Das Heizkonzept im Sonnenhaus

Der Jahres-Wärmebedarf für Raumheizung und Warmwasser wird im Sonnenhaus zu mehr als 50% mit einer thermischen Solaranlage gedeckt. Die Nachheizung des Pufferspeichers erfolgt ebenfalls regenerativ - zum Beispiel durch einen wohnraumbeheizten Holzofen mit Wassereinsatz. Ein Flächenheizsystem sorgt mit seiner - raumweise regelbaren - Strahlungswärme für hohen Wohnkomfort bei niedrigen Heizmitteltemperaturen.

Wichtig für einen hohen Heizkomfort und Solarertrag ist eine Speicherbewirtschaftung mit guter Temperaturschichtung: Im oberen Bereitschaftsteil des Speichers soll warmes Wasser auf Nutztemperaturniveau zur Verfügung stehen. Unten soll der Speicher so gut und lange als möglich ausgekühlt sein, damit die Solaranlage bei niedriger Betriebstemperatur arbeitet und so einen hohen Wirkungsgrad erreicht.

So funktioniert die Sonnenheizung:

Die Solaranlage kann Wärme liefern, wenn die Kollektortemperatur größer wird ist als im unteren (kältesten) Bereich des Pufferspeichers. Eine aus Frostschutzmittel und Wasser bestehende Wärmeträgerflüssigkeit wird durch die jetzt einschaltende Pumpe im Solarkreis umgewälzt, erhitzt sich dabei im Kollektor um 10 bis 15 Grad und gibt diese Wärme über den unteren Wärmetauscher an das Wasser im Speicher ab. Wenn die Temperatur am Vorlauf höher wird als die im oberen Speicherdrittel, schaltet der zweite Wärmetauscher dazu. Nun wird der Wassertank auf ganzer Höhe bei guter Temperaturschichtung durchgeladen. Im Sommer kann Überwärme nachts durch die Kollektoren rückgekühlt werden.

Die Entladung über den Heizkreis wird durch einen speziellen Mischer so gesteuert, dass vorrangig der untere Speicherbereich ausgekühlt wird. Nur wenn hier die Temperatur nicht mehr ausreichend hoch ist, wird der Heißwasservorrat oben angezapft. Dort in der wärmsten Zone befindet sich auch der Boilerfür das Brauchwasser. Durch ein langes Rohr wird das unten im Speicher einströmende Kaltwasser auf dem Weg zur Warmwasserglocke vorgewärmt.

Die Nachheizung durch den Ofeneinsatz oder Heizkessel erfolgt von oben nach unten. Es gilt das Wasser oben im Puffer möglichst schnell für den Gebrauch aufzuheizen. Erst dann lenkt der Vierwege-Mischer den Rücklauf in den unteren Speicherbereich um, so dass auf Vorrat weitergeheizt werden kann. Eine hohe wasserseitige Leistung und ein großer Brennstoff-Füllraum des Kessels begünstigen den Heizkomfort.

Auch andere Speicherkonzepte, die eine gute Wärmeschichtung gewährleisten, eignen sich prinzipiell gut.

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Das Diagramm wurde für folgendes Anwendungsbeispiel erstellt:

Einfamilienhaus mit 200 m² AN (Nutzfläche nach EnEV), Dämmstandard gemäß "KFW-Effizienzhaus 70",
Standort Würzburg (= mittlerer Klimastandort Deutschland) , Kollektorausrichtung Süd / Neigung 45°