1. Einleitung

Bei diesem Objekt handelt es sich um ein Einfamilienhaus mit Einliegerwohnung. Dieses wurde Anfang der achtziger Jahre fertiggestellt. Bereits zur Zeit der Erstellung des Hauses wurde sehr viel Wert auf eine energetisch hochwertige Gebäudehülle gelegt (Wärmedämmziegel, Dreifachverglasung, Vollsparrendämmung). Aufgrund der guten Dämmeigenschaften des Gebäudes, war es naheliegend zunächst die Heizungsanlage auf einen aktuellen Stand zu bringen.
Wir haben uns dann Mitte 2008 dazu entschlossen die Heizungsanlage zu modernisieren. Der Fokus bei der Modernisierung lag im Wesentlichen auf drei Faktoren:
- Erhaltung noch intakter Bauteile aus der bestehenden Heizung
- Integration regenerativer Energien in das bestehende System
- Modernisierung der Heizungssteuerung, um ein Höchstmaß an Integration aller Komponenten zu erreichen und flexibel auf mögliche Veränderungen in der Zukunft reagieren zu können

2. Technische Daten Gebäude / Heizungssystem Bestand

Wie bereits eingangs erwähnt, handelt es sich bei dem Objekt um ein Einfamilienhaus mit Einliegerwohnung.
Das Gebäude wurde bislang im Wesentlichen mit einem Ölbrenner beheizt. Die Wärme wurde in einem Pufferspeicher zwischengespeichert und an die Heizungsverteilung bzw. einen separaten Warmwasserspeicher wieder abgegeben.
Zusätzlich zu dem Ölbrenner war eine Holzstückgutheizung (Hersteller HDG, Produkt SL12) installiert. Aufgrund des geringen Puffervolumens war die Nutzung des Stückgutofens jedoch nur eingeschränkt möglich.

Technische Daten Gebäude und Heizung (Bestand):
- Pufferspeicher: 300l
- Warmwasserspeicher: 200l
- Nennleistung Ölbrenner: 15kW
- Nennleistung Holzstückgutofen: 12kW
- Fläche Fußbodenheizung: ca. 300m²
- jährlicher Ölverbrauch: ca. 3.500l

Heizungsanlage Bestand Abbildung 1: Heizungsanlage Bestand

3. Vorbereitung / Planung / Projektierung

Im Vorfeld war bereits relativ klar, welche Maßnahmen zu Ausführung kommen sollten:
- Einbau einer Solaranlage
- Vergrößerung des Puffervolumens, um Holzstückgutheizung nutzbar zu machen und solare Gewinne länger puffern zu können
- Integration folgender Teile des bestehenden Heizungssystems: Ölbrenner, Holzstückgutofen, Warmwasserspeicher
- Einbau einer neuen Steuerung, die auch für eine mögliche zukünftige Erweiterung genug Flexibilität bereitstellt


Über private Kontakte kamen wir schließlich auf Herrn Bogner, dessen Konzept uns überzeugte. Anders als bei einigen Sanitärfirmen, konnte Herr Bogner die bestehenden Komponenten integrieren, neue Anlagenteile hinzufügen, die Hydraulikplanung erstellen und eine Steuerung inkl. benutzerspezifischer Programmierung vertreiben.
Der Auftrag für die Projektierung und Lieferung der erforderlichen Komponenten wurde dann Juni 2009 an Herrn Bogner vergeben.
Im Vorfeld hatte ich einige Varianten erstellt, wie das Kollektorfeld am Besten anzuordnen sei. Folgende Randbedingungen galt es zu berücksichtigen: Aufstellwinkel (um optimalen Ertrag in der Heizperiode zu erreichen), bestehende Geometrie des Daches, praktische Umsetzbarkeit, Ästhetik der gesamten Anlage.
Durch meine berufliche Tätigkeit als Architekt, hatte ich naturgemäß mehr technische Möglichkeiten hier im Vorfeld entsprechend mitzuwirken. Es wurden sowohl Varianten für die Anordnung der Kollektoren erstellt, als auch Sonnenstandssimulationen durchgeführt. Diese Simulationen sollten verhindern, dass Bauteile oder Bepflanzung eine ungewollte Verschattung des Kollektorfeldes hervorrufen würden.

Varianten Kollektorfeld Abbildung 2: Varianten Kollektorfeld

Die Anordnung der Kollektoren resultierte letzten Endes aus der Abwägung der oben genannten Randbedingungen.

Planung Kollektorfeld Abbildung 3: Planung Kollektorfeld

Die Lieferung der Bauteile erfolgte dann umgehend Mitte Juni 2009. Jetzt konnten wir also loslegen!

Diverse Bauteile nach Anlieferung Abbildung 4: Diverse Bauteile nach Anlieferung

3.1 Kollektoren

Unsere Solaranlage besteht aus 12 Kollektoren mit einer Nettofläche von 28,8m². Die Dachfläche hat eine Ausrichtung nach Süd-Ost, die Kollektoren wurden auf 40° aufgeständert. Dies ist der maximal mögliche Winkel bei der vorgegebenen Dachgeometrie.
Bei der Dimensionierung der Anlage wurde neben den o.g. Randbedingungen auch die Faustformel: Kollektorfläche = Fläche Fußbodenheizung / 10 (in m²), sowie Volumen Pufferspeicher = Kollektorfläche x 100 (in l) angewendet.
Die Befestigung erfolgte über entsprechende Systemkomponenten, bestehend aus massiven Sparrenankern, Aluprofilen und Stützdreiecken aus Aluwinkeln. Die Errichtung der Tragkonstruktion hat ca. 3-4 Arbeitsstage für eine Person gedauert.

Tragkonstruktion für Freiaufstellung Abbildung 5: Tragkonstruktion für Freiaufstellung

Konnte ich die Montage der Tragkonstruktin noch alleine bewerkstelligen, habe ich mir dann bei der Montage der Kollektoren tatkräftige Unterstützung geholt. Vielen Dank an dieser Stelle an meine Helfer!
Sehr effizient hat sich Arbeit mit drei Personen erwiesen, wobei zwei jeweils die Kollektoren aufs Dach befördern und eine Person auf dem Dach diese mittels Schraubverbindungen fixiert.

fertig montierte Kollektoranlage Abbildung 6: fertig montierte Kollektoranlage

Die Verrohrung der Kollektoren und der Zusammenschluß aller hydraulischen Komponenten wurde dann von einer Sanitärfachfirma ausgeführt.
Die Installation der elektrotechnischen Komponenten (Sensoren, Steuerung, Stromanschlüsse) habe ich dann wieder selber ausgeführt. Im Vorfeld hatte ich diese Tätigkeit ziemlich unterschätzt. Immerhin galt es 20 Sensorleitungen und 15 Steuerleitungen zu verlegen und anzuschließen. Dazu wurden von mir ca. 200lfm Kabel im Haus eingebaut.
Die Gesamtdauer für die Verkabelung und den Anschluß der Komponenten für die Steuerung betrug ca. 3-4 Tage.

3.2 Pufferspeicher

Als Pufferspeicher kommen 3 Speicher mit jeweils 1000l Volumen zum Einsatz. Eine Besonderheit der Anlage liegt in dem Puffermanagement. Zwei der drei Speicher können vom Hydrauliksystem manuell abgekoppelt werden, um das Puffervolumen im Winter zu reduzieren und damit eine schnellere Erwärmung über die Wärmeerzeuger zu erzielen.
Die Pufferspeicher sind lediglich "Wassertanks" ohne innenliegende Heizspiralen. Die Einspeisung der Solaranlage erfolgt indirekt über einen externen Wärmetauscher.
Die beiden anderen Wärmeerzeuger werden unmittelbar mit Heizungswasser betrieben und benötigen somit keine Wärmetauscher.

Abbildung 7: Heizungsraum

3.3 Wasserenthärter

Es wurde ein Wasserenthärter in die Frischwasserleitung eingebaut, um Kalkablagerungen bei hohen Temperaturen im Warmwasserspeicher (Brauchwasser) zu verhindern.

4. Heizung

Wie bereits eingangs beschrieben war ein wichtiger Bestandteil der Erweiterung des Heizungssystems der Erhalt bestehender und funktionierender Anlagenteile und deren Integration. Solange die bestehende Heiztechnik zuverlässig ihre Dienste verrichtet (und sich natürlich im Rahmen der gesetzlichen Vorschriften bewegt) haben wir keine Veranlassung gesehen, hier eine Investition zu tätigen.
Als automatischer Wärmeerzeuger dient somit der Ölbrenner (Nennleistung 15kW).
Als zweiter Wärmeerzeuger dient der Holzstückgutofen, welcher je nach "Lust und Laune" zusätzliche Wärme in die Puffer einspeisen kann.
Positiver Effekt ist hier zum einen eine CO2-neutrale Wärmeerzeugung und zum anderen ein redundantes System, falls die automatische Wärmeerzeugung doch mal ausfällt oder der Ölpreis unerträglich teuer wird.
Die Beheizung des Hauses erfolgt über einen Niedertemperaturkreis (Fußbodenheizung) und einen Hochtemperaturkreis (Heizkörper in den Bädern).
Die Warmwassererzeugung erfolgt über einen separaten Brauchwasserspeicher mit 200l Volumen.

5. Steuerung

Die Steuerung der Anlage und Überwachung aller Parameter erfolgt über eine freiprogrammierbare Universalregelung.
Vor- und zugleich Nachteil dieser Steuerung ist die absolute Flexibilität bei der Programmierung und Einrichtung.
Wie heißt es doch so schön: "Wer die Wahl hat, hat die Qual".
Wenn das endgültige Setup gefunden ist, verrichtet die Steuerung zuverlässig ihre Dienste.
Sehr positiv ist die LAN-Anbindung und damit die Möglichkeit alle Parameter vom PC aus zu überwachen.

Abbildung 8: Integration Steuerungen Bestand & Neu

6. Zusammenfassung

Die Besonderheit der Anlage liegt darin, dass neue Komponenten (Solaranlage, Pufferspeicher, Steuerung) mit bestehenden Komponenten (Holzstückgutheizung, Ölbrenner, WW-Speicher) kombiniert werden mußten.
In welchem Umfang die getätigten Umbauten sich auf die Reduktion des Ölverbrauches auswirken, bleibt zunächst abzuwarten.
Von der derzeitigen Statistik aus gesehen, kann von einem starken Rückgang des Ölverbrauches ausgegangen werden (Reduktion um ca. 30-40% des bisherigen Jahresverbrauchs).
Allerdings ist der Herbst / Winteranfang 2009 mit seinen sehr warmen Temperaturen und den sonnenreichen Tagen auch nicht wirklich repräsentativ, um eine objektive Aussage treffen zu können.

Wolfratshausen 11/2009