Was ist, wenn die Solaranlage den Takt angibt?

Als ich kürzlich mit unserem amtierenden Handwerker des Monats (HdM) Mai, Martin Weber, über sein zweites Lieblingsprojekt (hier nachzulesen) sprach, das wir hier ausführlich vorstellen und bei dem es um den Ersatz einer Flachkollektoren-Solarthermie-Anlage ging, die in Kombination mit einer älteren Ölheizung nicht den gewünschten Ertrag erbrachte, nannte mir Martin Weber als Grund für die Unwirtschaftlichkeit der gesamten Heizungsanlage diesen hier: „Die Solaranlage taktete den Ölheizkessel“. Was es mit dem „Takten” auf sich hat, versuche ich mal zu ergründen.

Um herauszufinden, ob und wenn ja wie eine Solaranlage in der Heizungsanlage den Takt anzugeben im Stande sein könnte, müssen wir zunächst ein wenig über das Wesen der Heizungsanlage wissen.

Die Rolle des Wärmeerzeugers in der klassischen Heizungsanlage

In einer Heizungsanlage gibt es klassischerweise Wärmeerzeuger (Heizkessel), Wärmeverteiler (Rohre, Umwälzpumpe) und Wärmeabgeber (Heizkörper). In dieser typischen Konstellation spielt der Wärmeerzeuger, im Falle des eingangs erwähnten Lieblingsprojektes von HdM Weber der ältere Ölheizkessel, die zentrale Rolle, daher auch die Bezeichnung Zentralheizung :). Alle Komponenten der Anlage verbindet das mit dem Heizkessel erwärmte Heizwasser, das als Wärmeträgermedium fungiert. In den meisten Häusern Deutschlands arbeiten solche Heizungsanlagen, wobei die Wärme zum Erwärmen des Heizwassers und Brauchwassers Großteils von der Verbrennung fossiler Brennstoffe wie Gas und Öl stammt (siehe auch meinen Artikel: Womit heizen die Deutschen?). Den geringen Anteil an Neubauten hierzulande können wir an dieser Stelle getrost vernachlässigen, er liegt im unteren einstelligen Bereich. Solaranlagen werden also in großer Zahl im Nachhinein auf das Dach (oder an die Fassade) eines bestehenden Gebäudes installiert und damit in einen bestehen Heizungskreislauf integriert: als zusätzlicher Wärmeerzeuger!

Das Ziel der Integration einer Solarthermie-Anlage in den Heizungskreislauf ist de facto die klassisch verstandene Aufgabe: Unterstützung des vorhandenen Wärmeerzeugers (Stichwort: Heizungsunterstützung), so dass der weniger Wärme erzeugen muss – und so Brennstoff und daraus resultierende Heizkosten eingespart werden. Streitig machen will die Solarthermie-Anlage dem alteingearbeiteten Ölkessel also nicht dessen Hauptrolle im Heizungskreislauf. Sie spielt in dieser nachgerüsteten Konstellation praktisch eher eine additive Rolle. Ich will hier gar nicht weiter darauf eingehen, dass die Solarthermie in modern konzipierten Neubauten mehr als eine zusätzliche Komponente ist. Mir geht es vielmehr darum, wie sie in der geschilderten Nebenrollen-Konstellation dennoch den Takt angeben kann, so dass sie das An- und Ausschalten des Heizkessels taktet.

Heizkesseltakten – was ist das?

Denn um nichts anderes geht es beim Takten des Heizkessels: Das Ein und Aus. Nur zur Verdeutlichung: Ältere Heizkessel „takten“ 120 bis 200 Mal am Tag. Als Betreiber der Heizung merkt man davon nicht viel, meist steht der Heizkessel ja hinter der dicken Sicherheitstür im Heizungsraum des Hauses. So weit, so gut – alles im Takt sozusagen.

Aber: Taktet eine Heizung übermäßig, soll das ein Zeichen dafür sein, dass sie überdimensioniert ist. Der Heizungsexperte Marc Heinen beziffert hier die Zahl überdimensionierter Heizungen auf 70 Prozent. Ihm zufolge führe das Takten der überdimensionierten Heizungen infolge des Überangebots an Leistung, das auf diese Weise kompensiert werden soll,  zu einem erhöhten Brennstoffverbrauch, in extremen Fällen könnten das Erhöhungen von bis zu 50 Prozent des Jahresverbrauchs sein. Im Schnitt belaufe sich der erhöhte Brennstoffverbrauch auf etwa 20 Prozent, schreibt Heinen. Er bewertet das Starten des Heizkessels als „die mit Abstand verlustreichste Phase des Brennvorgangs überhaupt“. Technischen Ausweg aus der zu „taktvollen“ Heizungs(an)lage böte laut Heinen ein Kesseltausch. Alt gegen neu sozusagen. Oder die Anschaffung eines Pufferspeichers, der das Überangebot an Leistung zwischenspeichere, bis es gebraucht würde. Beide Lösungen bewirkten demnach eine erhöhte Laufzeit des Kessels und eine Senkung der Einschalthäufigkeit. Aber meine Lieben, bisher ist noch keine Solarthermie-Anlage im Spiel. Denken wir uns die dazu, erhöht die nämlich schlimmstenfalls noch die Taktung, denn immerhin ist sie zweiter Wärmeerzeuger im Heizungskreislauf. Typischerweise kommt sie jedoch in Kombi mit einem Pufferspeicher ins Spiel …

Solarthermie als additive Komponente taktet den Heizkessel

Wer die Solarthermie als additive Komponente in seine Heizung integriert, schaltet Kollektoren, Pufferspeicher, Heizkessel und Heizköper oft in Reihe, wobei der Kessel die Heizzentrale spielt. Dann ist es quasi nie der Fall, dass die Solarwärme direkt in die Heizkörper fließt. Solarexperte Timo Leukefeld schildert das Geschehen im Heizkreislauf hier so: Die Kilowattstunde Sonnenwärme müsse ihm zufolge erst durch den Speicher, dann durch den Heizkessel und könne danach erst in den Heizkörper zum Verbrauch gelangen. Dabei müsse der Heizkessel das ganze Jahr an und in Bereitschaft sein. Diese Art und Weise der solaren Rücklauftemperaturerhöhung zum Heizkessel führe zur Verminderung der Brennwertnutzung, zu höheren Kesselverlusten und durch den reduzierten Restwärmebedarf auch zu höheren Kesseltaktungen. Die traditionelle solare Rücklaufanhebung verschlechtere somit den Jahresnutzungsgrad des Heizkessels. Im Ergebnis könne ein solches System zwar einiges an solarer Wärme am Wärmemengenzähler liefern, durch das verschlechterte Betriebsverhalten des Heizkessels sei die prozentuale Brennstoffeinsparung jedoch deutlich geringer als der solare Deckungsanteil. Solare Deckungsrate und solare Brennstoffeinsparung seien hier zwei unterschiedliche Größen.

Zwar reduziere laut einer Untersuchung des ZfS (Rationelle Energietechnik GmbH (gegründet 1980 als Zentralstelle für Solartechnik)) eine thermische Solaranlage die Laufzeit des Kessels während ungünstiger Betriebszeiten (Schwachlast mit evtl. häufigem Ein- und Ausschalten), heißt es in der Sonnenenergie weiter, es sei jedoch nicht eindeutig geklärt, ob sich durch die Solaranlage diese ungünstigen Betriebszeiten nur vom Sommer in die Übergangszeit verschieben, weil in der Übergangszeit der Kessel wegen der Lieferung von Solarwärme nun unter ungünstigen Betriebsbedingungen arbeite. Zudem erhöhe eine dem Kessel vorgeschaltete Solaranlage häufig die Rücklauftemperatur zum Kessel. Diese Rücklauftemperaturerhöhung dürfte demnach zu einer schlechteren Kesseleffizienz während des Gesamtjahres führen, insbesondere bei Brennwertkesseln.

Mein Fazit

Nach diesen Ausführungen wird mir sonnenklar: Wenn eine Solaranlage wie die alte des Kunden unseres Handwerkers des Monats Martin Weber in den Heizkreislauf integriert wird, in dem der Ölkessel nach wie vor die Hauptrolle als Wärmeerzeuger behält, spielt sie häufig eine untergeordnete Rolle. Zumindest solange, wie nicht die zu ihrer optimalen Integration notwendigen Parameter abgeglichen werden. Im Grunde ist sie solange quasi auch gar nicht wirklich systemisch integriert. Und auch die Antwort auf die Frage: Wer aber sollte die zentrale Rolle beziehungsweise Hauptrolle im Heizungskreislauf mit Solaranlage spielen? ist jetzt einfach, oder: Der Pufferspeicher!

Foto: melancholie / photocase.de

Zum Weiterlesen empfehle ich Euch dringend Sabines Artikel: Was ist eigentlich das Eimerprinzip?

 

 

Darf’s ein bisschen mehr sein? Passend zum Thema:

  • Martin Weber: Kollektoren machten Schluss mit unwirtschaftlichem Takten | 05/2016
  • Bereitschaftsverluste eines Pufferspeichers und Wärmedämmung
    Pufferspeicher und Bereitschaftsverlust: Auf die Wärmedämmung kommt es an!
  • Energie
    Kilowattstunde ist nicht gleich Kilowattstunde

  • Was ist eigentlich das Eimerprinzip?
mal geteilt
image_pdf

Ein Kommentar zu “Was ist, wenn die Solaranlage den Takt angibt?”

  1. Gerhard Laimer

    Ja, ein Pufferspeicher ist wichtig, jedoch die schon öfter angesprochene “Einregulierung” des Wärmeabgabesystems, akso der Heizkörper oder Fussbodenheizung spielen ebenfalls eine extrem wichtige Rolle. Denn nur dann, wenn jeder Wärmeabgabekreis nur so vile Wassermenge bekommt wie er auch braucht, bekommt auch den nötigen Temperaturunterschied zwischen Vorlauf und Rücklauf (Spreizung), kann damit auch unter Umständen die Heizkurve der Regelung niedriger einstellen und bekommt damit optimalere Bedingungen für die Nutzung der erzeugten Wärme des Heizkessels und erst recht der Solar erzeugten Wärme. Je niedriger die max. Vorlauftemperatur ist und je kälter das Rücklaufwasser aus den Wärmeabgabestellen (Heizkörper, Fusbodenheizung, etc.) ist deto höher ist der Wirkungsgrad der Gesamten anlage. Das wird leider immer wieder vergessen. Fazit: Ohne hydraulische Einregulierung kann eine Solarwärmeanlage nur teilweise ihre Vorteile ausspielen, vor allem in der Übergangszeit im Herbst und Frühjahr.

Kommentar verfassen

Ihre Emailadresse wird nicht veröffentlicht.Pflichtfelder sind so gekennzeichnet *

Erlaubtes HTML <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>