Wärmeversorgung – Heizung und Warmwasserversorgung
Heizsystem im Plus-Energie-Gebäude
Nach intensiver Diskussion fiel die Wahl auf ein System mit Gas-Brennwerttechnik in Verbindung mit einer Solarthermieanlage in der Fassade des Gebäudes. Die Versorgung erfolgt über einen 4.000-Liter-Flüssiggastank, der im Erdreich vor dem Haus untergebracht ist. Flüssiggas hat einen Heizwert von 12,87 kWh/kg, mit Nutzung von Brennwerttechnik beträgt der obere Heizwert 13,98 kWh/kg. Bei einer Dichte von 540 kg/m³ befinden sich in dem gefüllten 4.000-Liter-Tank also gut 30.000 kWh. Für das Heizen des Gebäudes reicht dieser Inhalt nach PHPP-Berechnung für mehr als 15 Jahre.
Der tatsächliche Verbrauch lag 2012 bei 2.730 kWh. Warmwasserseitig liegt die Bilanz durch die hohe Belegung mit fünf jungen BewohnerInnen deutlich höher als bei einer Familie mit zwei kleinen Kindern. Der Heizenergiebedarf für Warmwasser lag bei gut 3.500 kWh. Davon deckte die Solarthermieanlage einen Anteil von etwa 65 Prozent mit 2.300 kWh, und die Gas-Brennwerttherme musste 1.250 kWh beitragen.
Die Brennwerttherme befindet sich im Obergeschoß in einem kleinen Schrank zwischen Bad und Treppe. Die Abgasleitung geht direkt nach oben durch die Dachhaut, konnte also mit geringstem Aufwand installiert werden.
Die heizseitige Verteilung der Wärme erfolgt über ein einfaches Warmwassersystem mit Heizkörpern in den Aufenthaltsräumen, die jedoch aufgrund der geringen Leistung sehr klein ausgelegt sein können und somit kostengünstig zu erstellen waren.
Die Warmwasserbereitung wird ebenfalls über die Gas-Brennwerttherme betrieben. Verbunden damit ist aber eine Solarthermieanlage, deren Kollektoren mit einer Fläche von 15 m² in der Südfassade untergebracht sind. Deren vertikale Ausrichtung wurde bewusst gewählt, um einen möglichst hohen winterlichen Ertrag zu erzielen. Im Sommer ist die Anlage ohnehin überdimensioniert. Ein Pufferspeicher mit 400 Litern ermöglicht darüber hinaus die Heizungseinbindung. Aufgrund der Heizzeiten des Passivhauses mit der Kernheizzeit von November bis Februar kann die Solarthermie keinen großen Beitrag für die Raumerwärmung leisten. Die Deckungsrate für Heizwärme liegt relativ niedrig. Die Warmwasserbereitung kann dagegen bis über 70 % durch die Solarthermieanlage gedeckt werden. Da in einem Passivhaus für Heizen und Warmwasser über das Jahr jeweils die gleiche Energiemenge benötigt wird, ist das ein nennenswerter Beitrag zur erneuerbaren Energieversorgung.
Grundsätzliches zur Wärmeversorgung im Passivhaus
Durch eine hervorragende Gebäudehülle kann ein Passivhaus mit einer sehr geringen Leistung von unter 10 W pro m² beheizter Fläche versorgt werden. Das entspricht bei dem Haus einer Leistung von etwa 1,3 kW. Alle konventionellen Heizsysteme sind dafür zu groß. Dazu kommt es beim Plus-Energie-Gebäude darauf an, einen möglichst hohen Anteil erneuerbarer Energien an der Versorgung zu erzielen.
Folgende Versorgungsmöglichkeiten bieten sich an:
Wärmepumpe
- Wärmepumpen-Kompaktgerät – Hierbei wird eine (Abluft-)wärmepumpe mit einer Lüftungsanlage (mit Wärmerückgewinnung) kombiniert. Dabei steht zwar der Wärmepumpe nicht mehr allzu viel Wärme zur Verfügung, da der Abluft bereits im Wärmetauscher ein Großteil der Wärme entzogen wird, dennoch macht sie in einem hocheffizienten Gebäude mit geringem Verbrauch Sinn.
- Lüftungsanlage und Wärmepumpe werden getrennt betrieben.
Pelletskessel: Die Beheizung eines Passivhauses mit Biomasse über einen Pelletsofen ermöglicht niedrige CO2-Kennwerte. Zur Verfügung stehen kleine Pelletsöfen, die kaum Platz brauchen und dennoch das ganze Haus heizen können.
Gas-Brennwerttechnik: Konventionelle Anlagen mit Gas-Brennwerttechnik sind für ein Passivhaus nicht geeignet, weil sie deutlich überdimensioniert wären. Notwendig ist daher ein Gerät mit sehr kleiner Leistung. Auch diese Geräte sind kombinierbar mit einer Lüftungsanlage, z.B. indem die Abluftleitung als Abgasrohr genutzt wird.
Alle Systeme sollten bei einem Plus-Energie-Gebäude mit solarer Warmwasserbereitung verbunden werden. Mit einer Solarthermieanlage lassen sich 50 bis über 75 Prozent der Warmwasserbereitung solarthermisch decken. Ist eine Wärmepumpe vorhanden, kann auf Solarthermie verzichtet werden und in Verbindung mit der PV des Plus-Energie-Gebäudes in den Übergangs- und Sommermonaten der ohnehin ausreichende Stromertrag für den Betrieb der Wärmepumpe zur Warmwasserbereitung genutzt werden.
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