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Heizungsanlage

Ob Klimahaus G oder Passivhaus, ohne Heizungsanlage werden Sie kaum auskommen. Die Wahl der richtigen Heizungsanlage ist oftmals nicht leicht, immerhin wirkt sich die richtige oder falsche Wahl in den folgenden Jahren auf die Fixkosten Ihres Gebäudes aus.

Die wesentlichen Entscheidungen, die bezüglich der Heizungsanlage getroffen werden müssen, sind:

  • Heizmedium – HeizungstypHackschnitzel, Stückholz, Pellets, Erdgas, Fernwärme, Heizöl, Strom, Flüssiggas (Tank), Sonnenenergie, Wärmepumpe (Außenluft / Grundwasser / Geothermie)
  • HeizungsverteilungHeizkörper, Fußbodenheizung, Wand- und Deckenheizungen
  • HeizungsregelungManuell, Wohnungsregelung, Einzelraumregelung, analog, digital, KNX-gesteuertIn den nachfolgenden Kapiteln erläutern wir Ihnen nützliche Details über Heizungsanlagen sowie Vor- und Nachteile, um Ihnen die Entscheidungen zu erleichtern.

 


 

Nützliche Begriffe

Bevor wir die einzelnen Anlagen erläutern und die Vor- und Nachteile auflisten, möchten wir Ihnen einige Begriffe erklären.

Brennwert

Der Brennwert beschreibt die während der Verbrennung eines Brennstoffs freiwerdende Wärme unter Berücksichtigung der notwendigen Energie für die Erwärmung der Verbrennungsluft, der Abgase und der Kondensationswärme von im Brennstoff enthaltenem Wasser und anderen Flüssigkeiten. Um etwaige Vergleiche von modernen Heizungen mit Brennwerttechnik vornehmen zu können, verwenden Sie den Brennwert des Heizmediums.

Brennwert = Heizwert + Kondensationswärme

Heizwert

Der Heizwert gibt diejenige Wärmemenge an, welche bei der Verbrennung und anschließender Abkühlung freigegeben wird, unbeachtet von der Wärme, welche noch im freigewordenen Wasserdampf enthalten ist. Der Unterschied zwischen Brennwert und Heizwert liegt also in der Wärme des freiwerdenden Wasserdampfes. Bei wasserreichen Brennstoffen (z.B. feuchtes Holz) liegt der Heizwert daher tiefer, als der Brennwert.

Heizwert = Brennwert – Kondensationswärme

Für Vergleiche von traditionellen Heizanlagen ohne Brennwerttechnik sollten Sie den Heizwert als Maß verwenden.

Tabelle Heizwert – Brennwert

Tabelle Verhältnis Heizwert zu Brennwert

Brennwerttechnik – Kondensationsheizung

Oft hört man von Heizungen mit Brennwerttechnik oder Kondensationsheizungen. Es handelt sich hierbei um gleichwertige Anlagen. Innovative Heizanlagen mit Brennwerttechnik entziehen mit Hilfe des Kondensationsprinzip dem heißen Wasserdampf in den Abgasen die Wärme. Die so behandelten Abgase verlassen die Heizanlage mit niedrigen Temperaturen, sodass in bestimmten Fällen sogar Kunststoffrohre als Rauchabzüge eingesetzt werden können.

Heizungen mit Brennwerttechnik:

  • Flüssiggas und Erdgas (derzeit nur noch mit Brennwerttechnik zugelassen)
  • Heizöl
  • Pellets, derzeit nur vom Hersteller Ökofen
  • Stückholz gibt es nicht mit Brennwerttechnik
  • Hackschnitzelanlagen, nur bei Großanlagen

 

achtung_var Ein wichtiges Argument im Hinblick auf die Brennwerttechnik ist der Kamin. Siehe Kapitel Kamin.

 

Brennwertanlagen unterscheidet man in Niedertemperatur-Brennwertkessel und Hochtemperatur-Brennwertkessel bzw. „Voll“-Brennwertkessel. Diese Unterscheidung ist wichtig in Bezug auf die Vor- und Rücklauftemperatur der Heizkreise, da diese wesentlich die Brennwert-Effizienz beeinflussen. Falsche Installationen können den Brennwert einer Kondensationsheizung wesentlich beeinträchtigen, was eine Senkung des Wirkungsgrades mit sich bringt.

 

achtung_var Ein Niedertemperatur-Brennwertkessel in Kombination mit einer Heizkörperanlage (höhere Vor- und Rücklauftemperaturen) sorgt beispielsweise für eine schlechte Brennwert-Effizienz.

Bei Brennwertanlagen muss ein Abfluss für das Kondensat vorgesehen werden. Bei Neubauten ist dies kein Problem. Beim Austausch einer alten Heizung durch eine Kondensationsheizung in einem bestehenden Gebäude kann dies schon eher eine Herrausforderung darstellen. Ein Abfluss muss in jedem Fall vorgesehen werden, da die Menge an Kondensat erheblich ist.

Wirkungsgrad

Der Wirkungsgrad gibt das Verhältnis zwischen der zugeführten Energie (die eines Brennstoffes) und der daraus gewonnenen Wärmeenergie in Prozent % an. Bei Heizungen ohne Brennwerttechnik sollte der Wirkungsgrad unter Bezug auf den Heizwert des Brennstoffes angegeben werden. Bei Kondensationsheizungen sollte sich der Wirkungsgrad auf den Brennwert des Brennstoffes beziehen.

Moderne Heizungen erreichen Wirkungsgrade mit Spitzenwerten bis 98-99%.

achtung_var Vorsicht: bei Produktwerbungen von Kondensationsheizungen, welche Wirkungsgrade über 100% bis 115% versprechen.Der Grund für diese außergewöhnlich hohen Wirkungsgrade liegt bei einem trügerischen Rechenfehler in der Wirkungsgradberechnung. Dabei wird der Heizwert für die Wirkungsgradberechnung angenommen, anstatt des Brennwertes des Brennstoffes. Die Brennwerttechnik entzieht den Abgasen die Wärme, der Heizwert berücksichtigt dieses jedoch nicht.


 

Heizmedium

In direktem Zusammenhang mit dem Heizmedium wählt man folgerichtig den Heizungstyp aus. Vermutlich sind Sie auf der Suche nach dem kostengünstigsten Heizungstyp. Doch aufgepasst, dies muss anhand folgender Aspekte ganzheitlich betrachtet werden:

  • Anfangsinvestition (Heizanlage)
  • ZusatzkostenFernwärmeanschluss, Erdgasanschluss, Tank für Heizöl, Raum oder Tank für Pellets, Raum für Hackschnitzel, Tiefenbohrungen, usw.
  • anfallende Wartungskosten und
  • die jährlich anfallenden Kosten des Brennstoffs, abhängig von den Brennstoffkosten selbst und von der erforderlichen Brennstoffmenge.

Anhand zweier Beispiele wollen wir Ihnen erklären, wie Sie Fehler vermeiden können.

achtung_var Beispiel AFür ihr kaum gedämmtes, ganzjährig bewohntes Haus, greifen Sie zu einer kostengünstigen Flüssiggasheizung (mit Tank), ohne an die jährlich anfallenden Brennstoffkosten zu denken. Sie meinen, hauptsächlich muss die Heizungsanlage günstig sein. Bei mäßigem bis hohem Flüssiggasverbrauch werden Ihnen in den Wintermonaten Jahr für Jahr die Heizkosten tief in die Brieftasche greifen. Auf lange Sicht werden Sie mit Gewissheit mehr Geld ausgeben, als mit einer Heizanlage, für die alle Kostenaspekte berücksichtigt worden wären.
achtung_var Beispiel BFür ihr neues Wohngebäude im Standard Klima-Haus A wählen Sie eine Hackschnitzelanlage, da Hackschnitzel, verglichen mit den anderen Brennstoffen, so verlockend billig sind. Sie bedenken jedoch nicht, dass Ihr Wohnhaus, aufgrund der hervorragenden Dämmung, einen sehr geringen Wärmebedarf hat und die Zusatzkosten für das unterirdische Hackschnitzellager berücksichtigen Sie ebenfalls nicht. In der Tat werden Sie in Zukunft sehr geringe Heizkosten tragen müssen, aber rentiert sich die hohe Anfangsinvestition auf lange Sicht? Fragen Sie sich, ob die jährlichen Heizkosteneinsparungen die Anfangsinvestition rechtfertigen.

 


 

Brennstoffkosten

(Nach steigenden Kosten aufgelistet)

Hackschnitzel 0,035 €/kWh
Stückholz 0,037 €/kWh
Wärmepumpe (JAZ = 4) 0,053 €/kWh
Pellets 0,060 €/kWh
Wärmepumpe (JAZ = 3) 0,070 €/kWh
Erdgas -Methan (sofern vorhanden) 0,080 €/kWh
Biomasse-Fernwärme (sofern vorhanden) 0,100-0,130 €/kWh
Heizöl 0,120 €/kWh
Flüssiggas 0,170 €/kWh
Strom 0,210 €/kWh
Sonnenenergie kostenlos €/kWh
Außenluft / Grundwasser / Geothermie kostenlos €/kWh

Die angegebenen Preise können aufgrund mehrerer Faktoren mehr oder weniger variieren.

Tippwalter

 


 

Jährliche Heizkosten

Sofern Sie eine Klimahausberechnung haben, können Sie den dort angegebenen Energiebedarf für die Heizung und für die Warmwasseraufbereitung mit den oben aufgelisteten spezifischen Brennstoffkosten multiplizieren und erhalten somit einen indikativen Wert für die jährlichen Heizkosten.

Beispiel: Energiebedarf 20.000 kWh/Jahr x 0,13 €/kWh (Fernwärme) = ca. 2.460 €/Jahr

Nützliche Infos: Verbraucherzentrale Heizkesselbarometer


 

Heizungstypen im Detail

Es folgen einige Hinweise zu den unterschiedlichen Heizungstypen, mit Angabe der Vor- und Nachteile.

Heizung mit Fernwärme (sofern vorhanden)

Ein Fernwärmeanschluss ist nicht überall verfügbar. Ist dieser nicht verfügbar, so muss diese Möglichkeit natürlich ausgeschlossen werden.Viele Dörfer verfügen über Erdgas, andere verfügen stattdessen über Fernwärme und andere wiederum verfügen über keines der beiden, so auch die peripheren Gebiete und abgelegene Weiler und Häuser.

 

Nur wenige Gebiete verfügen über beide Lösungen.

Fernwärme in Südtirol

Erdgas in Südtirol

 

Vorteile
  • geringe Anfangsinvestitionen
  • CO2- neutral
  • kleiner Technikraum ausreichend (Übergabestation)
  • keine Brennstofflagerung
  • keine Wartung erforderlich bzw. der Fernwärmebetreiber sorgt für die notwendige Wartung
  • einheimische Wälder werden gepflegt
Nachteile
  • ist nicht überall vorhanden
  • die spezifischen Energiekosten €/kWh liegen oftmals hoch
Empfohlen
  • bei Vorhandensein von Fernwärme
  • für Neubauten
  • für Umrüstungen
Anwendung
    Wenn die Möglichkeit für einen Fernwärmeanschluss gegeben ist, wird diese Variante oft angewendet.
Wirtschaftlichkeit
  • Fernwärmeanschluss inkl. der Übergabestation (durch Kostenanfrage an den Betreiber)
  • spezifische Brennstoffkosten multipliziert mit dem anzunehmenden Energiebedarf
  • eventuelle Förderungen ODER Steuerabsetzbarkeit

 Tippwalter

 

Heizung mit Erdgas (sofern vorhanden)

Als Erdgas bezeichnet man das Methan-Gas aus dem Gasnetz. In Südtirol wird Erdgas vom Betreiber SEL-Gas angeboten. Ein Erdgasanschluss ist nicht überall verfügbar. Ist dieser nicht verfügbar, so muss diese Möglichkeit natürlich ausgeschlossen werden. Viele Dörfer verfügen über Erdgas, andere verfügen stattdessen über Fernwärme und andere wiederum verfügen über keines der beiden, so auch die peripheren Gebiete und abgelegene Weiler und Häuser.

 

Nur wenige Gebiete verfügen über beide Lösungen.

Fernwärme in Südtirol

Erdgas in Südtirol

 

Vorteile
  • geringe Anfangsinvestitionen
  • kleine Geräte: daher kleiner Technikraum ausreichend bzw. lässt sich in einem Wandschrank unterbringen
  • kein Brennstofflager erforderlich
  • wenig Wartung erforderlich
  • sehr ausgereifte Technik
  • geeignet als Etagenheizung
  • in mehrfacher Hinsicht eine wirtschaftliche Anlage
  • hoher Nutzungskomfort
Nachteile
  • ist nicht überall vorhanden
  • schlechte CO2 -Bilanz
  • abhängig von Öl- und Gaskrisen
Empfohlen
  • bei Vorhandensein von Erdgas
  • für Neubauten
  • für Umrüstungen
  • Für Mehrfamilienhäuser kann eine Gastherme pro Wohneinheit installiert werden, somit erübrigt sich eine oft problematische Heizkostenabrechnung.
Anwendung
    Wenn die Möglichkeit für einen Erdgasanschluss gegeben ist, wird diese Variante oft angewendet.
Wirtschaftlichkeit
  • Erdgasanschluss inkl. Gaszähler (durch Kostenanfrage an SEL-GAS)
  • Gastherme
  • Wartung (sehr gering)
  • Kamin
  • spezifische Brennstoffkosten multipliziert mit dem anzunehmenden Energiebedarf
  • eventuelle Förderungen ODER Steuerabsetzbarkeit

 Tippwalter

Weitere Informationen finden Sie unter:

SELGAS NET AGKanonikus-Michael-Gamper-Str. 9I-39100 BozenWebseite: http://www.sel.bz.it.htmlMail:info@selgasnet.bz.it

 

Flüssiggasheizung

Unter Flüssiggas versteht man Gas aus einem Tank, das bei Bedarf nachgefüllt wird. Es handelt sich hierbei hauptsächlich um ein Gemisch bestehend aus Butan und Propan. In der Regel erhält man den Flüssiggastank von den anbietenden Gaslieferanten, mit der Verpflichtung, das Gas immer von Ihnen zu beziehen. Alternativ dazu kann der Kunde selbst einen Tank erwerben, die notwendigen Genehmigungen einholen und den eventuell vorgesehenen Brandschutzplan von einem befähigten Techniker erstellen lassen. Anschließend hat der Kunde die Möglichkeit, sich für jede Tankfüllung den günstigsten Lieferanten auszusuchen.

 

Tirolgas GmbHNationalstraße 70I-39040 Auer (BZ)Webseite: http://www.tirolgas.it/deMail: info@tirolgas.it
Liquigas S.p.AVia G. A. Amadeo, 59I-20134 Milano (MI)Webseite: http://www.liquigas.itMail: info@liquigas.com

 

 

Vorteile
  • geringe Anfangsinvestitionen
  • kleine Geräte: daher kleiner Technikraum ausreichend bzw. lässt sich in einem Wandschrank unterbringen
  • wenig Wartung erforderlich
  • einfache und erprobte Technik
  • überall einsetzbar
  • geeignet als Etagenheizung
  • hoher Nutzungskomfort
Nachteile
  • hohe Brennstoffkosten
  • Tank erforderlich (Platzbedarf und Kostenfaktor)
  • strenge gesetzliche Auflagen
  • Bei tiefen Temperaturen im Winter kann es speziell in höheren Lagen zu Problemen bei der Umwandlung von flüssig- zu dampfförmig kommen.
  • umweltschädlicher Brennstoff im Falle von Transportunfällen
Empfohlen
  • Almhütten
  • Milchkammer
  • Etagenheizungen
  • Wohngebäude mit gelegentlichem Aufenthalt (geringer Energiebedarf)
Anwendung
    Flüssiggasheizungen werden selten eingebaut, da die Brennstoffkosten sehr hoch sind. Diesen Heizungstyp sollten Sie als eine der letzten Möglichkeiten in Betracht ziehen, außer bei den empfohlenen Anwendungen.
Wirtschaftlichkeit
  • Flüssiggastank (durch Kostenanfrage an die Anbieter)
  • Gastherme
  • Wartung (sehr gering)
  • Kamin
  • spezifische Brennstoffkosten multipliziert mit dem anzunehmenden Energiebedarf
  • eventuelle Förderungen ODER Steuerabsetzbarkeit

 

Heizölheizung

Die Heizölheizung kennt jeder, ist es doch die verbreiteste Heizungsart der 70er und 80er Jahre, welche den Holzherden und Bauernöfen die „Arbeit“ etwas abgenommen hatten. Erst viele Jahre später folgten die heute gängigen Heizungstypen.

 

Vorteile
  • einfache und erprobte Technik
  • günstige bis mittlere Anfangsinvestition
  • überall einsetzbar
  • hoher Nutzungskomfort
Nachteile
  • teure Brennstoffkosten
  • schlechte CO2 -Bilanz
  • Tank notwendig (Platzbedarf und Kostenfaktor)
  • umweltschädlicher Brennstoff in Fall von Leckagen oder Transportunfällen
Empfohlen
  • als Reservekessel bei Großanlagen, beispielsweise bei Hotels o.ä.
Anwendung
    Heizölheizungen werden mittlerweile selten eingebaut. Eine Überlegung, Heizöl beizubehalten, bietet sich bei bereits bestehenden Anlagen an, die ausgetauscht werden sollen. Der Tank bleibt in dem Fall bestehen. Bei der Entscheidung für einen anderen Heizungstyp würden erhöhte Umbauinvestitionen anfallen.
Wirtschaftlichkeit
  • Heizkessel
  • Öltank
  • Wartung (sehr gering)
  • Kamin
  • spezifische Brennstoffkosten multipliziert mit dem anzunehmenden Energiebedarf
  • eventuelle Förderungen ODER Steuerabsetzbarkeit

 Tippwalter

 

Stückholzheizung

Genauso wie Holzherde, Heizkamine oder Öfen gibt es Heizungsanlagen, di8e mit Stückholz betrieben werden. Das Befüllen muss vom Hausbewohner durchgeführt werden. Anschließend machen moderne Heizungen alles andere von selbst, das Zünden, die Zuluft-Regulierung usw.

 

 

Vorteile
  • günstiger Brennstoff
  • CO2 -neutral
  • überall einsetzbar
  • einheimische Wälder werden gepflegt
Nachteile
  • mittlere Anfangsinvestition
  • hoher Arbeitsaufwand (Holz machen, Heizkessel nachfüllen, Asche entleeren)
  • Platzbedarf für die Holzlagerung
Empfohlen
  • für naturverbundene Personen
  • für Personen mit viel Zeit
Anwendung
    Die Anwendung von Stückholzheizungen ist relativ gering, da der Arbeitsaufwand eher hoch ist.
    Eine Alternative dazu bieten Stückholz/Pellets-Hybridheizungen.
Wirtschaftlichkeit
  • Stückholzheizung
  • Wartung (gering)
  • Kamin
  • spezifische Brennstoffkosten multipliziert mit dem anzunehmenden Energiebedarf
  • eventuelle Förderungen ODER Steuerabsetzbarkeit

 Tippwalter

 

Pelletheizung

Pelletheizungen gibt es als Kaminofen-Ausführung bis hin zu Großanlagen. In diesem Kapitel erläutern wir die Pelletheizungen als Ganzhausheizungen.Die Lagerung der Pellets kann in unterschiedlicher Weise erfolgen:

  • unterirdischer Pellets-Tank
  • Lagerung in einem separaten Raum oder einem Teil davon im Kellergeschoss

Die Position des Pellets-Lagers zu der Heizanlage kann flexibel gewählt werden, da die Pellets vom Lager zu der Heizung durch Schläuche geblasen werden. Je nach Wärmebedarf und Dauer zwischen den einzelnen Lieferungen, muss die richtige Größe des Lagers gewählt werden. Ein Einfamilienhaus kommt mit einem Pelletlager von circa 10m³ bis 15m³ ein ganzes Jahr ohne Nachlieferung aus.

 

Vorteile
  • günstiger Brennstoff
  • CO2 -neutral
  • moderne Pelletheizungen haben fast den gleichen Komfort wie Öl- bzw. Gasheizungen
Nachteile
  • mittlere Anfangsinvestition
  • höhere Wartung als Öl- bzw. Gasheizungen (Nachfüllen, regelmäßiges Reinigen, Asche entleeren, usw.)
Empfohlen
  • Neubau
  • Umrüstung von Öl- bzw. Gasheizungen
  • Etagenheizungen
Anwendung
    Pelletheizungen werden sehr oft installiert. Ist kein Fernwärme- oder Erdgasanschluss möglich, fällt die Wahl sehr oft auf Pelletheizungen.
Wirtschaftlichkeit
  • Pelletheizung
  • Wartung (gering bis mäßig)
  • Tank oder Raum für die Pellets
  • Kamin
  • spezifische Brennstoffkosten multipliziert mit dem anzunehmenden Energiebedarf
  • eventuelle Förderungen ODER Steuerabsetzbarkeit

 Tippwalter

 

Hackschnitzelheizung

Hackschnitzelheizungen werden in der Regel bei größeren Heizlasten bzw. bei hohem Energiebedarf vorgesehen. Zu bedenken ist, dass ein großer Lagerplatz für die Hackschnitzel notwendig ist und ein 400V- Stromanschluss vorhanden sein muss. Hackschnitzellager werden oftmals als unterirdische Räume in Stahlbeton oder auch als offene oder überdachte Lagerplätze, ähnlich wie bei den Fernheizwerken, ausgeführt. Die Abmessungen der Lagerstätte können, in Abhängigkeit vom Wärmebedarf und den Zeitabständen zwischen den Nachlieferungen, bedeutende Ausmaße erreichen.

 

Vorteile
  • günstiger Brennstoff
  • CO2 -neutral
  • moderne Kessel haben fast den gleichen Komfort wie Öl- bzw. Gasheizungen
  • einheimische Wälder werden gepflegt
Nachteile
  • hohe Anfangsinvestition
  • hoher Platzbedarf für Hackschnitzel
  • höhere Wartung als Öl- bzw. Gasheizungen (Entleerung Asche, usw.)
Empfohlen
  • Gebäude ab ca. 50kW Heizlast
  • Mikronetze (kleine Fernwärmenetze)
Anwendung
    Bei kleineren Gebäuden werden Hackschnitzelanlagen selten vorgesehen, da die Wirtschaftlichkeit nicht gegeben ist. Bei größeren Gebäuden mit hoher Heizlast hingegen werden diese oft installiert.
Wirtschaftlichkeit
  • Hackschnitzelheizung
  • Wartung (gering bis mäßig)
  • Raum oder Silo für die Hackschnitzel
  • Kamin
  • spezifische Brennstoffkosten multipliziert mit dem anzunehmenden Energiebedarf
  • eventuelle Förderungen ODER Steuerabsetzbarkeit

 

Sonnenkollektoren

Unter Sonnenkollektoren, auch Solarpaneele genannt, versteht man eine sonnenbetriebene Anlage zur Warmwassererzeugung oder zur Heizungsunterstützung. Im zweiten Fall bedarf es der Installation eines Pufferspeichers. Sonnenkollektoren kommen in der Regel in Kombination mit anderen Heizungsanlagen zur Anwendung, kaum oder nie alleine.

 

Vorteile
  • kostenlose Energie
  • unabhängig von eventuellen Preissteigerungen von Heizöl, Gas, Pellets oder Fernwärme
  • einfache und erprobte Technik
  • auch für solare Kühlung anwendbar
  • teilsolare Heizung
Nachteile
  • Anfängliche Investitionskosten
  • geringe Effizienz in den Wintermonaten
  • erfordert die Installation eines Puffers
Empfohlen
  • Gebäude in sonnigen Lagen
  • bei mittlerem bis hohem Warmwasserverbrauch
Anwendung
    Sonnenkollektoren werden oft installiert, wenn die Rahmenbedingungen stimmen.
Wirtschaftlichkeit
  • Sonnenkollektoren
  • zusätzliche Komponente im Heizraum (Pufferspeicher usw.)
  • eventuelle Förderungen ODER Steuerabsetzbarkeit

 

Erklärung zu den verschiedenen Wärmepumpen

Bei den nachfolgenden Heizanlagen besteht die Hauptkomponente aus einer Wärmepumpe. Die Funktionsweise ist stets die gleiche, es ändert sich lediglich das wärmeliefernde Medium.

Man unterscheidet zwischen:

  • Luft/Wasser-Wärmepumpe
  • Wasser/Wasser-Wärmepumpe
  • Erdsonde/Wasser-Wärmepumpe

Luft, Wasser und Erdsonden sind die Träger, woraus die Wärme gewonnen wird und „/Wasser“ beschreibt die Heizverteilung im Gebäude. Es gibt auch Luft/Luft-Wärmepumpen, wobei die Beheizung der Innenräume mit Luft erfolgt, beispielweise über die Lüftungsanlage, diese wird aber an dieser Stelle nicht näher erläutert.

Funktionsweise von Wärmepumpen

Eine Wärmepumpe funktioniert ähnlich dem Kühlschrankprinzip, nur umgekehrt. Eine Wärmepumpe besteht hauptsächlich aus einem mit Kältemittel gefüllten, geschlossenen Kreislauf, einem Verdichter (elektrisch betriebener Kompressor), einem Verdampfer, einer Drossel und einem Kondensator.

Verdampfen:

Der im Außenbereich stationierte Wärmetauscher nimmt über das flüssige Kältemittel die Temperatur des wärmeliefernden Mediums Wasser, Luft oder Erde auf. Hierbei ändert sich der Aggregatzustand des Kältemittels mit zunehmender Temperatur von flüssig zu gasförmig.

Verdichten:

Das „erwärmte“ Kältemittel wird im elektrisch betriebenen Kompressor auf einen höheren Druck komprimiert, dabei erwärmt sich das Kältemittel und daraus entsteht das sogenannte Heißgas. Das Kältemittel ist stets noch im gasförmigen Zustand.

Kondensieren:

Das Heißgas gelangt nun in den Kondensator, wo es die Wärme an das Heizsystem abgibt. In diesem Moment verflüssigt sich das Kältemittel und der Aggregatzustand ändert sich wieder von gasförmig zu flüssig. Das Kältemittel befindet sich stets unter hohem Druck.

Drossel-Expansion:

In der Drossel wird dem Kältemittel der Druck entzogen, indem es expandieren kann. Durch die Expansion nimmt die Temperatur des Kältemittels plötzlich stark ab. Ab hier gelangt es wieder in den Verdampfer, wo es erneut die Temperatur des wärmeliefernden Mediums annimmt.

Jahresarbeitszahl JAZ

Der energetische Wirkungsgrad, den eine Wärmepumpe über das ganze Jahr erreicht, wird mittels der Jahresarbeitszahl (JAZ) angegeben. Diese gibt das Verhältnis zwischen der gewonnenen Wärmeenergie über das ganze Jahr und dem Stromjahresverbrauch der Anlage an. Werte von 3 bis 5 sind gängige Jahresarbeitszahlen. Diese bedeuten, dass mit 1,0kWh Strom, 3,00 bis 5,00kWh Wärme gewonnen werden können. Die spezifischen Heizkosten dieser Heizenergie liegen somit bei dem aktuellen Strompreis, dividiert durch 3 bis 5.

Leistungszahl COP

Die Leistungszahl einer Wärmepumpe beschreibt das Verhältnis zwischen der gewonnenen Wärmeleistung und der zugeführten elektrischen Leistung. Die Leistungszahl wird auch als COP bezeichnet „Coefficient of Performance“, dies ist eine Qualitätsbezeichnung einer Wärmepumpe.

Heizsysteme mit Wärmepumpen eignen sich hauptsächlich in Kombination mit Niedertemperatur-Flächenheizungen (Fußboden-, Wand- und Deckenheizungen).

Sommerliche Kühlung

Einige Modelle unter den Wärmepumpen können auch zur Kühlung von Gebäuden betrieben werden, indem der Kreislauf umgekehrt wird.

 

Wärmepumpen Luft/Wasser

Luft/Wasser-Wärmepumpen entziehen der Außenluft die Wärme, um die Innenräume nach dem oben erläuterten Prinzip zu beheizen. Die Bezeichnung Luft/Wasser drückt die Funktionsweise der Wärmepumpe aus: Luft an der Verdampfer-Seite (Wärmeträger) und Wasserkreislauf an der Kondensationsseite ( Heizkreis im Gebäude).

Luft/Wasser-Wärmepumpen funktionieren auch bei sehr tiefen Außenlufttemperaturen (bis -25°C), jedoch mit einem niedrigen Wirkungsgrad. Je höher die Außenlufttemperatur, desto besser und kostengünstiger läuft die Anlage. Luft/Wasser-Wärmepumpen können mit alternativen Heizungssystemen kombiniert werden, um bei sehr kalten Außentemperaturen die notwendige Spitzenheizlast zu gewährleisten, so beispielsweise mit im Pufferspeicher installierten Heizstäben oder Wärmepumpe/Gas- Hybridheizanlagen.

 

Der Verdampfer der Luft/Wasser-Wärmepumpen muss an der Außenfassade installiert werden, um die Wärme der Außenluft aufnehmen zu können.

 

Innen- oder  Außenaufstellung

Des Weiteren unterscheidet man Luft/Wasser- Wärmepumpen, welche aus einem einzigen Bauteil für die Außenaufstellung bestehen und solchen aus zwei Bauteilen für die Innenaufstellung mit zugehörigem Außenteil.

für die Aussenaufstellung(Prod.: STIEBEL ELTRON WP 10 AC)
für die Innenaufstellung mit Aussenteil(Prod.:STIEBEL ELTRON WPL 5 N)

 

 

Vorteile
  • Nutzen der kostenlosen Luftwärme
  • kein Kamin erforderlich
  • geringere Anfangsinvestition als Wärmepumpen mit Erdsonden
Nachteile
  • mittlere bis hohe Anfangsinvestition
  • schlechter Wirkungsgrad bei niedrigen Außentemperaturen
  • stetiger Stromverbrauch
Empfohlen
  • bei Klimahaus B oder höher
  • wenn die Rahmenbedingungen stimmen
  • Niedertemperatur-Flächenheizung als Heizverteilung
  • bei günstigen Strompreisen
Anwendung
    In einigen Gemeinden beziehen die Bürger günstigeren Strom, da die Gemeinden beispielsweise über eigene Wasserkraftwerke verfügen. Sofern die Rahmenbedingungen stimmen, sind Luft/Wasser- Wärmepumpen eine annehmbare Alternative zu anderen Heizungsarten.
Wirtschaftlichkeit
  • Anschaffungskosten der Wärmepumpe
  • Leistungszahl der Anlage
  • Stromverbrauch (Energiebedarf) und Stromkosten
  • eventuelle Förderungen ODER Steuerabsetzbarkeit

 

Wärmepumpe Wasser/Wasser

Wasser/Wasser-Wärmepumpen beziehen die Wärme aus dem Grundwasser. Das Wasser wird dabei aus einem Brunnen entnommen, durch einen Wärmetauscher geleitet (Verdampfer) und in einen zweiten wieder zurückgeleitet. Sollte das Grundwasser unter Ihrem Gebäude nicht tief liegen, die Grundwassertemperatur um 8°C bis 10°C sein und die Wassereigenschaften anhand einer Laborprobe günstig ausfallen, so bestehen gute Voraussetzungen für eine wirtschaftliche Anlage mit einer Jahresarbeitszahl von 4 bis 5.

 

Vorteile
  • Nutzen der kostenlosen Wasserwärme
  • kein Kamin erforderlich
  • geringere Anfangsinvestition als Wärmepumpen mit Erdsonden
Nachteile
  • stetiger Stromverbrauch
  • mittlere bis hohe Anfangsinvestition
Empfohlen
  • bei Klimahaus B oder höher
  • wenn die Rahmenbedingungen stimmen
  • Niedertemperatur-Flächenheizung als Heizverteilung
  • bei günstigen Strompreisen
Anwendung In einigen Gemeinden beziehen die Bürger günstigeren Strom, da die Gemeinden beispielsweise über eigene Wasserkraftwerke verfügen. Sofern die Rahmenbedingungen stimmen, sind Wasser/Wasser-Wärmepumpen ebenfalls eine annehmbare Alternative zu anderen Heizungsarten.
Wirtschaftlichkeit Um die Wirtschaftlichkeit zu untersuchen, müssen Sie folgende Faktoren berücksichtigen:

  • Anschaffungskosten der Wärmepumpe und des Wärmetauschers
  • Realisierungskosten der Entnahme- und Rückgabeschächte
  • Leistungszahl der Anlage
  • Stromverbrauch (Energiebedarf) und Stromkosten

 

Wärmepumpe mit Tiefenbohrung (Geothermie)

Geothermie-Anlagen funktionieren ebenso nach dem bereits erläuterten Wärmepumpen-Prinzip. Die Wärme wird über einen geschlossenen Kreislauf aus tiefen Lagen im Boden mittels Erdsonden aufgenommen und in die Wärmepumpe geleitet. Die Erdsonde ist in diesem Fall der Verdampfer im Kreislauf der Wärmepumpe. Die durchgeführten Bohrungen erreichen Tiefen von mehreren hundert Metern bzw. es werden mehrere Bohrungen mit weniger Tiefe durchgeführt. Diese sollten warme Erdschichten erreichen, um wirtschaftlich arbeiten zu können.

 

 

Vorteile
  • Nutzen der Erdwärme
  • günstige Heizmethode bei günstiger Erdwärme
  • kein Kamin erforderlich
Nachteile
  • kostenintensive Bohrungen und Erdsonden
  • stetiger Stromverbrauch
Empfohlen
  • bei Klimahaus B oder höher
  • wenn die Rahmenbedingungen stimmen
  • in geothermal sinnvollen Gebieten
  • Niedertemperatur-Flächenheizung als Heizverteilung
  • bei günstigen Strompreisen
Anwendung
      Nicht jede Gegend ist für die Geothermie geeignet bzw. nicht überall können die Anlagen wirtschaftlich eingesetzt werden. Die Wi

 

    rtschaftlichkeit muss stets gut untersucht werden.
Wirtschaftlichkeit
  • Anschaffungskosten der Wärmepumpe
  • Tiefenbohrungen
  • Erdsonden
  • Leistungszahl der Anlage
  • Stromverbrauch (Energiebedarf) und Stromkosten
  • eventuelle Förderungen ODER Steuerabsetzbarkeit

 

Wärmepumpe mit Erdkollektoren

Wärmepumpen, welche die Wärme aus der Erde mittels Erdkollektoren beziehen, funktionieren im Prinzip ähnlich wie die zuvor beschriebenen Geothermie-Anlagen. Die Erdkollektoren werden dabei nicht in tiefe Bohrungen eingebracht. Es werden schlauchförmige Leitungen über größere Flächen verlegt, die im Boden unterhalb der Frosttiefe eingegraben werden.

 

 

Vorteile
  • Nutzen der Erdwärme
  • kein Kamin erforderlich
Nachteile
  • aufwändige und kostenintensive Erdkollektoren
  • stetiger Stromverbrauch
Empfohlen
  • bei Klimahaus B oder höher
  • wenn die Rahmenbedingungen stimmen
  • Niedertemperatur-Flächenheizung als Heizverteilung
  • bei günstigen Strompreisen
Anwendung
      Die Wi

 

    rtschaftlichkeit dieser Anlagen ist geringer als die der Luft/Wasser- Wärmepumpen, somit werden diese Anlagen weniger eingesetzt, auch, weil die Anfangsinvestitionen relativ hoch sind.
      Sollten die Rahmenbedingungen günstig und die Wi

 

    rtschaftlichkeit untersucht worden sein, kann diese Lösung ungeachtet dessen dennoch zur Anwendung kommen.
Wirtschaftlichkeit
  • Anschaffungskosten der Wärmepumpe
  • Erdkollektoren
  • Erdbewegungsarbeiten
  • Leistungszahl der Anlage
  • Stromverbrauch (Energiebedarf) und Stromkosten
  • eventuelle Förderungen ODER Steuerabsetzbarkeit

 

Strombetriebe Heizung

Hier erläutern wir Ihnen, ergänzend zu den bisher aufgeführten Heizanlagen, mit Strom betriebene Heizungen, die in Kombination mit den genannten Heizsystemen gewählt werden können. Dies können beispielsweise elektrische Fußbodenheizungen oder Heizstäbe sein, die der Heizungsunterstützung dienen.

Eine elektrische Fußbodenheizung kann beispielsweise dort Anwendung finden, wo die Heizverteilung im Gebäude generell mit Heizkörpern vorgesehen ist, also eine Anlage die mit hohen Vor- und Rücklauftemperaturen funktioniert und ein eigener Niedertemperatur- Heizkreis (Vorlaufpumpe, Mischer, usw.) für eine mit Wasser betriebene Fußbodenheizung eines einzigen Badezimmers, aus Kostengründen vermieden werden soll. Elektrische Fußbodenheizungen können aber auch für ganze Wohnungen vorgesehen werden, sollten Sie den Strom günstig, z.B. mit einer eigenen Photovoltaikanlage beziehen. Diese spezifischen Situationen sollte von einem Fachmann im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit untersucht werden.

Produktfoto: Heizstab Dimplex Tauchheizstäbe, die als Heizungsunterstützung in Pufferspeichern eingesetzt werden, finden oftmals in Kombination mit Wärmepumpen oder anderen Energiequellen Anwendung, bei denen die Leistung von den Witterungsbedingungen abhängig ist, z.B. Wind, Sonne und Luft. Die Heizstäbe werden dabei in den Pufferspeicher eingesetzt, bei Bedarf schalten diese ein und erhitzen das Wasser im Pufferspeicher.

 

Vorteile
  • günstig in der Anschaffung
  • überall einsetzbar
Nachteile
  • hohe Energiekosten
Empfohlen
  • Fußbodenheizmatten für Bäder bei einer Heizkörper-Heizverteilung
  • Heizstäbe als Heizungsunterstützung für Wärmepumpen
  • bei niedrigem Energiebedarf bzw. als gelegentliche Heizunterstützung
Anwendung
    Diese Installationen finden nur mäßig Anwendung bzw. es müssen die Rahmenbedingungen stimmen.
Wirtschaftlichkeit
  • primäre Heizanlage mit dazugehörigen Faktoren
  • Anschaffungskosten
  • Strompreis multipliziert mit dem anzunehmenden Energiebedarf

 

Hybridheizung

Es gibt auch Sonderausführungen, sogenannte Hybridheizanlagen. Hybrid bedeutet in diesem Fall nichts anderes als etwas Gemischtes. In diesem Fall läuft die Heizung je nach Bedarf bzw. nach Verfügbarkeit des Heizmediums mit dem einen und/oder dem anderen Heizmedium.

  • Pellet-Stückholz Hybridheizung
  • Wärmepumpe-Gas Hybridheizung

Kombinierte Heizanlagen

Eine weitere Möglichkeit besteht in der Kombination zweier oder mehrerer Wärmequellen. Diesmal nicht als Hybridanlagen, sondern als eigenständige Heizanlagen, welche alleine oder zusammen den Wärmebedarf des Gebäudes decken. In diesem Fall stellt in der Regel eine Hauptheizung die Hauptwärmequelle dar und die weiteren Wärmequellen unterstützen bei Bedarf.

  • Sonnenkollektoren in Kombination mit der primären Gebäudeheizung
  • mit Wärmetauscher ausgestatteter Heizkamin, Ofen oder Holzherd als Ganzhausheizung (siehe Ofenbauer) oder in Kombination mit der primären Gebäudeheizung
  • strombetriebene Heizspiralen als unterstützende Heizung für Wärmepumpen
  • Stückholzheizung in Kombination mit einer Gas- oder Heizölheizung
  • weitere Kombinationsmöglichkeiten

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Kamine

Kamine, Schornsteine bzw. Rauchabzüge werden bei fast jeder Heizanlage unbedingt benötigt. Für eine korrekte Ausführung der Kamine müssen die gesetzlichen Bestimmungen eingehalten werden, anderenfalls riskieren Sie, dass man Ihnen den Kamin nicht für tauglich erklärt. Die Tauglichkeitserklärung wird vom örtlichen Kaminkehrer ausgestellt.

Die Kamine werden anhand des Brennstoffes, des Heizungstyps, der Heizleistung und der Kaminhöhe dimensioniert und die entsprechende Kaminbauart gewählt. Die Wahl und Dimensionierung des Kamins erfolgt durch den Heizungsinstallateur oder Heizungsplaner. Ideal wäre auch eine Absprache mit dem örtlichen Kaminkehrer, noch bevor der Kamin vom Bauunternehmen errichtet wird.

achtung_var Überlassen Sie die Dimensionierung der Kamine nicht dem Baumeister, dies ist die Kompetenz des Heizungsinstallateurs oder Heizungsplaners.

 

Wärmepumpen, Fernheizanschlüsse und Stromheizungen benötigen keinen Kamin, da keine Rauchabgase produziert werden.

 

Kamine können mit folgenden Materialien hergestellt werden:

  • Schornstein mit hitzebeständiger Schamotteauskleidung
  • Schornstein mit hitzebeständiger Silikat-Schamotteauskleidung
  • einwandige Edelstahlrohre (INOX)
  • doppelwandige vollisolierte Kamine aus Edelstahl (INOX)
  • Kunststoffrohre

In Abhängigkeit vom Brennstoff und der Rauchgastemperatur hier eine Übersicht:

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Kamine für Brennwertanlagen

Die Kamine für Brennwertanlagen müssen feuchtigkeitsunempfindlich sein, da die Temperatur der Rauchgase niedrig ist. Aus diesem Grund wird der Kamin nicht mehr warm und somit kondensiert am Kaminmantel die Restfeuchte in den Rauchgasen. Die Menge an Kondenswasser ist sehr hoch, sodass Brennwertanlagen mit einem Abfluss versehen sein müssen. Würde das Kondenswasser den Schornsteinmantel durchfeuchten, würden mit der Zeit Mauerwerksschäden entstehen, deshalb ist die Installation von druckfesten und feuchtigkeitsunempfindlichen Kaminsystemen sehr wichtig. Für Brennwertanlagen geeignete Kaminsysteme können Edelstahlrohre oder Rohre aus temperaturbeständigem Polypropylen sein.

Alte Kamine – Umrüsten von Heizanlagen
Sollten Sie in Erwägung ziehen, die bestehende Heizanlage auszutauschen, so muss der vorhandene Kamin vorab auf seine Tauglichkeit geprüft werden, gefolgt von der Eignungsprüfung für die neue Heizungsanlage und einer Prüfung, ob der Kamin diesen Eigenschaften entspricht. Interessierte können in den Kaminrichtlinien vom LVH aus dem Jahre 2011 weitere Informationen einholen.


 

Tank

In Abhängigkeit vom gewählten Heizmedium kann die Notwendigkeit einer Lagerstätte für den Treibstoff erforderlich sein. Die anfallenden Kosten sollten stets in der Wirtschaftlichkeitsberechnung zu jedem Heizungstyp berücksichtigt werden.

Öltank

Tanks für Heizöl werden hauptsächlich unterirdisch verlegt.

Wichtige Merkmale eines Tanks sind die doppelwandige Konstruktion als Schutz gegen auslaufendes Öl und ein langlebiger und widerstandfähiger Korrosionsschutz.

Pellet-Tank oder -Behälter

Je nach Größe und Autonomie der Heizanlage, muss die Größe des Pellet-Tanks gewählt werden.

  • Pellet-Kaminöfen werden händisch mittels 15kg Säcken befüllt und kommen damit bei Dauerbetrieb ungefähr einen Tag lang aus.
  • Pellet-Heizanlagen mit seitlichem Tages-Vorratsbehälter müssen ebenfalls täglich händisch befüllt werden bzw. je nach Wärmebedarf auch seltener.
  • Pellet-Heizanlagen, welche autonom über längere Zeiträume heizen sollten, benötigen einen ausreichenden Vorrat an Pellets, wobei ein Raum, ein Tank oder ein Silo dazu vorgesehen werden muss.

Die Förderung der Pellets vom Lager bis in den Heizkessel kann unterschiedlich erfolgen:

  • Sauggebläse
  • Schneckensystem
  • Rieselanlage

Die Wahl der passenden Förderung hängt von der Position und von der Distanz des Lagers zu der Heizung ab.

Gastank

Sofern Sie Flüssiggas als Heizmedium gewählt haben, müssen Sie einen Gastank für die Lagerung des Treibstoffes vorsehen. Flüssiggastanks unterliegen den rechtlichen Vorgaben des Brandschutzes, somit muss die entsprechende Genehmigung eingeholt werden und es müssen die gesetzlichen Anforderungen eingehalten werden. Dies klingt alles etwas komplex, Sie können damit jedoch einen Gaslieferanten beauftragen.

Der Gaslieferant kümmert sich auf Wunsch um alle Dokumente und Genehmigungen, stellt Ihnen den Tank zur Verfügung und Ihnen bleibt nur die Aufgabe, den Tank an der vorgegebenen Position einzulassen und die Gasleitung bis in den Heizraum verlegen zu lassen.

Einziger Nachteil: Mit dieser All-Inklusive-Lösung verpflichten Sie sich, das Gas immer und ausnahmslos von demselben Gaslieferanten beziehen zu müssen.

Alternative: Sie kaufen selbst einen Tank, sorgen eigenständig für die Genehmigung und die sonst noch notwendigen Dokumente und können anschließend das Gas von dem Lieferanten einkaufen, der zum jeweiligen Zeitpunkt den günstigsten Preis bietet.

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