Hybride Heizsysteme

Behaglichkeit effizient realisieren

Die meisten Verbraucher sehen die Notwendigkeit einer Energieeinsparung und Ressourcenschonung als wichtige Prämisse. Gleichzeitig werden die steigenden Kosten für Brennstoffe sowie für Strom zunehmend zur finanziellen Belastung. Die Frage nach Komfort und Behaglichkeit ist gleichbleibend. Wer also zukunftsfähig heizen möchte, erreicht dies am besten mit einem hybriden Heizsystem, um den individuellen Anforderungen gerecht zu werden.

Die Verteuerungen sowie die negativen Randbedingungen in der Nutzung fossiler Energieträger sind hinreichend bekannt. Heizöl und Erdgas allein versorgen zwar noch einen Großteil aller Heizungsanlagen. Dabei ist der Rückgang des Einsatzes von Heizöl EL prägnant. Zu prognostizieren ist, dass Heizöl zukünftig eine weiter sinkende Bedeutung im Wärmemarkt haben wird. Erdgas hingegen weist einen stabilen Anteil auf. Weiterhin nimmt die Bedeutung von Flüssig- und Erdgas in Hinblick auf die dezentrale Stromerzeugung durch Systeme zur Kraft-Wärme-Kopplung zu. Dies bedeutet, dass in naher und mittelfristiger Zukunft gasförmige Brennstoffe weiterhin zum Einsatz kommen.

Effiziente Brennwerttechnik als Basis

Wenn fossile Energieträger zum Einsatz kommen, erfolgt die Verbrennung zunehmend in modernen optimierten Brennwertkesseln, die die höchste Effizienz aufweisen, die in der konventionellen Feuerungstechnik derzeit erreichbar sind. Bestmögliche Modulationsbereiche, sowie eine ausgeklügelte Regelungstechnik mit stromsparenden Komponenten sollten als Standard verwendet werden. Ein Beispiel dafür sind die WGB EVO Geräte aus dem Hause Brötje. Die neue Serie i (=intelligent) ist für den Anschluss an Smart Home Systeme oder an übergeordnete Gebäudeleittechnik vorbereitet. Mit der entsprechenden BUS-Schnittstelle lässt sich die Verbindung einfach herstellen. Die elektronische Verbrennungsoptimierung EVO stellt sich automatisch auf die Gegebenheiten vor Ort ein und sorgt damit für eine energiesparende und umweltfreundliche Heizung. Der WGB EVO moduliert von 2,9 bis 20 kW, dies in verschiedenen Ausführungen von 15 bis 110 kW.

Wärmepumpen – egal ob alternativ oder ergänzend

Im Neubau und in Sanierungsmaßnahmen wird der Marktanteil von Wärmepumpen zukünftig weiter steigen. Besonders in der Sanierung ist ein Installationsanstieg der Technologie zu erwarten. Auf eine kompetente Auslegung der Quelle ist allerdings zu achten, damit über die gesamte Nutzungsdauer ausreichende Potentiale der Umweltenergie nutzbar sind. Nicht zuletzt entscheidet darüber auch die Qualität des Wärmeerzeugers. Die Sole-Wasser-Wärmepumpe BSW NEO von Brötje deckt beispielsweise ein Leistungsspektrum von 8 bis 20 kW ab und passt sich durch einen modulierenden Kompressor dem Bedarf des Hauses an. Eine maximale Vorlauftemperatur von 62 °C macht die neuste Generation dieser Sole-Wasser-Wärmepumpe von Brötje zur idealen Wahl für Neubauten und Sanierungen in Altbauten.

Wer die Umgebungsluft als Wärmequelle nutzen will, für den bietet der Hersteller die Luft-Wasser-Wärmepumpe BLW NEO an. Sie überzeugt mit moderner und exakt aufeinander abgestimmter Technik und einem hohen Leistungsbereich von 8 bis 18 kW bei A-7/W35. Das Gerät ist ebenfalls modulierend.

Thermische Solaranlagen ergänzen das Anlagenpacket

Gerade mit Hinblick auf eine CO2-Reduzierung ist die Solarthermie eine hervorragende Ergänzung einer modernen Heizungsanlage. Sie nutzt nicht nur die kostenfreie Strahlungsenergie der Sonne, sondern ersetzt häufig den konventionellen Wärmeerzeuger im Sommer, wenn dessen Effizienz zur reinen Trinkwassererwärmung nicht so hoch wie üblich ist.

Häufig wird der Nutzen unterschätzt. Man liest die gewonnenen Kilowattstunden am Wärmemengenzähler der Solaranlage ab und setzt diesen Betrag mit der eingesparten Energie gleich. Dies ist jedoch ein Fehler, da man die Energie betrachten muss, die der Kessel aufwenden müsste, um die gleiche Energie dem Speicher zur Verfügung zu stellen. Wenn man dies so folgerichtig tut, wird man feststellen, dass die Effizienz weit höher und damit die Amortisationszeiten entsprechend kürzer sind.

Individuelle Anpassungen durch Hybridanlagen

Neben den beispielhaft beschriebenen Varianten moderner Heizungstechnik schreitet die Kombination der Systeme weiter fort (Hybridisierung). Ein zukunftsträchtiges System besteht aus mehreren Energiequellen, häufig eine Kombination aus konventionellen und regenerativen Energieträgern. Die Kombination eines Heizkessels mit einer Wärmepumpe weist beispielsweise zwei große Vorteile auf: Zum einen gelingt so auch in Mehrfamilienhäusern eine besonders komfortable, individuelle Trinkwassererwärmung, zum anderen kann selbst bei höherem Wärmebedarf und damit verbunden höheren Vorlauftemperaturen noch effizient geheizt werden. Die Flexibilität in der individuellen Zusammenstellung der Geräte (Wärmepumpe mit Heizkessel) bietet dabei einen großen Vorteil. Auch die Auswahl des Energieträgers ist damit frei.

Die am häufigsten eingesetzte Kombination ist die einer Luft/Wasser-Wärmepumpe mit einem Öl- oder Gas-Brennwertkessel im Bestand. Die Wirtschaftlichkeit wird dadurch gesteigert, dass die Wärmepumpe überwiegend dann eingesetzt wird, wenn die Systemtemperatur niedriger ist und damit die Jahresheizarbeitszahl steigt. Die Kaskaden-Strategie kann dabei je nach Objekt allerdings unterschiedlich sein.

Neue Technologien stehen in den Startlöchern

Weitere Alternativen zu bewährten Heizsystemen stehen bereits in den Startlöchern. Die Rede ist von Brennstoffzellen- und Wasserstoffgeräten. Bereits im Juni 2019 wurde von der BDR Thermea Group ein Pilotprojekt im niederländischen Rozenburg nahe Rotterdam mit wasserstoffbetriebenen Haushaltskessels unter realen Bedingungen gestartet. Der neuartige Kessel wurde von der Gruppe im konzerneigenen Kompetenzzentrum für Forschung und Entwicklung in Italien entwickelt. Ziel des Projektes ist es, eine breite Basis für Heizungs- und Warmwasserlösungen zu finden, die praktisch ohne Kohlendioxid-Emissionen auskommt.

Das neuartige Kesselmodell verbrennt reinen Wasserstoff, der vollkommen umweltneutral mithilfe von Wind- oder Sonnenenergie erzeugt wurde, ohne dabei CO2 freizusetzen. Das Funktionsprinzip bleibt das gleiche, wie bei einem mit Erdgas betriebenen Heizkessel. Für den Heizungsspezialisten Brötje erschließen sich mit dem neuen Kesselmodell umweltfreundliche Heizungsalternativen mit hohem Zukunftspotenzial.

Konkrete Kombinationsmöglichkeiten

Besonderes Augenmerk muss auf die Wärmeverteilung, Wärmespeicherung und Übergabe gerichtet werden. Ein hydraulischer Abgleich der Systeme ist genauso zwingend erforderlich wie der Einsatz hocheffizienter Pumpen. Eine optimale Abstimmung der Komponenten muss ebenfalls gegeben sein. Eine weitere Energieeinsparung wird durch den Austausch der Heizkörper erzielt. Wird die Heizfläche vergrößert, kann die Vorlauftemperatur des Systems abgesenkt werden. Eine Maßnahme, die in jedem Sanierungsfall überprüft und ggf. durchgeführt werden sollte.

Auch der Regelungstechnik kommt eine steigende Bedeutung zu. Regenerativen Quellen ist Vorrang zu geben, das bedeutet zum Beispiel, dass ein Speicher nicht mittels Kessel geladen wird, wenn Solarwärme zur Verfügung steht. So steigen die Anforderungen an die Steuerung und Regelung als Konsequenz moderner energetisch optimierter Heizungssysteme. In der Regel erfolgt der Betrieb der Wärmepumpe auf den Trennspeicher und wird dabei über einen Außentemperaturfühler geregelt, der zweite Wärmeerzeuger wird bei Bedarf hinzugeschaltet. Er wird über den Wärmepumpenregler angesteuert. Ab einer bestimmten Außentemperatur übernimmt der Heizkessel schließlich die gesamte Wärmeversorgung.

Fazit

Im Neubau lässt sich eine Verringerung des Heizwärmebedarfs durch eine hohe Dichtigkeit der Gebäudehülle erzielen. Die effiziente Beheizung sollte bedarfsorientiert mit höchstmöglichen Nutzungsgraden und hohen regenerativen Anteilen erfolgen. Im Bestand müssen sämtliche verfügbaren energetischen Potenziale durch Sanierung erschlossen werden. Nur unter Einbeziehung der Erneuerung der Anlagentechnik kann eine deutliche Energieeinsparung erzielt werden. Zum Beispiel kann allein durch die Installation eines modernen Gas-Brennwertgeräts in einem Einfamilienhaus bis zu 30% Energie eingespart werden, gegenüber der Verwendung eines älteren Kessels. Für die zukünftige Entwicklung ist eine weitere Hybridisierung der Systeme sowie der Austausch fossiler Energieträger sinnvoll, um das größtmögliche Potenzial auszuschöpfen.

Die effiziente Beheizung im Neubau sollte bedarfsorientiert mit höchstmöglichen Nutzungsgraden und hohen regenerativen Anteilen erfolgen.

Im Bestand kann nur unter Einbeziehung der Erneuerung der Anlagentechnik eine deutliche Energieeinsparung erzielt werden.

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