Veröffentlicht am Feb. 6, 2023
Heizungsunterstützung erfordert eine genaue Berechnung
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Auslegung einer Solarthermie Anlage zur Heizungsunterstützung
Eine Solarthermie Anlage mit Heizungsunterstützung ist mittlerweile Stand der Technik. Die Berechnung der Solarthermie Anlage stellt sich allerdings weitaus komplizierter dar als bei einer Solarthermie Anlage zur Trinkwassererwärmung. Bei der Berechnung der Auslegung einer Solarheizung müssen viele Kriterien berücksichtigt werden, zum Beispiel
- der Energieverbrauch des Gebäudes
- Platz für einen ausreichend großen Speicher
- und die Dachneigung und -Ausrichtung.
Eine Maximierung der Kollektorfläche würde vor allem im Sommer zu unnötigem Ertrag führen. Deshalb ist eine genaue Kosten-Nutzen-Analyse vor dem Bau entscheidend | Bild: Abteilung No-Oil der B & R Haustechnik Ltd. & Co. KG
Abgesehen von entsprechend errichteten Neubauten ist eine Solarthermie Anlage immer nur ein Zusatz zu einem bestehenden Heizsystem. Überschreitet die Kollektorfläche ein bestimmtes Maß, fallen größtenteils im Sommer ungenutzte Wärmemengen an, so dass die Wirtschaftlichkeit sinkt. Es kommt bei der Auslegung der Solarthermie Anlage also darauf an, ein gesundes Mittelmaß zwischen Investitionskosten, Anlagengröße und Ertrag zu finden.
Auslegung der Solarthermie Anlage anhand der Nutzfläche
Als ungefähre Faustformel kann man bei einem typischen Einfamilienhaus von einer Kollektorfläche von circa einem Quadratmeter bei Flachkollektoren bzw. einem halben Quadratmeter bei Vakuumröhrenkollektoren pro 10 Quadratmeter zu beheizender Fläche ausgehen. Das Pufferspeichervolumen beträgt nach derselben Faustformel 50 Liter je Flachkollektorfläche + 50 Liter für den Warmwasserbedarf pro Person. Handelsübliche Kombianlagen bewegen sich demnach im Rahmen von 10 - 15 Quadratmetern Kollektorfläche und einem Speichervolumen von 600 - 1000 Litern.
Berechnung der Solarheizung nach dem Jahresnutzungsgrad
Das obige Beispiel beschreibt die Berechnung anhand der Nutzfläche und ist nur ein ungefährer Richtwert. Ein weiterer Ansatz zur Auslegung besteht in der Orientierung am Jahresnutzungsgrad. Für die Berechnung der Auslegung wird der Bedarf für die Trinkwassererwärmung im Sommer als Basis genommen.
Aus diesem Wert ergibt sich ein Bedarf an Kollektorfläche, z. B. für ein Einfamilienhaus sind es 7 Quadratmeter. Die Kollektorfläche wird einmal mit 2 und einmal mit 2,5 multipliziert. Der Wert für die Kollektorfläche für die Solarthermie Anlage mit Heizungsunterstützung liegt zwischen dem Ergebnis (zwischen 14 und 17,5 m2 für das Einfamilienhaus), abhängig von den Gebäudewerten.
Wärmespeicher für die Solarthermie Anlage mit Heizungsunterstützung
Es gibt zwei Möglichkeiten, das Wärmeträgermedium im Solarthermie Speicher zu erwärmen. Eine Möglichkeit ist, den Speicherinhalt direkt durch die Solarthermie Anlage und einen konventionellen Heizkessel auf die Vorlauftemperatur für die Heizung zu bringen. Die andere Möglichkeit ist, dass das solar erwärmte Wasser entnommen wird, wenn es über der Rücklauftemperatur der Heizung liegt. Wenn die Vorlauftemperatur nicht erreicht ist, wird ein konventioneller Heizkessel zugeschaltet.
Bei Solarthermie Anlage mit Heizungsunterstützung können ein oder mehrere verschiedene Wärmespeicher installiert werden. Am wenigsten Platz benötigt ein einzelner Kombispeicher, allerdings gibt es eine Beschränkung durch maximal zulässige Zapfraten. Bei hoher Zapfrate kann der Kombispeicher auch zusammen mit einem monovalenten Speicher oder einem Heizwasser-Pufferspeicher installiert werden.
Aufgrund der Komplexität der Auslegung der Heizungsunterstützung sollten Fachbetriebe für Solarthermie eine genaue Berechnung durchführen.