Heizsysteme

Heiztechnik - Heizungsanlagen im VergleichIn die Planung eines neuen Massivhauses müssen frühzeitig Überlegungen zur Art des einzubauenden Heizsystems einfließen. Dabei sollten die Vor- und Nachteile der auf dem Markt zur Verfügung stehenden und zukunftsweisenden Heizsysteme sorgfältig gegeneinander abgewogen werden. Bei uns können Sie frei entscheiden, welches Heizungssystem Sie für Ihr Massivhaus nutzen möchten und selbstverständlich beraten wir Sie im Rahmen unserer Bauberatung gern.

 

Wärmepumpen

Eine Wärmepumpenanlage setzt sich grundsätzlich aus drei Bereichen zusammen:

In der Wärmequellenanlage befindet sich eine frostsichere Flüssigkeit (Sole), die durch ständige Zirkulation ihrer Umgebung Wärme entzieht und diese dann der Wärmepumpe zuführt. In neueren Anlagen wird hierfür Propan, Propen, Ammoniak oder CO2 verwendet. Eine Ausnahme bilden Luft-Wärmepumpen, bei denen ein Ventilator die nötige Luft ansaugt und so die Wärme entnommen wird.

In der eigentlichen Wärmepumpe wird dann in einem Wärmetauscher diese Energie auf ein Kältemittel übertragen. Die Energie bringt das Kältemittel dazu, zu verdampfen. Der Dampf wird in einem Kompressor verdichtet, durch den so entstehenden höheren Druck steigt seine Temperatur an, und er wird gasförmig. Dieses gasförmige Kältemittel wird in einem weiteren Wärmetauscher abgekühlt und verflüssigt, dabei gibt es die in ihm enthaltene Wärme ab. Ist dieser Prozess beendet, strömt das Kältemittel zum ersten Wärmetauscher zurück und der Kreislauf beginnt erneut.

Die durch das Kältemittel abgegebene Wärme wird auf das Wasser übertragen, das innerhalb des hauseigenen Wärmeverteilsystems zirkuliert. Mit diesem warmen Wasser werden Heizkörper oder Warmwasserspeicher versorgt.

Die gewonnene Wärmeenergie übersteigt die für den Anlagenbetrieb benötigte elektrische Energie um das Zwei- bis Dreifache. Weitere Vorzüge von Wärmepumpen sind ihr geringer Platzbedarf, die Gefahrlosigkeit des Betriebs, ihre vollautomatische, komfortable Funktionsweise und die geringen Unterhaltungs- und Betriebskosten. Außerdem sind Wärmepumpen den mit fossilen Brennstoffen betriebenen Gas- oder Ölheizung aus ökologischen Gründen vorzuziehen. Mit einer Wärmepumpe ist es auch möglich, das Haus im Sommer zu kühlen.

Da die Investitionskosten bei einer Wärmepumpe höher liegen als bei anderen Heizungsarten, sollte vor der Entscheidung stets eine Gesamtkostenrechnung vorgenommen werden. Hier sind auch die Kosten für eine Fassadendämmung zu berücksichtigen, da sich eine Wärmepumpe nur in einem energetisch hochwertigen Gebäude sinnvoll und effektiv einsetzen lässt.

 

Erdwärmepumpen

Erdwärmepumpen arbeiten entweder mit Flächen- oder Spiralkollektoren. Beide Varianten sollen hier kurz erläutert werden:

Spiralkollektoren

Spiralkollektoren werden senkrecht in einer Tiefe von 3,5 bis 4,5 Metern ins Erdreich eingeführt. Die Einbautiefe hängt im Wesentlichen vom Untergrund ab und kann daher variieren. Die Kunststoffspiralen haben einen Durchmesser von 50 cm und eine Breite von bis zu drei Metern.

Flächenkollektoren

Flächenkollektoren werden als Rohrschlange in einer Tiefe von 1,5 Metern im Erdreich verlegt. Sie sind im Vergleich zu Spiralkollektoren sehr platzintensiv, da für sie die 1 ½- 2fache Fläche der zu beheizenden Wohn- oder Arbeitsräume benötigt wird.

Darüber hinaus gibt es noch weitere Erdwärmepumpen, die zwar hinsichtlich der bisher verbauten Anlagenzahl keine nennenswerte Rolle spielen, aus Gründen der Vollständigkeit jedoch genannt werden sollten:

Grabenkollektoren

Die sog. Grabenkollektoren werden in Vertiefungen verlegt, die Gräben ähneln. Sofern sie sich in bindigem Boden befinden, sind sie sehr gut für Niedrigenergiehäuser geeignet.

Kapillarrohrmatten

Vergleichsweise teuer sind Kapillarrohrmatten, die in ihrer Funktionsweise den Erdwärmekollektoren ähneln. Nicht nur wegen des hohen Preises von etwa 25,-- Euro pro m2 werden sie kaum verbaut; auch der Umstand, dass eine Wärmepumpenanlage dieses Typs erst dann optimal arbeitet, wenn im Frühling das Eis, das sich im Laufe des Winters um den Kollektor herum gebildet hat, vollständig abgetaut ist, spricht zumindest in Deutschland gegen eine breite Vermarktungsmöglichkeit.

Direktverdampfer

Die stromsparendste Möglichkeit, eine Wärmepumpe zu betreiben, ist der Einsatz eines Direktverdampfers. Hierbei wird der Kollektor unmittelbar als Wärmetauscher (Verdampfer) eingesetzt, sodass durch den Anstieg des Drucks und der Sauggastemperatur eine höhere Leistung erreicht werden kann, als dies mit einer herkömmlichen Wärmepumpe möglich wäre. Auch wenn dieser technische Vorsprung sich positiv auf die Energiekosten für den Anlagenbetrieb und die Anlageneffizienz auswirkt, haben diese Wärmepumpen deutliche Nachteile, die einen wirtschaftlichen Erfolg verhindern: Diese Modelle kommen nicht ohne einen hohen Steuer- und Regelungsaufwand aus und sind wegen der Verwendung von kunststoffummantelten Kupferrohren (anstelle von Kunststoffrohren) deutlich teurer als alle anderen Wärmepumpenanlagen.

 

Wasserwärmepumpen

Grundwasserwärmepumpen

Auch aus dem Grundwasser können Wärmepumpen Energie gewinnen. Dazu werden zwei Brunnenanlagen (Schluckbrunnen und Entnahmebrunnen) in einer Entfernung von mindestens 15 Metern angelegt. Je tiefer die Brunnen sind, desto geringer ist allerdings die Wirtschaftlichkeit der Anlage, da ein höherer Pumpaufwand nötig wird. Daher ist eine Grundwasser-Wärmepumpe nur dann sinnvoll, wenn sich das Grundwasser in höchstens 15 Metern Tiefe befindet. Für den erfolgreichen Einsatz ist auch die Grundwasserqualität sehr wichtig: Enthält das Wasser mehr als 0,2 mg/Liter Eisen und mehr als 0,1 mg/Liter Mangan, kann eine Grundwasser-Wärmepumpe nicht empfohlen werden.

Oberflächenwasser-Wärmepumpen

Die Wärmepumpen leiten Oberflächenwasser aus Bächen, Flüssen, Seen oder der Kanalisation entweder direkt über den Wärmetauscher (Verdampfer) oder führen es ihm mit einer Pumpe zu.

Luftwärmepumpen

Luftwärmepumpen haben die geringste Effizienz, sind jedoch wegen ihrer sehr niedrigen Anschaffungs- und Montagekosten relativ weit verbreitet. Sie arbeiten am besten, wenn der Abstand zwischen Lufttemperatur und der von ihnen abgegebenen Temperatur nur sehr gering ist; ihr Wirkungsrad verschlechtert sich also gerade dann, wenn Wärme am dringendsten benötigt wird: im Winter. Ein anderer Typ der Luftwärmepumpen ist die Abluftwärmepumpe. Bei Abluftwärmepumpen wird der verbrauchten Raumluft die Wärme entzogen und diese an die Frischluft abgegeben. Die meisten als Abluftwärmepumpe bezeichneten Anlagen sind allerdings nur Lüftungsanlagen, weil sie keinen Wärmetauscher enthalten, sondern nur mithilfe von Ventilatoren funktionieren. Sie dienen in Niedrigenergie- und Passivhäusern dem kontinuierlichen Luftaustausch, der dort etwa alle zwei Stunden durchgeführt werden muss und sind keinesfalls eine ausreichende Heizmöglichkeit.

Solar-Eisspeicher

Hierfür wird eine mit Wasser gefüllte Betonzisterne vier Meter tief ins Erdreich versenkt. Da in dieser Tiefe eine relativ konstante Bodentemperatur von etwa 4° C erreicht wird, wird vom Wasser Kristallisationswärme freigesetzt, die ihm ständig entzogen wird. Dies geschieht durch Rohrleitungen im Inneren der Zisterne, die mit einer zirkulierenden frostsicheren Flüssigkeit befüllt sind.

Alle derzeit verfügbaren Wärmepumpen-Typen sind ausführlich auf der Webseite hausbau-berater.de/waermepumpen beschrieben.

 

Pelletheizungen

Bei diesen Heizungsanlagen wird die Heizenergie durch die Verbrennung von Holzpellets gewonnen. Da Holz als nachhaltiger Energieträger gilt, der CO2-neutral und damit umweltverträglich verbrennt, wird er als die ökologisch bessere Alternative zu fossilen Energieträgern angesehen. Moderne Anlagen verfügen über eine automatische Brennstoffzuführung, die die Handhabung einer Pelletheizung sehr komfortabel macht. Dem Nutzer bleiben nur die Entfernung der Asche sowie die rechtzeitige Bereitstellung von Holzpellets. Pelletheizungen haben zwar höhere Anschaffungskosten als Öl- oder Gasheizungsanlagen, können aber mit niedrigeren Verbrauchskosten punkten. Sie eignen sich jedoch nur für Haushalte, die über einen ausreichenden Stauraum verfügen, um den Pelletvorrat aufzunehmen.

Weitere Einzelheiten über Pelletheizungen sind hier bereitgestellt: hausbau-berater.de/pelletheizung

 

Blockheizkraftwerk (BHKW) mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK)

Blockheizkraftwerke waren in der Vergangenheit nur als Großanlagen in Kraftwerken bekannt. Mit dem stetigen Anstieg von energetisch hochwertigen Gebäuden wurden die Anstrengungen erhöht, das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung auch für Ein- oder Zweifamilienhäuser nutzbar und attraktiv zu machen. Das ist mit den sog. Mikro-BHKW gelungen, deren elektrische Leistung über 2,5 kW, aber unter 15 kW beträgt. Genau wie die großen BHKW können sie nicht nur ausreichend Heizwärme, sondern auch Strom produzieren. Die meisten von ihnen werden mit Erdgas betrieben, es gibt jedoch auch Modelle, die auf der Basis von Holz, Heizöl, Bioöl, Biogas oder Pflanzenöl funktionieren. Neben der Einsparung von Energiekosten haben die Betreiber auch den Vorteil, dass sie ihren überschüssigen Strom aus Eigenproduktion in das öffentliche Stromnetz einspeisen und so von der Einspeisevergütung profitieren können. Noch kleiner sind Nano-BHKW: Ihre elektrische Leistung beträgt max. 2,5 kW, sodass sie sich auch für kleinere Haushalte eignen.

Auch zum Thema BHKW wurden umfangreiche Informationen unter hausbau-berater.de/blockheizkraftwerk bereitgestellt.

 

Gasbrennwertheizung mit Solarthermie

Gaswertbrennwertheizungen haben sich seit ihrer Einführung Mitte der 1990er Jahre immer weiter verbessert und erreichen jetzt Normnutzungswerte von ca. 109 %. Dieser Wert wird erzielt, weil Heizanlagen dieser Art nicht nur durch die Verbrennung des Gases Wärmeenergie erzeugen, sondern auch die beim Verbrennungsprozess entstehenden (warmen) Abgase für die Wärmeerzeugung verwerten. Werden sie mit einer Solarthermie-Anlage gekoppelt, wird neben einer Senkung der Verbrauchskosten auch eine Verringerung der CO2-Emissionen ermöglicht. Die Solarthermie-Anlage kann während des Sommers die Gasbrennwertheizung komplett ersetzen, sodass der Heizkessel geschont wird. Um die Vorzüge der Solarthermie voll ausschöpfen zu können, sollten die Solarpanele mit einer Neigung zwischen 25° und 55° nach Süden ausgerichtet sein.

Diese Kombination ist bei Hausbauern beliebt, weil sie zu einem vergleichsweise geringen Anschaffungspreis sehr gute Verbrauchswerte liefert. Derzeit sollten für eine Solarthermie-Anlage, die sich für eine derartige Kombination eignet, zwischen 8.000,-- und 12.000,-- Euro eingeplant werden; sehr preisgünstige Gasbrennwert-Heizungsanlagen kosten ab 3.000,-- Euro. Einmal jährlich entstehen Wartungskosten, alle zwei Jahre Überprüfungskosten für den Schornsteinfeger.

Noch mehr über Gasbrennwertheizungen und Solarthermie erfahren Sie hier: hausbau-berater.de/gasbrennwertheizung , hausbau-berater.de/solarthermie

Hinweis:
Seit Januar 2016 gelten die verschärften Normen der Energieeinsparverordnung. Beim Neubau muss nun bei der Gasheizung zusätzlich zur Solarthermie zur Brauchwassererwärmung auch die Heizungsunterstützung mit berücksichtigt werden. Alternativ könnte auch eine Be- und Entlüftungsanlage eingsetzt werden, wenn die solare Heizungsunterstützung nicht gewünscht wird. Unseres Erachtens rechnen sich Gasheizungen nun nicht mehr, da andere Heizungssysteme günstiger sind.

 

 

Heizsysteme im Vergleich

Es ist heute für Hausbauer sehr viel schwieriger, die für sie richtige Heizmethode auszuwählen als noch vor 20 Jahren. Sie sind einerseits an die Vorgaben der Energie Einspar Verordnung (EnEV) gebunden, müssen in ihre Entscheidung jedoch auch die voraussichtlich steigenden Preise für fossile Brennstoffe einbeziehen. Auch Eigentümer von bereits bestehenden Eigenheimen sind an Vorgaben gebunden, die der Energieeinsparung dienen und die Umwelt schonen sollen, wenn auch nicht in gleichem Maß wie Bauherren. Ein Vergleich der einzelnen Heizsysteme mit dem Ziel, eine Empfehlung für das eine oder andere auszusprechen, ist schlicht nicht möglich, da die Voraussetzungen, die einer Entscheidung zugrunde liegen, zu unterschiedlich sind.

Daher soll an dieser Stelle ein Musterhaus als Vergleichsgrundlage dienen, in dem zahlreiche Hausbauer ihr eigenes Eigenheim wiedererkennen könnten. Wir entschieden uns für das Haus Freising mit fast 150 m² (nach DIN 277) das von vier Personen bewohnt wird und sich in der Mitte Deutschlands befindet. Hinsichtlich des Benutzerverhaltens muss von durchschnittlichen Verbrauchswerten ausgegangen werden: Für die angenommene Bewohnerzahl sind dies 120 Liter Warmwasser täglich sowie ein jährlicher Wärmebedarf von 12.000 kWh.

Gasbrennwertheizung
Grundsätzlich sind Gasbrennwertheizungen eine kostengünstige Möglichkeit, ein Haus zu beheizen und Warmwasser zu erzeugen. Das betrifft sowohl den Anschaffungspreis für die Anlage als auch die Verbrauchskosten. Durch ihren sehr guten Wirkungsgrad und ihren minimalen Schadstoffausstoß ist sie sowohl wirtschaftlich als auch ökologisch eine gute Wahl. Einschränkend muss jedoch gesagt werden, dass die allmählich schwindenden Erdgasvorräte sowie der verstärkte Trend, mit Fracking weitere Gasressourcen zu erschließen, eine sichere Vorhersage der Gaspreisentwicklung sehr schwierig macht. Wie am Beispiel der USA und Kanada abzulesen ist, wo Fracking als alternative Fördermethode auf weit weniger Kritik stößt als in Deutschland und daher breit ausgebaut wurde, hat dieses Vorgehen zu einem Preisrückgang geführt.


Erdwärmepumpe

Für Wärmepumpen-Anlagen werden kein Lagerplatz für Brennstoffe und auch kein Schornstein benötigt. Ihre Installation wird allerdings nur in Bestandsgebäuden mit öffentlichen Mitteln gefördert. Ein Nachteil einiger Modelle ist, dass ihre Leistungsfähigkeit nicht ausreicht, um eine konstante Versorgung mit Heizungswärme und Warmwasser das ganze Jahr über zu gewährleisten. Sobald jedoch nachgeheizt werden muss, geschieht dies zulasten der Rentabilität und Effektivität.

Geht es um die Anschaffung einer Wärmepumpe, ist eine Kostenbetrachtung deutlich schwieriger:
Hier spielen nicht nur die Anlagenart und –ausstattung eine Rolle, sondern auch die jeweiligen Bedingungen vor Ort. Ist beispielsweise das Erdreich steiniger, sodass sich die ggf. nötigen Bohrlöcher schwerer anfertigen lassen.

 

Pelletheizungen
Hinsichtlich der Pelletheizungen gehen die Meinungen mittlerweile sehr auseinander. Von den Herstellern wird dieses Heizsystem auch wegen seiner Umweltfreundlichkeit hervorgehoben, da mit Holz ein nachwachsender Rohstoff CO2-neutral eingesetzt wird. Der vollautomatische Betrieb, mit dem so gut wie jede moderne Pelletanlage ausgestattet ist, wird ebenso beworben wie die im Vergleich zu fossilen Energieträgern günstigen Verbrauchskosten. Nach Angaben des „Deutscher Energieholz- und Pellet-Verband e. V.“ sind die Pelletpreise nach einem Höchststand im Dezember 2013 nun wieder gesunken: Pro kWh kosten sie aktuell 4,93 Cent, während Heizöl und Gas mit 7,77 bzw. 6,78 Cent/kWh veranschlagt werden (Stand: August 2014).
Wer eine Pelletheizung in seinem Haus einsetzen will, benötigt jedoch einen relativ großen Lagerraum für den Pelletvorrat. Auch hier gilt die gleiche Preissystematik wie beim Heizöl: Wer größere Mengen kauft, erhält vom Lieferanten Preisrabatte.

Der Pellet-Boom
Seit einiger Zeit gibt es jedoch auch Kritik am sog. „Pellet-Boom“: Einige Fachleute, die sich mit den Folgen für die Wälder beschäftigt haben, kritisieren die Verwendung von speziell hierfür geschlagenen Waldhölzern. In der Anfangszeit der Pelletheizungen war der Brennstoffbedarf so gering, dass die in der Industrie entstehenden Holzabfälle ihn problemlos decken konnten. Jetzt werden durch die schweren Geräte die Waldböden verdichtet, wodurch Baumwurzeln mangels Belüftung eher faulen und Bäume keinen sicheren Stand mehr haben. Weil die Bäume im Gegensatz zu früher außerdem vollständig verwertet werden, werden dem Waldboden durch die fehlende Verrottung keine Mineralien mehr zugeführt. Gerade Förster befürchten, dass die stetig steigende Holznachfrage den heimischen Wäldern so großen Schaden zufügt, dass diese sich nicht mehr davon erholen können. Sie kritisieren auch die Art und Weise der Pelletherstellung: Hierfür werden eigens Blockheizkraftwerke betrieben, die mit nach Deutschland eingeführtem Palmöl betrieben werden, das beispielsweise aus den abgeholzten Regenwäldern in Südostasien gewonnen wird. Die Suche der Händler nach dem günstigsten Einkaufspreis hat weitere Folgen: Das als Brennmaterial vorgesehene Holz wird mittlerweile zum großen Teil aus Skandinavien, Ost- und Südosteuropa importiert. Dieser Umstand läuft dem Wunsch nach Umweltverträglichkeit und Nachhaltigkeit jedoch zuwider. Daher lässt sich zusammenfassen: Wem es ausschließlich um die Rentabilität seiner Heizungsanlage geht, kann eine Pelletheizung empfohlen werden. Die vergleichsweise hohen Anschaffungskosten haben sich nach einigen Jahren wegen der niedrigeren Brennstoffkosten amortisiert. Der ökologische Vorteil bleibt hier jedoch – allen Werbeversprechen zum Trotz – auf der Strecke.

 

Blockheizkraftwerk
Blockheizkraftwerke sind eine effiziente Art der Energienutzung, da sie sowohl elektrische als auch thermische Energie erzeugen. Um ihre Wirtschaftlichkeit zu ermitteln, muss geklärt sein, inwieweit der jeweilige Wärmebedarf durch ein BHKW abgedeckt ist und wie viel Strom hierfür benötigt wird. Dabei ist das Augenmerk auch auf die Auslegung der Anlage zu richten. Um die Rentabilität eines für Ein- oder Zweifamilienhäuser ausreichenden Nano-BHKW zu ermitteln, kann eine Nutzungsdauer von 15-20 Jahren angenommen werden. Neben den Finanzierungskosten fallen auch die Brennstoff- einschließlich der Stromkosten ins Gewicht. Da der nicht benötigte und in das öffentliche Netz eingespeiste Strom vergütet wird, sind diese Einnahmen den Kosten gegenüberzustellen. Eine seriöse und belastbare Berechnung kann wegen der zahlreichen Komponenten jedoch nur ein Heizungsfachmann oder Energieberater durchführen.

 

Fördermöglichkeiten für zukunftsweisende Heizsysteme

Sowohl der Bund als auch die Länder sowie zahlreiche Kommunen haben Fördergelder bereitgestellt, die die Finanzierung von energetischen Maßnahmen an Gebäuden erleichtern sollen. Darunter fallen auch Heizungsanlagen, deren Anschaffung in der Regel mit einem zinsgünstigen Kredit, in selteneren Fällen auch mit einem einmaligen Zuschuss unterstützt wird. Auf Bundesebene werden diese Förderungen auf Antrag durch die Kreditanstalt für Wiederaufbau (www.kfw.de) sowie das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (www.bafa.de) vergeben. Die Ansprechpartner sind jedoch nicht diese beiden Einrichtungen, sondern die Kreditinstitute, über die das Verfahren abgewickelt wird.
Über die Förderprogramme, die von Städten und Gemeinden aufgelegt wurden, gibt es keine vollständigen Übersichten. Interessierte Bauherren oder Sanierer sollten sich hier an ihre zuständige Kommunalverwaltung wenden.
Ausführliche Informationen zu Förderprogrammen werden unter hausbau-berater.de/foerderung-heizung bereitgestellt.


Der hydraulische Abgleich der Heizung

Der hydraulische Abgleich der Heizungsanlage ist ein „Muss“ für jedes Heizsystem. Spätestens, wenn in den Heizkörpern Strömungsgeräusche zu hören sind oder sie nicht gleichmäßig warm werden, ist es Zeit für einen hydraulischen Abgleich. Er wird nur von einem Heizungsfachmann durchgeführt, da es hier um die Einstellung des ganzen Heizungssystems geht. Nachdem der Wärmebedarf für jeden einzelnen Raum ermittelt und die hierfür nötige Heizwassermenge berechnet worden ist, werden die Vorlauftemperatur und die Leistung der Umwälzpumpe entsprechend eingestellt. Ist der hydraulische Abgleich erfolgreich verlaufen, werden alle Räume angenehm beheizt und ein zu hoher Energieverbrauch unterbunden. Die Energie-Einsparverordnung schreibt den hydraulischen Abgleich für alle sanierten und neuen Heizungsanlagen vor.