Hallo zusammen!

Da hier nun schon einige interessante Berichte zum Thema Energie sparen im Alltag veröffentlicht wurden, möchte ich hier die Gelegenheit nutzen um eine ebenfalls sehr wichtige Seite des Energiesparens zu beleuchten.

Wie vielleicht einige von euch schon wissen, studiere ich zurzeit Architektur an der Uni Stuttgart (im 6. Semester). Natürlich ist das Energie sparen bei uns auch ein sehr großes Thema, da ein Großteil der genutzten Energie für das Heizen unserer Wohnräume verbraucht wird. Und hier können Architekten, wenn sie sorgfältig planen das hohe Einsparpotential nutzen. Etwa durch ein gut gedämmte Fassade, eine effiziente Heizungsanlage oder das aktive oder passive Nutzen der Sonnenenergie.

Im letzten Semester habe ich ein Seminar mit dem verheißungsvollen Titel "CO2" besucht. Es ging dabei um den sorgfältigen Haushalt mit unseren kostbaren Energieressourcen und um die Reduktion der bei der Verbrennung von Brennstoffen entstehenden Treibhausgase. Natürlich betrachteten wir auch andere Aspekte, denn man kann nicht nur Energie in Form von Strom sparen, es ist auch sehr wertvoll mit Trinkwasser ressourcenschonend umzugehen.
Ein wichtiges Thema, das der Heizungssyteme wurde ebenfalls behandelt und dieses möchte ich euch heute ein wenig näher bringen. Inzwischen gibt es viele innovative Heizungssysteme von denen einige noch relativ unbekannt sind, jedoch sehr effektiv und umweltschonend sind.
Natürlich muss man immer beachten, das die neuste und beste Heizung gar keinen großen Vorteil hat, wenn man nicht entsprechende Maßnahmen ergreift um die Dämmung seines Hauses, sei es der Fassade oder der Fenster, zu verbessern. Und nicht zuletzt spielt der Nutzer dabei auch eine wichtige Rolle, denn wer die Heizung aufdreht und die Fenster offen hat um zu lüften, der heizt sprichwörtlich zum Fenster hinaus.



An dieser Stelle möchte ich euch noch einen Filmtipp geben. 2006 erschien der von Al Gore gemachte Film "An inconvenient truth" (eine unbequeme Wahrheit). Es geht darin um den sorglosen Umgang mit unserem Planeten Erde, hauptsächlich auf die amerikanische Bevölkerung bezogen, jedoch auf jede Industrienation übertragbar.




Da ich hier einen ziemlich umfangreichen Bericht veröffentliche und mir auch bewusst bin das nicht alle von euch sich da durchkampfen, vielleicht weil ja auch nicht für jeden alles was ich erzähle interessant ist, habe ich euch einen Index erstellt, damit ihr euch ein bisschen zurecht findet.

Inhalt:
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1.Behaglichkeit
2.Allgemeine Grundbegriffe
3.Verschiedene Möglichkeiten der Wärmeabgabe
4.Energiequellen
5.Heiztechniken
6.Heizungssysteme
7.Wärmespeicherung
8.Fazit



1. Behaglichkeit
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Raumklima/Behaglichkeit
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Als Behaglichkeit wird der Zustand, in dem sich der Mensch am wohlsten fühlt bezeichnet. Das Raumklima ist von entscheidendem Einfluss auf die Behaglichkeit und somit auf die Arbeitsfähigkeit eines Menschen und wird durch verschiedene Einflussgrößen bestimmt
Da dieser Zustand subjektiv bewertet wird, gibt es einen Behaglichkeitsbereich, in dem sich eine durchschnittliche Person am wohlsten fühlt. Zu den Faktoren für die Behaglichkeit gehören u.a.:

Raumlufttemperatur
Luftfeuchte
Luftbewegung
Oberflächentemperatur der Umschließungsflächen
Kleidung
Gerüche im Raum (Rauch, Küchendunst, Schweiß...)
Temperatur-Differenz Fuß-/Kopfhöhe
Kohlendioxid-Gehalt
Tätigkeit der Person


Ideales Raumklima
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Um ein behagliches Raumklima zu gewährleisten, sowie das eventuelle Anfallen von Kondenswasser das zur Schimmelbildung führen kann, gibt es einige Richtwerte zu den Hauptfaktoren der Behaglichkeit. Diese Werte geben den Bereich an, in dem sich die meisten Menschen wohl fühlen:

>>>Raumlufttemperatur: Sie sollte je nach Nutzung des Raumes zwischen 15 und 21°C betragen

>>>Luftfeuchte: Die relative Luftfeuchte sollte im Bereich von 45% bis 65% liegen

>>>Luftbewegung: Eine Luftbewegung von mehr als 15 bis 25 cm/s wird meist als Zug empfunden, daher sollte sie möglichst gering sein.

>>>Oberflächentemperatur der Umschließungsflächen: Die Differenz zwischen der Raumtemperatur und den Umschließungsflächen sollte nicht größer als 3 K sein, da es sonst zu Zugerscheinungen kommen kann.


2. Allgemeine Grundbegriffe
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Bestimmt hat jeder von euch schon mal einen Zeitungsartikel gelesen oder einen Fernsehbericht gesehen, in denen diverse Fachbegriffe verwendet wurden deren Bedeutung euch nicht ganz klar war.
In meinem Bericht gibt es auch das ein oder andere Wort aus dem Fach-Chinesisch, daher werde ich euch erst mal ein paar Grundbegriffe erläutern:

Grundbegriffe
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>>>Energiequellen / Brennstoffe
Eine Energiequelle besitzt Energie in einer Form, die der Mensch in eine für ihn brauchbare Form der Nutzenergie (Strom, Heizwärme, Antriebsenergie,...) umwandeln kann.

>>>Brennwert:
Der Brennwert eines Stoffes gibt die Wärmemenge an, die bei seiner vollkommener Verbrennung frei wird, wobei auch die enthaltene Wärmemenge der entstandenen Abgase berücksichtigt wird.

>>>Heizwert
Der Heizwert ist die bei einer Verbrennung maximal nutzbare Wärmemenge, bei der es nicht zu einer Kondensation des im Abgas enthaltenen Wasserdampfes kommt. Er wird auf die Menge des eingesetzten Brennstoffs bezogen.

>>>Energiebedarf
Der Energiebedarf gibt an, wieviel Energie benötigt wird um einen bestimmten Vorgang zu verrichten. Wenn man vom Primärenergiebedarf spricht, meint man die Menge an Energie, die den Jahresheizenergiebedarf, den Trinkwasserwärmebedarf sowie die zur Herstellung und Aufbereitung der Brennstoffe benötigte Energie miteinbezieht.
Der oftmals falsch verwendete Begriff "Energieverbrauch" bezieht sich auf den menschlichen Verbrauch von Brennstoffen.

>>>Heizlast
Die Heizlast gibt an, wie viel Wärmemenge pro Zeiteinheit zugeführt werden muss, um eine konstante Innentemperatur zu gewährleisten und Wärmeverluste auszugleichen. Die in Abhängigkeit der Wohnlage, Beschaffenheit der Umgebungsflächen und dem Bestimmungszweck berechnete Heizlast bestimmt die Notwendigkeit von Wärmeschutzmaßnahmen und die Auslegung der Heizungsanlage. Bei der Ermittlung der Heizlast gehen auch Transmissionswärmeverluste sowie Lüftungswärmeverluste mit ein.

>>>Heizungssysteme

Sie werden benötigt um den erforderlichen Wärmebedarf eines Haushalts in den kälteren
Jahreszeiten sowie die Erwärmung des Trinkwasserbedarfs zu gewährleisten.

>>>Wärmeabgabeprinzipien

Wärmestrahlung
Die Wärmestrahlung ist eine Art der Wärmeübertragung, die ohne ein Transportmittel funktioniert. Jeder Körper emittiert und absorbiert permanent Wärme. Es findet ein ständiger Wärmeaustausch vom wärmeren Körper zum kälteren Körper statt, wobei der wärmere Körper einen Teil seiner Energie in Form von Strahlungswellen solange abgibt, bis ein Temperaturausgleich stattgefunden hat. In diesem Zustand gleichen sich Emission und Absorption aus.

Konvektion
Als Konvektion bezeichnet man die Wärmeübertragung mithilfe eines Transportmittels (wie Luft oder Wasser). Es gibt zwei unterscheidliche Arten, die freie oder natürliche Konvektion und die erzwungene Konvektion. Hierbei wird das Transportmittel mithilfe eines Gebläses oder einer Pumpe befördert, wohingegen die natürliche Konvektion aufgrund von Druckunterschieden, eines Gefälles oder der Masse stattfindet.

Konduktion
Als Konduktion oder auch Wärmeleitung bezeichnet man den Wärmeaustausch ohne einen Stofftransport auf atomarer Ebene. Moleküle mit einer höheren Temperatur haben eine höhere Bewegungsenergie. Diese überträgt sich durch Stöße auf langsamere Teilchen, die dadurch eine höhere Bewegungsenergie haben und somit wärmer werden. Dies geschieht so lange, bis ein Gleichgewicht vorliegt.



3. Abgabesysteme
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In vielen Haushalten besteht das Wärmeabgabesystem aus Radiatorenheizungen, jdeoch gibt es noch eine vielzahl anderer Systeme, die verschiedene Vor-und Nachteile haben. Einige stellen besondere Ansprüche an die Heizung, wodurch man bei der Umstellung eines Heizsystems auch auf das Abgabesystem achten sollte.


Flächenheizungen
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Den Raumabschluss bildende Bauteile können zusätzlich auch eine Heizfunktion erfüllen. Durch eingebaute Warmwasserrohre, Warmluftkanäle oder Heizwiderstände werden Boden, Decke oder Wände erwärmt.
Die im Vergleich zu Heizkörpern größere Abstrahlungsfläche von Flächenheizungen hat den Vorteil, dass diese mit einer geringeren Vorlauftemperatur betrieben werden können, die zwischen 25°C und 35°C liegt. Durch das lange Heizrohrsystem ist die Regelbarkeit von Flächenheizungen aber sehr schlecht, da das System nur träge auf Temperaturänderungen reagieren kann. Ebenso ist die Anlaufzeit des Systems recht hoch, was ein schnelles Aufheizen verhindert.


>>> Fußbodenheizungen
Durch die großflächige Verteilung der Wärme ist ein gleichmäßiges Aufheizen des Raumes gewährleistet, wobei es im bodennahen Bereich oft zu warm sein kann.
Ein Vorteil von Fußbodenheizungen ist, dass man keine räumlichen Einschränkungen, wie beispielsweise beim Möblieren des Raumes hat.

>>>Deckenheizungen
Deckenheizungen haben ähnliche Eigenschaften wie Fußbodenheizungen. Hier wird unnötigerweise der Deckenbereich sehr warm. Dadurch und auch aufgrund der Eigenschaft warmer Luft nach oben zu steigen, dauert es etwas länger den Raum aufzuheizen.

>>>Wandheizungen
Wandheizungen gibt es mit in unterschiedlichen Varianten, für die Verlegung im Nassputz, als fertige Bauteile in Trockenbauwänden oder als hinterlüftete Systeme. Jedoch hat man bei Wandheizungen das Problem, dass sie nicht verstellt werden dürfen.


Heizkörper
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Heizkörper gibt es in den verschiedensten Arten, Größen und Eigenschaften. Sie geben die Wärme nicht nur durch Konvektion an den Raum ab, sondern haben zum Teil auch einen großen Strahlungswärmeanteil. Je höher dieser Anteil ist, desto angenehmer wird die Wärme vom Menschen empfunden.
Heizkörper benötigen aufgrund ihrer relativ geringen Außmaße eine hohe Vorlauftemperatur von ungefähr 70°C. Aufgrund dessen trocknet die Luft im Raum leichter aus. Auch die Temperaturverteilung ist nicht optimal, da sich die Wärme meist von einem Punkt im Raum verteilt und durch die Zirkulation der Luft zusätzlich Staub aufwirbelt.
Im Gegensatz zu Flächenheizungen sind Heizkörper gut regelbar und haben eine kurze Anlaufzeit.


>>>Radiatoren
Radiatoren geben einen Großteil der Wärme durch Konvektion ab, haben jedoch einen hohen Anteil an Strahlungswärme.
Sie bestehen meist aus einem Material mit sehr guten Wärmeleiteigenschaften. Sie bestehen aus einzelnen Röhrenelementen und werden vom Wärmeträgermedium Wasser durchströmt. Aufgrund ihrer Bautiefe hat man räumliche Einschränkungen, aufgrund ihrer Form sind sie schwer zu reinigen.

>>>Plattenheizkörper
Plattenheizkörper bestehen aus glatten oder profilierten Stahlblechen, auf deren Rückseite sich Heizwasserrohre befinden. Sie weisen eine geringere Bautiefe im Vergleich zu Radiatoren gleicher Leistung auf.

>>>Konvektoren
Konvektoren bestehen aus einem Heizrohr um das zur Verbesserung der Heizleistung rechteckige Lamellen angebracht sind. Die Wärmeabgabe erfolgt an die vorbeiströmende Luft und wird so hauptsächlich durch Konvektion abgegeben. Häufig werden Konvektoren als Fassadenheizungen in einem Bodenkanal verwendet (Unterflurkonvektor). Durch den geringen Wasserinhalt benötigen sie eine kurze Anlaufzeit.


Luftheizung
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Luftheizungen lassen sich gut regeln und haben eine kurze Anlaufzeit. Durch ihre hohe Betriebstemperatur kann es zur Luftaustrocknung kommen und durch dabei entstehende Luftbewegung zu Staubaufwirbelungen. Sie schränken aufgrund ihrer Bautiefe und Form räumlich sehr ein und werden hauptsächlich für zeitweise genutze Räume verwendet.



4. Energiequellen
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Außer den typischen Energiequellen Öl und Gas, die einen Großteil unseres Energiebedarfs decken, gibt es noch unzählige andere Energiereserven, die teilweise im Kommen, teilweise noch in der Forschung stecken.
Besonderes Augenmerk liegt zur Zeit auf den regenerativen Energiequellen, da sie die Umwelt und auf Dauer auch den Geldbeutel schonen.


Feste Brennstoffe
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Feste Brennstoffe sind natürlich gewachsene Pflanzen oder abgelagerte und versteinerte Sedimente. Sie sind u.a. wegen ihrer Aufwändigen Herstellung bzw. Aufbereitung und dem hohen Lagerraumbedarf durch Öl und Gas abgelöst worden. Vermehrt ist Holz zur Zeit aufgrund des schnelleren Nachwachsens und der geringen Umweltbelastung wieder gefragt.

>>>Braunkohle/Steinkohle
Bräunlich-schwarzes bzw. schwarzes, lockeres bzw. festes Sedimentgestein, das durch Carbonisierung von Pflanzenresten entstand und zu mehr als 50 Prozent seines Gewichts aus Kohlenstoff besteht. Kohlen zählen zu den fossilen Brennstoffen.

>>>Koks
Koks besteht aus entgaster Steinkohle und verbrennt vollkommen rauch-und rußfrei. Es zerfällt nicht und die Verbrennung ist gleichmäßig und gut regelbaren.

>>>Scheitholz:
Bei Stückholz oder Scheitholz handelt es sich um Brennholz mit einem ungefähren Durchmesser von 14 cm und einer Länge von ca. 40 cm. Um eine optimale emissionsarme Verbrennung zu erreichen, sollte das Holz gestapelt werden und muss anschließend zur Trocknung ein bis zwei Jahre lagern.Brennholz ist nicht nur wegen des hohen Heizwertes sehr beliebt. Bei der Verbrennung entstehen sehr schöne optische und akustiscihe Effekte was zu einem Gefühl der Behaglichkeit und inneren Wärme führt.

>>>Hackschnitzel
Holzhackschnitzel sind zerkleinertes Holz (Hackgut). Jedes naturbelassenes Holz kann zu Hackschnitzel verarbeitet werden. Die Vorteile von Holzhackschnitzel im Vergleich zum Scheit- und Stückholz liegen vor allem in seiner Schüttfähigkeit, was die Verfeuerung in vollautomatischen Heizungsanlagen ermöglicht. Die Qualität von Holzhackschnitzel hängt unter anderem vom Wassergehalt (hohe Feuchtigkeit => geringerer Heizwert), vom Rindenanteil (je mehr Rinde, desto mehr Asche) und der Schüttdichte ab.

>>>Pellets
Holzpellets sind normierte Presslinge aus naturbelassenen Restholz. In der Regel werden Hobel- und Sägespäne aus der holzverarbeitenden Industrie zu Holzpellets verarbeitet. Ohne Bindemittel wird unbehandeltes und getrocknetes Restholz unter hohem Druck verdichtet. Damit wird das Volumen der Holzreststoffe erheblich reduziert. Durch die Schüttfähigkeit und den hohen Heizwert werden Pellets immer beliebter.


Flüsstige Brennstoffe
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>>>Heizöl
Erdöl ist ein in der Erdkruste eingelagertes, hauptsächlich aus verschiedenen Kohlenwasserstoffen bestehendes Gemisch, das im Allgemeinen durch Bohrung aus der Erde gewonnen wird. Es ist ein mehr oder weniger zähflüssiges Gemisch und zeigt eine hellgelbe bis schwarzbraune Färbung. Durch die zur Neige gehenden Erdölvorkommen unterliegt der Erdölpreis derzeit starken Schwankungen.

>>>Pflanzenöl
Pflanzenöle zählen zu den Fetten und fetten Ölen, sie werden aus Ölpflanzen gewonnen, wie z.B. Raps, Sonnenblume, Leindotter, Hanf oder Flachs.
Aus klimatischen Gründen lässt sich Raps hierzulande am kostengünstigsten anbauen und verwerten. Bei der Kaltpressung wird die gereinigte Ölsaat durch mechanischen Druck bei Temperaturen von max. 40°C ausgepresst. Der Flammpunkt von Pflanzenölen liegt mit rund 240 °C deutlich höher als der von Diesel. Pflanzenöl ist deshalb sicherer zu lagern und zu transportieren.


Gasförmige Brennstoffe
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>>>Flüssiggas (Propan; Butan)
Als Flüssiggas werden durch Kühlung und Kompression verflüssigte Gase bezeichnet, die entweder bei Normaldruck aufgrund der Verdampfungsenthalpie bei entsprechender Wärmeisolation kalt und flüssig bleiben (z.B. Sauerstoff- und Stickstofftanks) oder, um flüssig zu bleiben, unter Druck stehen (z.B. Propan und Butan in Feuerzeugen, Camping-Gasflaschen, in Flüssiggastanks zu Heizzwecken). Sie bestehen aus Propan oder Butan und sind Abfallprodukte der Raffinerien.

>>>Naturgas (Erdgas)
Erdgas ist ein fossiler Brennstoff, der im wesentlichen (über 75-95%) aus Methan besteht, einem farb- und geruchlosen Gas. Zur Wahrnehmung wird das Erdgas daher mit einem intensiv riechenden Warnstoff - einer Schwefelwasserstoffverbindung - riechbar gemacht. Es tritt häufig zusammen
mit Erdöl auf, da es ebenso aus Pflanzenresten, die in Gesteinsschichten lagern, entstand.

>>>Wasserstoff
Wasserstoff ist ein Energieträger, bei dem man durch seine Herstellung elektrische Energie in chemische Energie umwandelt. Bei seiner Herstellung ist zu beachten mithilfe welcher Energiequelle dies geschieht. Nur die Verwendung natürlicher, regenerativer Energiequellen ist sinnvoll im Hinblick auf die gewünschte Vermeidung des CO2 Ausstoßes.


Elektrischer Strom
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Ja, richtig. Man kann auch mit Strom heizen.
Elektrischer Strom als Energiequelle in Elektroheizungen wird bei uns oft nur für den kurzzeitigen Bedarf in Heizlüftern eingesetzt. Als Heizung von Wohnungen sind zum Teil Nachtstrom-Speicher-Heizungen im Gebrauch, die die Energie des kostengünstigeren Nachtstroms zur Aufheizung eines Speichers nutzen und zu jeder Tageszeit bei Bedarf wieder abgeben.

In Gebieten, in denen Energie im Überfluss vorhanden ist (z.B. eine effizieinte Photovoltaiknutzung möglich ist), kann Heizen mit Strom sogar Ressourcensparend sein.


Fernwärme
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Wird die Wärme zentral in einem Heizkraftwerk erzeugt oder die Prozessabwärme aus Industrieanlagen oder Müllverbrennungsanlagen genutzt und an mehrere räumlich entfernte Wärmeabnehmer verteilt, so spricht man je nach Größe des Wärmeverbundes, von einer Nahwärme- beziehungsweise Fernwärmeversorgung. Derartige Wärmeverbundnetze finden bei der Wärmeversorgung von Stadtteilen und in Industrieanlagen Verwendung. Als Brennstoffe werden hier überwiegend Erdöl, Erdgas oder Kohle eingesetzt, immer häufiger inzwischen auch Biomasse.


Erneuerbare (Regenerative) Energien
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Energie kann nicht verbraucht, sondern nur in andere Energieformen umgewandelt werden. Jedoch können verschiedene Energiequellen
erschöpft werden. Der Begriff der erneuerbare Energie bezeichnet solche Energiequellen, die für den menschlichen Maßstab als unerschöpflich gelten. Dazu gehören unter anderen die Sonnenenergie, Erdwärme, Biomasse, Gezeizenkräfte sowie Wind- und Wasserkraft, wobei die letzten drei Arten hauptsächlich zur Stromerzeugung verwendet werden.


>>>Sonnenenergie (Solarthermie)
Die von der Sonne auf die Erde auftreffende Menge an Energie übersteigt den weltweiten Bedarf um ein Vielfaches. Aus diesem Grund versucht man verstärkt in der Solarthermie die thermische Energie der Sonnenstrahlung für den Menschen nutzbar zu machen.

In der Architektur wird bei der passiven Nutzung die Sonnenenergie direkt, also ohne technische Geräte, ein Gebäude z. B. durch entsprechend ausgerichtete Fensterflächen erwärmt.

Von aktiver Nutzung spricht man dann, wenn speziell konstruierte Absorberflächen Sonnenwärme sammeln und diese mit Hilfe eines Wärmeträgermediums z. B. Wasser oder ein Sole-Wasser-Gemisch zu einem Wärmespeicher transportiert wird. Zunehmend werden auch solar betriebene Absorptionskältemaschinen für die Gebäudeklimatisierung eingesetzt.

>>>Erdwärme (Geothermie)
Die Geothermie befasst sich mit der Nutzung der in der Erdkruste gespeicherten Wärme. Es gibt verschiedene Arten der Geothermie.

Bei der tiefen Geothermie macht man sich die enorm hohen Temperaturen im Erdinneren zu Nutze. Je tiefer man bohrt, desto wärmer wird es. Dadurch kann man mit sogenannten Wärmepumpen die Energie oberhalb der Erdoberfläche nutzen.

Bei der Oberflächennahen Geothermie wird zudem das Aufheizen der Erdoberfläche durch die Sonnenenergie genutzt. In ca. 5 bis 10 Metern Tiefe herrscht in Deutschland eine konstante Temperatur des Erdreichs von ca. 10°C. Im Sommer kann ein Gebäude durch den Einsatz von Wärmepumpen auch gekühlt werden.

Die Erdwärme ist eine absolut umwelt- und klimafreundliche Energiequelle, und ist dauerhaft und überall verfügbar, egal zu welcher Jahreszeit oder bei welchem Wetter.

>>>Biomasse
Als Biomasse gelten organische Substanzen, die durch ihre Verbrennung Energie freisetzen die zum Heizen genutzt werden kann. Dazu zählen Holz, Stroh, aus beispielsweise Zuckerrohr gewonnener Alkohol, Rapsöl, sowie aus vergärte Gülle und organischer Abfälle gewonnene Biogase. Sonnenenergie wird von Pflanzen durch Photosynthese in biochemische Energie umgewandelt, die als Wärmeenergie bei der Verbrennung freigesetzt wird.



5. Heiztechniken
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>>> Standardheizkessel
Bisher gebräuchliche Heizkessel müssen das ganze Jahr über mit hohen Systemtemperaturen betrieben werden, da sie in der Regel auf Vorlauftemperaturen von bis zu 90°C ausgelegt sind. Dadurch kann keine
optimale Anpassung an den Wärmebedarf stattfinden, und es kommt zu hohen Abgaswärmeverlusten sowie zu einem geringen Jahresnutzungsgrad und somit sehr unwirtschaftlich. Modernere Heizungsanlagen die beispielsweise mit Fußbodenheizungen kombiniert sind, kommen mit wesentlich geringeren Vor- und Rücklauftemperaturen aus.

>>> Niedertemperaturtechnik
Die stetige Verbesserung der Regeltechnik von Heizungsanlagen macht es möglich, die Heizwassertemperaturen an die Außentemperaturen anzupassen ohne die Gefahr der Korrosion des Kessels. Diese wird verhindert, indem die Temperatur im Kessel nicht die Taupunkttemperatur der Rauchgase unterschreitet (40°C - 60°C).
Die dafür entwickelten Heizkessel haben eine Vorlauftemperatur von ca. 40 - 70°C und sparen dadurch erheblich viel Energie. Sie benötigen aber größere Heizkörperflächen, wodurch sie besonders wirksam zusammen mit Fußbodenheizungen werden.

>>>Brennwerttechnik
Brennwertkessel werden ebenfalls mit sehr niedrigen Temperaturen betrieben. Die in den Abgasen enthaltene latente Wärme wird bei der Brennwerttechnik ebenfalls genutzt. Mithilfe eines Wärmetauschers wird der Wasserdampf der Abgase zur Kondensation gebracht und deren Verdampfungswärme genutzt.
Die Angabe des Wirkungsgrads bei Heizkesseln wird auf den Heizwert, der die Kondensationswärme nicht berücksichtigt, bezogen. Die effizientere Nutzung des Brennstoffs macht Wirkungsgrade der Brennwertkessel von über 100% möglich.



6. Heizungssysteme
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Kohle/Koks
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Kohle und Koks dienen schon seit Jahrhunderten zur Raumwärmeversorgung. Früher war es eine sehr mühsame und zeitaufwändige Angelegenheit mit Kohle- oder Koksöfen einzelne Räume zu beheizen, heutzutage gibt es sie als Kombination mit Festbrennstoffkessel und Pufferspeicher, was einen höheren Heizkomfort mit sich bringt. Doch das manuelle Beschicken der Heizzentrale bleibt leider weiterhin nicht erspart. Die Technik dieser Anlagen ist einfach,
preiswert und hat sich über die Jahre bewährt.


Scheitholzofen/Kamin
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Holzscheite sind oftmals sehr günstig zu bekommen, jedoch müssen solche Anlagen auch täglich manuell beschickt werden. Bei Scheitholzanlagen lohnt sich die Verwendung eines Pufferspeichers, da benötigte Menge an Holz nicht genau abgeschätzt werden kann und ein kurzzeitiges Ausschalten des Ofens nicht möglich ist. Mit einem Pufferspeicher wird überschüssig freigesetzte Wärmeenergie zwischengespeichert und die Anlage kann für einen gewissen Zeitraum abgeschaltet werden.

Offene Kamine werden fast ausschließlich mit Scheitholz betrieben. Ihr energetischer Wirkungsgrad ist jedoch gering und der Schadstoffausstoß durch den unvollständigen Verbrennungsprozess zudem relativ hoch. Kamine werden als sehr gemütlich empfunden und auch als Gestaltungselement
verwendet. Sie werden weniger als primäre Wärmequelle benutzt, eher als zusätzliche, gleichzeitig gemütliche Heizung für die Übergangszeit.


Hackschnitzel/Pelletofen
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Unter den Kessel- Pelletsheizungen gibt es halbautomatische Anlagen, die mit der Hand zu befüllen sind, sowie vollautomatischen Systeme, bei denen die Pellets mit einer elektrisch betriebenen Förderschnecke oder Saugleitung aus einem Tank, Silo oder Lagerraum in den Kessel befördert werden. Die Kessel haben eine elektrische Zündung sowie eine Steuerung der Zuführung der Holzpellets und der Verbrennungsluft. Anfallende Asche kann als Gartendünger sinnvoll verwendet werden.

Zur Nutzung als einziger Wärmeerzeuger in Niedrigenergie- oder Passivhäusern werden auch kleine Geräte mit geringen Leistungen verwendet. Automatisch beschickte Holzhackschnitzel- und Pelletsanlagen haben inzwischen einen mit Öl- oder Gasheizungen vergleichbaren Automatisierungsgrad.


Ölheizung
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Die Ölheizung zählt zu den am weitesten verbreiteten Heizungsanlagen. Hier wird automatisch das Öl aus dem Tank in einem Lagerraum zur Heizungsanlage mittels einer Pumpe befördert und nach einer Vorwärmung
in den Brennerraum eingespritzt und dadurch zerstäubt. Dort wird das Öl-Luft Gemisch gezündet und brennt ohne weitere Zündungen weiter. Die Verbrennungsgüte ist abhängig vom Grad der Zerstäubung, wenn dieser unzureichend ist können sich Rußablagerungen bilden und somit einen höheren Heizölbedarf bedingen. Durch die Schwefelbestandteile besteht
zudem Korrosionsgefahr.


Gasheizung
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Auch die Gasheizung zählt zu den momentan am weitesten verbreiteten Heizungsanlagen. Durch die direkte Anbindung an das Gasversorgungsnetz entfällt hierbei die Lagerung des Brennstoffs. Bei der Verbrennung von Gas ist keine Vorbereitung wie vorwärmen oder zerstäuben notwendig. Das Gas wird bei athmosphärischen Brennern durch eine Sogwirkung geräuschlos in die Brennkammer gesogen, bei anderen Brennerarten ist ein Gebläse notwendig. Eine spezielle Zündsicherung verhindert die Explosionsgefahr beim Austritt unverbrannten Gases. Gas verbrennt zudem sauberer als Öl, wodurch bei kleineren Anlagen auf einen Schornstein zugunsten eines Abluftrohrs verzichtet werden kann.


Elektrische Heizung
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Elektrischer Strom kann nicht zu den Brennstoffen gezählt werden, er kann allerdings durch Umwandlung von elektrischer Energie in Wärmeenergie zum Heizen verwendet werden. Die Wärme wird hierbei durch einen elektrischen Widerstand eines stromdurchflossenen Leiters erzeugt. Direktheizgeräte kommen bei Tag für Räume in Frage, die nur selten und kurzzeitig benutzt werden, da diese Geräte sehr schnell reagieren und aufgrund des hohen Strompreises keine günstige Heizvariante darstellen.

Bei den Speicherheizgeräten bilden schwere keramische Materialien den Speicherkern, der durch Heizleiter auf bis zu 600°C erwärmt werden kann und die Wärmeenergie zeitverzögert an einen Raum abgeben kann. Zur Aufheizung des Speichers wird der verbilligte Nachtstrom genutzt.
Problematisch ist der schlechte Gesamtwirkungsgrad, der die Stromerzeugung einschließt, im Vergleich zur direkten Verbrennung von fossilen Energieträgern.


Fernwärmeversorgung
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Als Fernwärme wir die Nutzung thermischer Energie bezeichnet, die nicht dort erzeugt wird wo sie benötigt wird. Hierfür gibt es unter anderem Blockheizkraftwerke, die sich den Effekt der Kraft-Wärme-Kopplung zu Nutze machen um ihren Wirkungsgrad zu erhöhen. Die bei der Stromerzeugung anfallende Abwärme wird in angrenzenden Stadtteilen zur Heizung verwendet. Auch die Abwärme aus Industrieprozessen oder aus Müllverbrennungsanlagen wird über Rohrleitungen mithlife eines Trägermediums, meist Wasser oder Wasserdampf, zur Übergabestation transportiert.


Wärmepumpenheizung
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Wärmepumpenheizungen nutzen unterschiedliche Wärmequellen wie die Umgebungsluft, das Grundwasser oder das Erdreich (Geothermie) um die dort vorhandene Wärme mittels einer Wärmepumpe auf ein höheres Temperaturniveau zu bringen um damit Heizen zu können. Es gibt zwei grundsätzlich verschiedene Arten von Wärmepumpen. Die Absorptionswärmepumpe und die Kompressionswärmepumpe (Adsorptionswärmepumpe) die für die Gebäudeheizung gebräuchlichste Variante.

Bei der Kompressionswärmepumpe wird ein Wärmeträgermedium mit einem sehr niedrigen Siedepunkt im Wärmepumpenkreislauf durch die Umweltwärme zum verdampfen gebracht. Im zweiten Arbeitsschritt bringt ein elektrisch angetriebener Kompressor das verdampfte Wärmeträgermittel unter hohem Druck auf ein höheres Temperaturniveau. Nun wird die so gespeicherte Energie an den Heizkreislauf, der sich auf einem niedrigeren Temperaturniveau befindet, abgegeben. Dabei verflüssigt sich das eingesetzte Medium wieder. Im letzten Schritt wird im Expansionsventil wieder der Druck abgebaut und der Kreislauf beginnt von vorne.

Die durch dieses Prinzip bedingte geringe Vorlauftemperatur wird insbesondere bei Fußbodenheizungen benötigt um keine unnötige Heizenergie zu verschwenden. Ein großer Vorteil der Wärmepumpenanlagen
sind die Einsparungen im Bereich der Brennstoffe, da diese hier samt Lagerung entfallen. Lediglich die erhöhten Stromkosten die zum Betrieb des Kompressors und der Punpe benötigt werden, schalgen hier zu Buche, wobei man dies mit Photovoltaikzellen wieder kompensieren könnte. Viele dieser Systeme können durch Umkehrung der Funktionssweise im Sommer zur Kühlung eingesetzt werden.


Sonstige
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>>>Photovoltaik/Solarthermie
Die passive Nutzung der solaren Energie setzt lediglich ausreichend dimensionierte und gut geplante Fensterflächen voraus. Bei der aktiven Nutzung der Sonnenenergie gibt es unterschiedliche Nutzungsmöglichkeiten.
Es gibt die sogenannten Photovoltaikzellen, mit deren Hilfe man Sonnenenergie in elektrische Energie umwandeln kann in dem die Strahlungsenergie des Lichts direkt von den Solarzellen in elektrische Energie
umgewandelt werden.

Außerdem gibt es die Nutzung der Solarthermie zur Erwärmung des Trinkwassers und der Heizungsunterstützung. In Flach- oder Vakuumröhrenkolektoren befindet sich ein Sole-Wasser-Gemisch, das durch die Sonneneinstrahlung auf eine sehr hohe Temperaturniveau gebracht wird. Wie bei einer Wärmepumpe wird die Energie dieses Gemischs in einem Wärmetauscher an das Wasser im Trinkwasserspeicher oder bei ausreichender Größe der Kollektorfläche auch an den Heizkreislauf abgegeben.

>>>Brennstoffzelle
Eine Brennstoffzelle besteht aus zwei durch einen Elektrolyten getrennten Elektroden. An der Anode befindet sich der Brennstoff wie etwa Wasserstoff, an der Kathode das Oxidationsmittel, z.B. Sauerstoff. Durch den Elekrolyten
gelangen nur bestimmte Ionen, meist Protonen. Damit es zu einer Reaktion der beiden Stoffe kommen kann, müssen Elektronen über einen externen Stromkreis ausgetauscht werden können. An der Anode wird nun der Wasserstoff oxidiert, es werden Elektronen frei und gelangen über den angeschlossenen Stromkreis zur Kathode. Dieser Elektronenfluss
macht die Brennstoffzelle zur Stromquelle. Die Protonen gelangen durch den Elektrolyten und reagieren mit Sauerstoff zu Wasser, das als Reaktionsprodukt übrig bleibt.
Diese Entwicklung steckt zwar noch in den Kinderschuhen, findet aber bereits beim Antrieb von Linienbussen Verwendung.



7. Speicherung
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Um nicht direkt auf den momentanen Energiebedarf reagieren zu müssen, gibt es verschiedene Speichermöglichkeiten für Wärmeenergie. Die verschiedenen Systeme können genau auf die Anforderungen eines Haushalts ausgelegt, sowie an die Heizungsanlage angepasst werden. Es wird unterschieden nach internen und externen Speichern. Die externen Speicher, aufgrund ihres großen Volumens auch Langzeitspeicher genannt, decken den Bedarf an Warmwasser oft über längere Zeit, teilweise reicht ihr Speichervermögen für die Wintermonate aus. Es gibt auch Sammelspeicher, die für mehrere Gebäude zusammen dienen. Die am häufigsten verwendeten Speicher sind die internen Speicher, sie sind für einige Tage ausgelegt.

Latentspeicher
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Die Temperatur eines Speichermediums erhöht sich bei der Zufuhr von Wärme, solange er in seinem Aggregatszusatnd bleibt. Bei der Latentwärmespeicherung nutzt man den Effekt des Phasenübergangs. Wenn beispielsweise ein Feststoff erwärmt wird, und die Temperatur des Phasenübergangs erreicht, beginnt er zu schmelzen, ohne eine weitere Temperaturänderung, bis das Material vollständig geschmolzen ist. Erst dann erhöht sich seine Temperatur bei der weiteren zuführung von Wärmeenergie. Materialien die für diese Art der Speicherung verwendet werden nennt man Phase change materials (PCM).

Pufferspeicher/Schichtenspeicher
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Bei Holzheizungsanlagen kann man nicht wie bei Gas oder Öl die Heizungsanlage abschalten wenn genügend Wärmeenergie zur Verfügung steht. Daher dimensioniert man hier den Wärmespeicher größer, um ein effizienteres Umgehen mit dem Rohstoff zu erlangen, der dann vollständig Verbrennen kann da die überschüssige Wärme nun gepuffert werden kann. Die Heizungsanlage kann abgeschaltet werden, wenn der Pufferspeicher ausreichend warm ist. Der Pufferspeicher ist meist sehr hoch und schmal um eine gute Temperaturschichtung zu erlangen. Kaltes Wasser befindet sich unten, warmes steigt nach oben und wird von dort bei Bedarf aus dem System genommen.

Auch bei Solaranlagen sowie zur Überbrückung der sogenannten Stromsperrzeiten während der Hauptlastzeiten, die bei der Wärmepumpe einzuhalten sind, kann ein Pufferspeicher von Vorteil sein.

Kombispeicher
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Größere Solarthermieanlagen können auch die Heizung unterstützen. Damit man nicht zwei Speichergeräte aufstellen muss, arbeiten sie mit einem Kombispeicher. Diese sind große Pufferspeicher die das Heizwasser beinhalten und im oberen Bereich einen integrierten Brauchwasserspeicher haben. Die Oberfläche des Brauchwasserspeichers dient dabei als Wärmetauscher. Die Solarthermieanlage erwärmt denselben Speicher wie die Heizungsanlagen, die bei ausreichender Leistung der Solaranlage auch automatisch abschlatet. Durch das Tank-in-Tank Prinzip wird so auch gewährleistet, das das Brauchwasser ausreichend warm ist.



8. Fazit
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Natürlich kann jetzt nicht jeder von euch gleich zum nächsten Heizungsbauer rennen uns sich eine neue Heizungsanlage kaufen. Das ist in der Regel ziemlich kostspielig. Doch vielleicht schaut ihr mal bewusster eure Ölrechnung an (oder was auch immer ihr für eine Energiequelle verwendet) und überschlagt mal ob sich eine Renovierung in nächster Zeit vielleicht nicht doch lohnt. Vielleicht ist eure Heizung ja auch bald fällig, dann könnt ihr euch frühzeitig über alles informieren.
Es muss ja auch nicht gleich komplett alles ausgetauscht werden. Ein neuer Speicher, andere Heizkörper oder eine Solaranlage auf dem Dach können auch schon kleine Wunder bewirken. Anfangs sind diese Dinge natürlich alle sehr teuer, aber wenn man sich mal überlegt, was man damit auf 20 oder 30 Jahre spart (so lange sind Heizungsanlagen nämlich in Betrieb), merkt man recht schnell, das es sich richtig lohnen kann. Es gibt ja auch von der KFW (Kreditanstalt für Wiederaufbau) satte Förderungen für allerlei Sanierungs- und Modernisierungsmaßnahmen. (http://www.kfw.de/)

Bei einer neuen Heizungsanlage sollte man auf alle Fälle bedenken, dass nicht alle Rohstoffe die zur Zeit gebräuchlich sind, in Zukunft auch verfügbar sind. Man muss ja zwangsläufig davon ausgehen das Öl und Gas weiter teurer werden. Wenn man sich ausrechnet wie teuer Pellets im Vergleich zu Öl momentan sind, stellt man fest, das sie rund die Hälfte kosten (bei gleichem Heizwert). Die Mehrkosten einer Pelletsheizung sind nicht ganz unerheblich, aber über die Jahre lohnt sich das kräftig.
Bei mir zu Hause ist für den nächsten Winter auch eine neue Heizung fällig, momentan heizen wir mit Öl, und ein neuer Brenner würde vielleicht 5000 Euro kosten, eine komplette Pelletsheizung ca. 25000 Euro. Da würden die meisten sofort die Ölheizung ins Visier nehmen, oder?
Doch was kostet Öl in 10 Jahren? Bestimmt mehr als das doppelte des jetzigen Preises, vielleicht auch noch mehr. Pellets werden sicher auch teurer, doch bleiben sie mit Sicherheit viel günstiger als Öl, denn Holz ist ein nachwachsender Rohstoff.
In unserem Haushalt würden wir derzeit mit einer Pelletsheizung im Vergleich zu einer Ölheizung ca. 900 Euro pro Jahr sparen. Bei gliechbleibenden Preisen würde sich diese Investition in ca. 20 Jahren amortisiert (gelohnt) haben. Ich gehe davon aus das dies aufgrund des Preisanstiegs von Öl schon früher der Fall sein wird.


Wer Flächenheizungen zu Hause hat, dem würde ich empfehlen sich mal über Wärmepumpen zu informieren. Die haben ja den riesigen Vorteil das man unabhängig von Brennstofflieferanten wird. Da ist die Heizenergie ja umsonst. Man zahlt nur etwa 300-400 Euro Stromkosten für die Pumpe im Jahr. Die Anschaffungskosten sind hier zwar auch enorm, aber die riesige jährliche Ersparnis macht das bald wieder wett.

Auch Solarthermie hat viele Vorteile. Im Sommer muss die Heizung nicht mehr laufen um das Trinkwasser zu erwärmen, das spart Geld und die Lebensdauer der Heizung verlängert sich. Auch im Winter sind damit noch solare Erträge zu erzielen.



Wie ihr nun wisst gibt es unzählige Möglichkeiten eure Heizung zu modernisieren, wobei ihr einiges an Energie und damit verbunden natürlich auch Geld einsparen könnt. Ich hoffe ich habe euch einen guten Überblick über die Möglichkeiten des Heizens und der verschiedenen Heizsysteme gegeben.


Zum Schluss empfehle ich euch noch einige hilfreiche Webseiten auf denen man zum Thema Heizen noch viele weitere sehr interessante Informationen finden kann

http://www.baulinks.de
http://www.baunetz.de/infoline/heizung/index.htm
http://www.waermepumpe-installation.de/
http://www.heiz-tipp.de/
http://www.architektur.tu-darmstadt.de/powerhouse /
http://www.planet-energie.de/de/planet/zukunft_h2 /
http://www.energie-visions.de/
http://www.bauherr.de/index.htm
http://www.erneuerbare-energien.de/inhalt/



Danke für's Lesen
© WreckRin, 2008




Das Verbraucherverhalten allein ist nicht alles, auch die Technik muss sparsam sein.

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4.12.2009: Wir haben jetzt eine Pelletheizung!!! Juhuuu! Nur leider ist sie noch nicht eingebaut...