Solare Raumheizung im Neubau und Solare Raumheizung im Neubau und Altbestand Gleisdorf Altbestand - Rahmenbedingungen und Dimensionierung

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1 Solare Raumheizung im Neubau und Solare Raumheizung im Neubau und Altbestand Gleisdorf Altbestand - Rahmenbedingungen und Dimensionierung Josef Schröttner AEE Institut für Nachhaltige Technologien (AEE INTEC) 8200 Gleisdorf, Feldgasse 19 AUSTRIA

2 Energiequelle Sonne In der Steiermark beträgt die Durchschnittliche Sonneneinstrahlung jährlich ~1.100 kwh/m²a Das entspricht: ~ 110 Liter Heizöl ~ 110 m³ Erdgas ~ 225 kg Biomasse

3 (Quelle: Faninger, Bundesverband Solar)

4 Ausrichtung und Neigung von Kollektoren Globalstrahlung auf verschieden geneigte Fläche in kwh/m²,monat

5 Jahresenergieertrag verschiedenster Nutzungsarten kwh/m²a kwh/m²a kwh/m²a ,5-6 kwh/m²a Sonnenkollektor für die Warmwasserbereitung Sonnenkollektor für die Warmwasserbereitung und Raumheizungsunterstützung Wald Fotovoltaik

6 Solare Warmwasserbereitung und Raumheizungsunterstützung im Neubau Das "Haus Nader" wird vollsolar mit Wärme versorgt Einfamilienhaus mit Solarer Kombianlage, 23 m² Kollektorfläche in der Südfassade des Gebäudes

7 Solare Warmwasserbereitung und Raumheizungsunterstützung Anteil solarer Raumheizungsanlagen die in der Steiermark 2005 vom Gewerbe errichtet wurden: > 50 % aller Solarkollektoren dienen bereits zur Raumheizung

8 Dimensionierung von Kombianlagen: Allgemein: Es gibt keine klaren Richtlinien für die Dimensionierung solarer Kombianlagen Entscheidender Faktor für die Auslegung ist der solare Deckungsgrad Es können Empfehlungen abgegeben werden, aber die schlussendliche Entscheidung liegt beim Bauherrn selbst. Gängige Kollektorflächen für Kombianlagen: zwischen 15 und 40 m² Erzielbare Solare Deckungsgrade: zwischen 15 und 50 Prozent. Eine 100%ige solare Wärmeversorgung ist technisch möglich!!

9 Wichtige Vorraussetzungen für eine solare Kombianlagen: Guter Wärmedämmstandard des Gebäudes Wärmeabgabesystem auf Niedertemperaturbasis Günstige Ausrichtung der Kollektorfläche Vorhandener Platz im Technikraum für Speicher

10 Energieverbrauch von Gebäuden Verbrauchstypen Altbau Standardhaus Niedrigenergiehaus Passivhaus Energiekennzahlen Heizung) 200 kwh/m²a entspricht z.b. 20 Liter Heizöl/m²a 100 kwh/m²a entspricht z.b. 10 Liter Heizöl/m²a < 50 kwh/m²a entspricht 5 Liter Heizöl/m²a < 15 kwh/m²a entspricht 1,5 Liter Heizöl/m²a (Energieverbrauch

11 Solare Warmwasserbereitung und Raumheizungsunterstützung Derzeitige Situation: Energiebedarf vom Altbestand > 200 kwh/m²a Nach einer Sanierung oder bei einem Neubau anzustrebender Energiebedarf ca. 50 kwh/m²a

12 Solare Warmwasserbereitung und Raumheizungsunterstützung Energiebedarf für Heizung und Warmwasser Heizwärme und Warmwasserbedarf für einen Altbau Heizwärme und Warmwasserbedarf für ein Niedrigenergiehaus Heizenergiebedarf 8000 Heizenergiebedarf Warmwasserenergiebedarf 6000 Warmwasserenergiebedarf [kwh] [kwh] Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez 0 Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Jahresenergiebedarf Altbau: 200 kwh/m²a Jahresenergiebedarf Neubau oder Nachsanierung: 50 kwh/m²a

13 Dimensionierung von Kombianlagen Verbrauchsprofil und Jahresenergieverlauf Wärmebedarf für Heizung Wärmebedarf für Brauchwarmwasserbedarf Solarertrag in den Speicher Wärmebedarf [kwh/monat] Einfamilienhaus: 0 4 Personen Heizlast: 6 kw Wohnnutzfläche: 130 m² Kollektorfläche: 25 m² Energiespeichervolumen: Liter Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Erzielbarer Solarer Deckungsgrad: ~ 40%

14 Dimensionierung Pufferspeicher Pufferspeicher mit 1000 Litern können ~58 kwh gespeichert werden Das ist entspricht einer Temperaturerhöhung von 30 C auf 80 C Entspricht einem durchschnittlichen Tagesertrag einer 20m² großen Kollektorfläche

15 Einfluss von Kollektorfläche und Energiespeichervolumen auf den solaren Deckungsgrad Solarer Gesamtdeckungsgrad in Abhängigkeit von Heizungs- Speichergröße und Kollektorfläche 70,0 60,0 Ko lle kto rfläc he [m²] 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 empfohlene Heizenerg iespeicherg rö ße : > 0,5 m³/10 m² Kollektorfläche 0,0 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 Heizenergiespeichervolumem [m³]

16 Einflussfaktoren auf den Solaren Deckungsgrad: Heizungsauslegungstemperatur Neigung der Kollektorfläche Ausrichtung der Kollektorfläche Abhäng ig keit des s o lare n Dec kung s g rades vo n der Heizung s mitteltemperatur 90,0 85,0 80,0 Aus g ang s - deckungsgrad [%] 0 Deckungsgrad [%] 75,0 70,0 65,0 60,0 55,0 50,0 45,0 40,0 35, ,0 25, ,0 15,0 10,0 75 5,0 0, He izungs mitteltemperatur (T vorl. + T rüc kl.) /2 [ C] Ko lle kto razim ut [ ] Wes t

17 Dimensionierungsrichtlinien für die Auslegung solaren Raumheizungsanlagen Abhäng ig keit des De ckung s g rades vo n Neig ung und Azimut de s Ko llekto rfeldes (für eine Anlage mit maximal 34 % Ges amtdeckung, bei 60 Neigung, Aus richtung -10 Wes t) Abweichung: 45 Ost- oder 45 West sind unproblematisch Neigung: 30 bis 70 sind optimal auch 90 sind möglich Neigungswinkel [ ] Deckungsgrad (% vom Maximum) Os t Ko llekto razimut [ ] We s t (c) Institut für Wärmetechnik, TU Graz, SHW 2/96

18 Solarer Deckungsgrad abhängig von der Heizungsauslegungstemperatur 90,0 Abhängigkeit des s olaren Deckungs grades von der Heizungsmitteltemperatur Wand/Fußbodenheizung: Vl 40 / Rl 30 C Radiatorheizung: Vl 70 / Rl 50 C Deckungsgrad [%] 85,0 80,0 75,0 70,0 65,0 60,0 55,0 50,0 45,0 40,0 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0, Heizung s mitteltemperatur (T vorl. + T rüc kl. ) /2 [ C] Aus g ang s - deckungsgrad [%] (c) Ins titut für Wärmetechnik, TU Graz, SHW 2/96 Ergebnis: Die erhöhte mittlere Heizungsauslegungstemperatur verringert den solaren Deckungsgrad von den ursprünglichen 30% auf ca. 27%. Reduktion des solaren Deckungsgrades um ca. 3 Prozent

19 Solarenergie statt teuren Strom Für das Wäsche waschen empfiehlt es sich eine Waschmaschine mit einem Warm- und Kaltwasseranschluss zu kaufen Bei älteren Waschmaschinen kann man mit einem Waschmaschinen - Vorschaltgerät oder Mischbatterie das gewünschte Temperaturniveau mischen Auch der Geschirrspüler kann an das Warmwassernetz angeschlossen werden Somit wird kostbare teure elektrische Energie durch Solarenergie ersetzt

20 Auf eine Solare Raumheizung sonnige, im Neubau steirische und Altbestand Gleisdorf Zukunft!