Beim Einbau eines Komplettsystems ist nicht immer gewährleistet, dass alle Wärmeerzeuger sinnvoll integriert werden. Ein ausgewogenes Wärmemanagement optimiert die Betriebsbedingungen und reduziert Verluste. Wie unterschiedlich dabei die Qualität im Detail sein kann, zeigt sich beim Vergleich technischer Datenblätter.
Ein Beispiel sind Rücklauftemperaturen bei der Warmwasserbereitung. Manche Hersteller erreichen bei Nennlast nur 30 °C Rücklauftemperatur und steigern diese bei Teillast noch auf 35 °C und mehr. Der Teillastbetrieb bei der Warmwasserbereitung ist der Normalbetrieb. Anlagen mit einer Rücklauftemperatur von 15 bis 20 °C verbessern die Ertragskraft der Solaranlage unmittelbar durch niedrigere Speichertemperaturen.
Beim Speicher erzeugt jeder Anschluss, der die Isolierung durchdringt, Energieverluste. Dazu zählen auch Thermometer und Fühlerhülsen. Jeder Standardanschluss bedeutet einen Wärmeverlust von etwa 15 W. Wird die Technik außerhalb platziert, reduziert sich die Anzahl der Anschlusspunkte und der Speicher gewinnt an Effektivität.
Bei außen liegenden Komponenten kommt es auf die Größe der entstehenden Isolierungsoberfläche und die Art der Dämmung an. Bei Komponenten wie Pumpen oder Umschaltventilen können Isolierlücken entstehen. Eine verlustarme Heizungsanlage mit kompaktem und vorgefertigtem Wärmemanagementsystem kann hier durch eine gering gehaltene und geschlossene Isolieroberfläche punkten.
Einfluss der Hydraulik auf die Effizienz
Bei einem guten System lässt sich beispielsweise der relativ warme Rücklauf des Heizkörperkreises für den Vorlauf der Fußbodenheizung nutzen. Mit dem dadurch fehlenden Rücklaufwasser des Heizkörperkreises verbessern sich im Schichtenspeicher die Betriebsbedingungen für angeschlossene Brennwertkessel und Solaranlagen.
Ebenso wichtig für die Gesamteffizienz des Wärmemanagementsystems ist die Art, wie die Solarenergie eingebunden wird. Eine frühe und direkte Einspeisung in den Heizkreis hat bei gleicher Ertragsmenge überzeugende Vorteile: Sobald die Solarsekundärtemperatur höher oder gleich der benötigten Heizkreistemperatur ist, stellt das Wärmemanagementsystem dem Heizkreis die Energie direkt zur Verfügung. Dies verhindert den „Verbrauch“ des heißen Wassers im oberen Speicherbereich. Das daraus resultierende, höhere Temperaturniveau im Speicher steht für die Warmwasserbereitung oder für höhere Vorlauftemperaturen in den Abendstunden zur Verfügung. Somit kann die Solaranlage die Energieversorgung länger allein übernehmen.
Der Oktopus von der Thermwerk GmbH & Co. KG setzt diese Punkte konsequent durch ein hydraulisch korrekt eingebundenes Verteilventil mit 3-Punktsteuerung und der entsprechenden Regelung um. So erreicht die Nutztemperatur aus der Solaranlage die Heizkreise direkt und unabhängig von der Temperatur im Speicher. Der überschüssige Volumenstrom der Solaranlage, den die Heizkreise nicht abnehmen können, fließt weiterhin in den Speicher.
Die Wärmeverluste innerhalb des Gerätes werden durch Isolierungen mit hochwertigen 30 mm PU WLG 025 weitestgehend reduziert.
Punktgenaues Wärmemanagement
Vom Wärmeerzeuger über den Speicher und die Verteiler bis hin zu den Wärmeabnehmern bedient ein zentraler Regler alle Komponenten. Abgesehen von den Standardfunktionen für den Betrieb einer Heizungsanlage kann er durch die Vernetzung vielseitige Aufgaben übernehmen. Er blockiert nach Bedarf oder Kundenwunsch die Kessel untereinander. Das heißt, der Kunde bestimmt selbst, nach welcher Zeit sich, zum Beispiel beim Einsatz eines Kachelofens mit Wassertasche, ein weiterer Kessel unterstützend zuschalten darf. Somit kann ein besonders wirtschaftlicher Heizkessel wie ein Blockheizkraftwerk zugunsten der optimierten Nutzung Vorrang bekommen. Über einen integrierten Wärmemengenzähler in der Solaranlage steuert der Zentralregler, ab welcher Ertragsmenge die Solarenergie Vorrang hat und die Wärmeerzeuger blockiert werden. Zusätzlich ist die zeitabhängige Steuerung für günstigen Nachtstrom oder Solarenergie möglich. Mitentscheidend für die gute regelungstechnische Einbindung der Wärmeerzeuger ist die Art und Anzahl der Ausgänge für die Kesselansteuerungen (Öffner/Schließer, 0–10V) und wie viele verschiedene Heizkessel vollautomatisch oder halbautomatisch mit einem Festwert zum Start der Kesselpumpe gesteuert werden können.
Möglichkeiten und Unterschiede der Regelung von Systemen sind für den Fachhandwerker nicht leicht zu erkennen. Bedienungsanleitungen in Kombination mit Herstellerschulungen sind notwendig. Langfristig profitiert der Kunde nur von einem System, das ihm viele Möglichkeiten offen hält. Mehrinvestitionen lohnen sich, auch wenn zunächst nur ein Energieerzeuger installiert ist. Das Potenzial liegt zum einen in der Nutzung der Frischwassertechnik, der optimierten Hydraulik und der verbesserten Regelungstechnik. Zum anderen ergeben sich Einsparungen beim Anschluss weiterer Komponenten wie Kachelofen oder Solaranlage. In einem offenen System lassen sie sich problemlos einbinden und regeln. Ein gutes kompaktes Wärmemanagementsystem erleichtert die Montage, reduziert die Fehlerquote und verkürzt die Montagezeiten.
Autor
Thomas Stahl ist Heizungsbaumeister und Gebäude-Energieberater HWK sowie Gründer und Geschäftsführer der Thermwerk; 85250 Altomünster, Telefon (0 82 54) 99 74 90-6, info@thermwerk.de, http://www.thermwerk.de
