Fussbodenheizung in der Solartechnik

Wenn thermische Solaranlagen zur Heizungsunterstützung eingesetzt werden oder sogar die komplette Wärmeversorgung des Gebäudes über die günstige und umweltschonende Energie der Sonne realisiert werden soll, müssen alle Komponenten der Heizung zusammen passen und energieeffizient ausgelegt sein.

Neben der allgemeinen Anlagentechnik, wie Pufferspeicher, Schichtspeicher, Pumpen, Absperreinrichtungen und Regelanlagen sind dabei die Heizflächen von besonderer Bedeutung. Während bis vor wenigen Jahren noch die meistens kostengünstigeren Heizkörper in Form von Plattenheizkörpern, Stahlradiatoren oder Kovenktoren das Bild unserer Gebäude und Wohnungen prägte, sind unsere Komfortansprüche in den letzten Jahren deutlich gestiegen und der Einsatz von Flächenheizungen wie der Fussbodenheizung, der Deckenheizung oder der Wandheizung nimmt zu.

Ein Grund hierfür sind sicherlich die optischen Aspekte, auf den störenden Heizkörper unter dem Fenster möchte man lieber verzichten. Der zweite wichtigere Faktor ist aber, dass die Wärmedämmung unserer Gebäude, durch eine Umwelt bewusste Gesetzgebung sich deutlich verbessert hat und so den Einsatz von Flächenheizungen vermehrt ermöglicht und vor allem sinnvoll macht.

Hier kommt nun die Solaranlage ins Spiel. Der Wirkungsgrad von Solaranlagen wird durch den solaren Deckungsgrad bemessen, was heißt den Anteil an Wärmeenergie, der von der Solaranlage zur Deckung des gesamt Wärmebedarfs des Gebäudes erzeugt wird. Hierzu zählen sowohl die von der Heizung benötigte Wärmeenergie, als auch die Energie die zur Erzeugung des Warmwassers benötigt wird.

Die Sonneneinstrahlung und damit die zur Verfügung stehende Energie der Sonne sind in unseren Breitengraden eher gering, vor allem trifft dies für Zeiten zu in denen wir Wärmeenergie für die Heizung benötigen. Damit die Solaranlage einen hohen Energieertrag erbringt, muss möglichst viel diffuse Sonneneinstrahlung genutzt werden. Denn gerade in den Übergangszeiten, Frühjahr und Herbst, wenn der Bedarf an Energie für die Heizung ansteht, ist eine direkte Sonneneinstrahlung häufig nicht vorhanden. Wie hoch der Energieertrag ist, ist entscheidend davon abhängig mit welchen Vorlauftemperaturen die Solaranlage versorgt wird. Standard mäßig werden Heizungsanlagen mit Heizkörpern für Vorlauftemperaturen bis 60°C, bei eine Spreizung von 15 -20 °C, ausgelegt. Die Solaranlage müsste diese 60°C zur Deckung der Heizenergie zur Verfügung stellen. Dies ist aber nur an wenigen Tagen während der kalten Jahreszeit, wenn wir unsere Heizung benötigen, überhaupt möglich. Die Fussbodenheizung und Flächenheizungen im Allgemeinen arbeiten hier auf einem deutlich niedrigeren Temperaturniveau. Die Vorlauftemperaturen liegen im Normalfall zwischen 40 und 45°C, solche Temperaturen können von Solaranlagen auch während der Überganszeit und in den Wintermonaten häufig, selbst bei diffuser Sonneneinstrahlung, erbracht werden. Der solare Deckungsgrad steigt und somit erhöht sich auch der Wirkungsgrad der Solaranlage.

Flächenheizungen bieten aber nicht nur diesen Vorteil, im Gegensatz zu Heizkörpern arbeiten die Flächenheizungen mit sehr niedrigen Oberflächentemperaturen, hierdurch entsteht ein Selbstregelungseffekt. Je mehr sich Oberflächentemperatur und Raumtemperatur angleichen je weniger Wärmeenergie fließt. Hinzu kommt, dass derartige Heizflächen sich im Sommer dazu eignen in Verbindung mit einer Wärmepumpe die Räume zu kühlen. Die hierfür erforderliche Energie wird wiederum von der Solaranlage erbracht.

Gerade die Verbindung von Solaranlage, Wärmepumpe und entsprechenden Flächenheizungen macht es mit moderner Technik möglich, völlig auf den Heizkessel zu verzichten und sich von fossilen Brennstoffen wie Öl oder Gas zu lösen.