Umstellventile sowie Absperr- und Regelarmaturen in einer vormontierten Einheit integriert.
