Eine Festbrennstoff Heizung auf der Basis von Holz oder Holzpellets schont durch ihre CO2 Neutralität nicht nur die Umwelt, sondern ganz nebenbei auch noch den Geldbeutel. Holz als nachwachsender Rohstoff gehört heute zu den modernsten Brennstoffen, und eine moderne Festbrennstoffheizung kann mit automatischer Beschickung sowie modernen Pufferspeichern eine konventionelle Öl- oder Gas-Heizung vollständig ersetzen. Ob ein neuer Einbau in ein Niedrigenergiehaus oder die Um- oder Aufrüstung einer bestehenden Anlage, der Einbau einer Festbrennstoff Heizung lohnt in jedem Fall.
Ein Pufferspeicher für eine Heizung hilft in Zeiten steigender Rohstoffpreise die Kosten für Heizung und Warmwasser im eigenen Haus zu senken, sowie den Schadstoff- und CO2 Ausstoss zu minimieren. Somit ist eine Pufferspeicherheizung nicht nur umweltschonend, sondern sie hilft jedem Hausbesitzer, bares Geld beim Heizen sowie der Erzeugung von Warmwasser zu sparen. Prinzipiell ist sie dabei nichts anderes als eine konventionelle Heizung, welche mit einem so genannten Pufferspeicher versehen wird,der den Wirkungsgrad der eigentlichen Heizung weit erhöhen kann.
Hierfür werden sehr einfache physikalische Prinzipien genutzt, um die von einem Heizungssystem erzeugte Wärme zu speichern, und über einen längeren Zeitraum abgeben zu können. Ein derartiger Pufferspeicher lässt sich aber nicht bei jedem Heizungstyp sinnvoll einsetzen. Betreibt man eine normale Öl- oder Gasheizung, so kommt in den meisten Fällen kein Pufferspeicher zum Einsatz. Öl- oder Gasheizungen springen immer dann an, wenn Wärme für Warmwasser oder die Heizung tatsächlich gebraucht wird, und erzielen dabei direkt einen sehr guten Wirkungsgrad.
Anders verhält es sich, wenn man alternative Technologien einsetzt, um ein Haus mit Heizungswärme und Warmwasser zu versorgen. Der Einsatz eines Pufferspeichers ist sinnvoll im Zusammenhang mit folgenden Heizungstypen:
Diese Heizungstypen haben den Umstand gemein, dass sie nur zeitlich partiell wirklich effektiv betrieben werden können. Das hat zur Folge, dass sie auch nur zeitlich begrenzt Energie in Form von Wärme liefern können. Dann aber unter Umständen viel zu viel Energie, welche man in diesen Fällen dann nicht nutzen und somit verschwenden würde. Die Festbrennstoff Heizung zum Beispiel erzielt ihren besten Wirkungsgrad, wenn der entprechende Festbrennstoff in optimaler Weise abgebrannt wird. Dabei wird aber derart viel Energie in Form von Wärme freigesetzt, dass man diese weder bei der Erzeugung von Heizungswärme noch von Warmwasser tatsächlich nutzen könnte. Benötigt man dann zu einem späteren Zeitpunkt diese Energie, ist die Tagesmenge des Festbrennstoffes aber schon verbraucht. Eine Festbrennstoff Heizung würde hier sehr schnell ineffizient werden, weil sie jedesmal neu gezündet werden muss, wenn gerade der Bedarf für Wärme vorhanden ist. Ähnlich verhält es sich mit Solaranlagen. Diese erreichen ihren besten Wirkungsgrad in den Nachmittagstunden, wenn die Sonne am stärksten ist und das Wasser auf die höchste Temperatur gebracht wird. Zu diesem Zeitpunkt wird die Energie aber wahrscheinlich überhaupt nicht benötigt, weil kaum jemand zuhause ist.
Genau an dieser Stelle kommt ein Pufferspeicher bei einer Heizung zum Einsatz. Mit dessen Hilfe kann man die eigentliche Anlage unter optimalen Bedingungen Wärmeenergie erzeugen lassen, und diese dann im Pufferspeicher solange vorhalten, bis man sie tatsächlich benötigt. Mit Hilfe einer entsprechenden Heizung mit Anschluß eines Pufferspeichers kann man nicht nur die benötigte Wärme für die Heizungsanlage sondern auch Warmwasser für den normalen Verbrauch erhitzen. Hierbei kommen dann aber mehrere getrennte Wasserkreisläufe zum Einsatz, um das Entstehen von gefährlichen Bakterien (Legionellen) im Brauchwasser zu verhindern, und zwecks Verkalkungsschutz den Heizkreislauf geschlossen zu halten.
Funktionsweise Pufferspeicher
Die Funktionsweise eines Pufferspeichers ist prinzipiell sehr simpel, auch wenn die eigentlichen Anlagen für den Betrieb eines Pufferspeichers technisch etwas komplexer aufgebaut sind. Als Trägermedium eines Pufferspeichers kommt ganz normales Wasser zum Einsatz. Der Grund dafür ist, dass Wasser eine ganz besondere physikalische Eigenschaft hat: eine sehr hohe sogenannte spezifische Wärmekapazität - Wasser kann Energie in Form von Wärme besser als andere zur Verfügung stehende Materialen speichern. Um die Temperatur einer bestimmten Menge Wasser in einem Pufferspeicher einer Heizung um ein Grad Celsius anzuheben, benötigt man wesentlich mehr Energie in Form von Wärme, als bei anderen Stoffen oder Flüssigkeiten.
Der Brennkessel einer Heizung kann sehr viel Wärme erzeugen, und diese an das Wasser im Pufferspeicher abgeben, bevor dieses beginnt zu sieden und zu verdampfen. Andererseits gibt das Wasser im Pufferspeicher auch die gleiche Menge an Energie wieder ab, wenn seine Temperatur um ein Grad Celsius abfällt. Wasser eignet sich also in idealer Weise als Wärmespeicher und wird daher auch in Fernwärmesystemen und großen Heizungssystemen als verlustgeringer Wärmeträger genutzt.
Der Pufferspeicher wird hierfür in Form eines mehrere tausende Liter Wasser fassenden Tanks, zusammen mit der eigentlichen Heizung eingebaut. Normale, industriell gefertigte Pufferspeicher haben Fassungsvermögen von 1000 Litern Wasser oder mehr. In vielen Fällen lohnt es aber, sich den Tank für eine Pufferspeicher Heizung anfertigen zu lassen, da größere konventionelle Pufferspeicher allein aufgrund ihrer Größe nachträglich nur schwer bis gar nicht verbaut werden können. Ist der Pufferspeicher zusammen mit der Heizung eingebaut, so kann er die im Brennkessel erzeugte Wärme direkt aufnehmen und in Form der erhöhten Temperatur des Wassers über sehr lange Zeit speichern. Um einen Wärmeverlust an die Umgebungsluft zu verhindern, wird der Pufferspeicher der Heizung mit Dämmmaterial verkleidet und mit weiteren Maßnahmen der Wärmeverlust so weit es geht verringert.
Kommt ein Pufferspeicher nur in Verbindung mit einer Heizung zum Einsatz, so kann er ohne Wärmetauscher eingesetzt werden. Das im Puffer befindliche Wasser wird so direkt in den Heizkreislauf eingespeist, und zirkuliert in diesem, um die Wärme im Wohnraum abzugeben. Moderne Pufferspeicher verfügen aber auch für diesen Anwendungsfall über einen Wärmetauscher. Dieser ist oft in Form von spiralförmig verlegten Rohren im Tank des Pufferspeichers zu finden. Zirkuliert abgekühltes Heizwasser aus dem Heizkreislauf durch diese Heizschlangen, wird dieses durch das umgebende wärmere Wasser wieder aufgeheizt. Der Pufferspeicher gibt seine Energie langsam an den Heizkreislauf ab.
Ähnlich verhält es sich, wenn auch Brauchwasser mit Hilfe einer Pufferspeicher gestützten Heizung erhitzt werden soll. Um die Entstehung von gefährlichen Bakterien zu verhindern, wird in diesem Fall das benötigte Brauchwasser erst dann erhitzt, wenn es tatsächlich benötigt wird. Hierfür lässt man es auch durch einen Kreis von Heizschlangen laufen, welche direkt im Tank des Pufferspeichers verlegt sind. Während das Wasser dieses Leitungssystem durchströmt, wird es wie bei der Heizung durch das umgebende, heissere Wasser des Pufferspeichers erhitzt und kann dann direkt genutzt werden.
Der Einsatz dieser Wärmetauscher sorgt dafür, dass alle 3 Wasserkreisläufe - der zwischen Brennkessel und Pufferspeicher, der Heizkreislauf, sowie der Warmwasserkreislauf - komplett voneinander getrennt sind. Dies ist auch absolut notwendig. Da das Wasser eines Pufferspeichers einer Heizung dauerhaft eine hohe Temperatur hat, ist hier das Wachstum von Organismen wie Bakterien in jedem Fall erhöht. Dieses Wasser darf nicht als Brauchwasser genutzt werden, weil es dem Menschen ernsthaft gefährlich werden kann. Etwas anders verhält es sich bei dem Wasser für den Heizungskreislauf. Hier versucht man im Normalfall einmal eingefülltes Wasser so lange zu nutzen, wie es möglich ist, um die Verkalkung der Heizungsanlage so gering wie möglich zu halten.
Typen von Pufferspeichern für eine Heizung
Aktuell werden technisch drei verschiedene Arten von Pufferspeichern für eine Heizung unterschieden:
Kombispeicher
Frischwasser-Pufferspeicher
Schichtenlader
Kombispeicher
Bei einem Kombispeicher handelt es sich um ein kleines Trinkwasserreservoir, welches von dem Pufferspeicher Wasser umgeben ist. Diese Art hat den Nachteil, dass das Brauchwasser dauerhaft auf erhöhter Temperatur gehalten wird, und die Vermehrung von gefährlichen Bakterien (Legionellen) somit begünstigt wird. Der Einsatz eines Kombispeichers für den reinen Heizungsbetrieb ist aber uneingeschränkt zu empfehlen.
Frischwasser-Pufferspeicher
In einem so genannten Frischwasser Pufferspeicher wird die Erzeugung von warmem Wasser für den Gebrauch als Trinkwasser anders gehandhabt als in einem Kombispeicher. Hier wird das Brauchwasser erst auf Anforderung durch ein Heizschlangensystem im Pufferspeicher geleitet, und so erst dann erwärmt, wenn es benötigt wird. Somit können sich Bakterien oder andere Organismen, welche Wärme für die Vermehrung benötigen nicht ausbreiten. Für die Verwendung als Brauchwassererhitzer sollte daher in jedem Fall ein Frischwasser Pufferspeicher eingesetzt werden.
Schichtenlader
Ein Schichtenlader Pufferspeicher stellt eines der modernsten und technisch aktuellsten Konzepte dar. Er kann als intelligenter Pufferspeicher bezeichnet werden, weil er die natürliche Schichtung von warmem Wasser (oben) zu kaltem Wasser (unten) energetisch optimal ausnutzt. Ein Schichtenlader Pufferspeicher kann somit als optimal für den Einsatz bei Heizung und für die Erzeugung von Warmwasser angesehen werden, und wird heute von fast allen Herstellern von Pufferspeichern angeboten.
Anwendungsszenarien eines Pufferspeichers
Pufferspeicher für Standardanlagen
Aufgabe:
Die Pufferspeicherheizung soll insbesondere in der nicht so kalten Übergangszeit die überschüssige Energie einer Kesselfüllung - in Form von Wärme, die momentan nicht benötigt wird, aufnehmen können (der so genannte Lastausgleich). Weiterhin sollte er auch dann die Energiemenge einer kompletten Kesselfüllung aufnehmen können, wenn keine Wärme durch Heizung oder den Verbrauch von Warmwasser abgenommen wird. Beim Erreichen der maximalen Temperatur des Pufferspeichers soll hierbei das Brennmaterial möglichst komplett durchgebrannt sein, um somit den optimalen Wirkungsgrad des Heizkessels nutzen zu können. In der kalten Jahreszeit, wenn der Heizkessel im Volllastbetrieb arbeitet, hat der Pufferspeicher normalerweise keine Bedeutung, da kaum überschüssige Wärme anfällt.
Nachteile im Winter:
die Intervalle, in denen Brennmaterial nachgelegt werden muss, sind vom Füllraumvolumen und von der herrschenden Außentemperatur abhängig
wesentlich kürzere Entladezeiten des Pufferspeichers als im Sommer, geringere Speicherkapazität für Wärme
in der kalten Jahreszeit muss Brennmaterial bei Holzheizungen mehrfach am Tag nachgelegt werden (entfällt bei automatischer Befüllung)
Vorteile:
im Frühjahr und im Herbst sind die Nachlegeintervalle wesentlich größer
im Sommer muss je nach Dimensionierung nur ein bis zwei mal pro Woche angefeuert werden (Warmwasserbereitung)
ganzjährig wird ein sehr guter Kesselwirkungsgrad und ein optimaler Abbrand erzielt
geringerer Platzbedarf
das spätere Nachrüstung einer solchen Anlage ist in den meisten Fällen möglich
für Regelung und Hydraulik entsteht nur sehr geringer Aufwand
kostengünstige Lösung, geringe Investition
Puffervolumen:
Für das Puffervolumen des Speichers kann man von einem Richtwert von 50 bis 55 Liter je kW Feuerungswärmeleistung ausgehen. Die Feuerungswärmeleistung sollte hierfür für das Haus aus dem aktuellen Öl- oder Gasverbrauch errechnet werden, aber auch kurzzeitige Extrema berücksichtigen. So sollte in jedem Fall von Wintertagen mit bis zu -15 Grad Celsius ausgegangen werden, um in diesem Fall auch ausreichend Energie in Form von Wärme zur Verfügung zu haben.
Anwendungsempfehlung:
Die Anwendung einer solchen Anlage empfiehlt sich in folgenden Fällen:
bei der Kombination mit einer Hauptanlage in Form einer Öl- oder Gasheizung
bei dem nachträglichen Einbau einer Festbrennstoff Heizung, wenn Platzprobleme vorherrschen
wenn im Winter das mehrmalige Nachlegen von Brennmaterial problemlos möglich ist, oder eine Befüllanlage vorhanden ist
wenn bei einer Kombi Heizung der Holzanteil bei der Wärmeerzeugung unter 50% liegt
Pufferspeicher für Komfortanlagen
Aufgabe:
Im Falle von Komfortanlagen sollte der Pufferspeicher der Heizung in der Lage sein, gerade in der Übergangszeit und im Winter die überschüssige Energie in Form von Wärme - die zur Abbrennzeit nicht benötigt wird - von durchaus mehreren Kesselfüllungen aufnehmen zu können. Gerade in den Wintermonaten kommt es darauf an, dass der Pufferspeicher entsprechend groß dimensioniert ist, um an wirklich kalten Tagen die Versorgung des Hauses mit Heizungswärme und Warmwasser auch mit Reserve sicherzustellen.
Vorteile:
durch die größere Auslegung der Pufferspeicher steigt die Wärmekapazität des Gesamtsystems und somit auch die Entladezeiten der Pufferspeicher - erhöhter Komfort
auch im Winter kommt man auf lange Nachlegeintervalle (bei 0 Grad Celsius einmal pro Tag)
bei einer Pufferspeicher gestützten Heizung kann prinzipiell das gesamte Jahr mit Holz geheizt werden
keine Kombination mit Öl/Gas erforderlich
eine Kombination von einer Komfortanlage mit einer Öl- oder Gasheizung ist nicht erforderlich
die maximal erreichbare Kostenersparnis eines Pufferspeichers ist wesentlich höher als bei Standaranlagen
im Falle eines Neubaus einer Heizungungsanlage mit Pufferspeicher ist eine Kombination mit einer zweiten Anlage (Öl oder Gas) nicht zwingend erforderlich
Nachteile:
je nach vorherrschender Aussentemperatur muss mehrmalig pro Tag nachgelegt werden, wenn die Kesselleistung für den eigentlichen Wärmebedarf zu gering ausgelegt wurde
eine aufwändigere Regelungstechnik, Hydraulik sowie größere Puffer mit besserer Isolierung erhöhen die Anschaffungskosten
der Platzbedarf durch mehrere Pufferspeicher der Heizung erhöht sich im Vergleich zu Standardanlagen
bei der Verwendung von Standard Pufferspeichern (1000 Liter) ist eine Raumhöhe von ca. 2.3m und eine Türbreite von mehr als 0.9m für den Einbau erforderlich
Puffervolumen:
Bei der Errichtung einer Komfortanlage sollte für die Dimensionierung des Pufferspeichers ein Richtwert von circa 100 Litern Wasser pro benötigtem kW Leistung angesetzt werden. Die tatsächlich benötigte Leistung der Heizung kann dabei aus dem aktuellen Öl- oder Gasverbrauch sehr einfach errechnet werden.
Anwendungsempfehlung:
Die Anwendung einer Heizung in Kombination mit einem Puffer als Komfortanlage empfiehlt sich in folgenden Fällen:
bei der ganzjährigen und ausschließlichen Nutzung mit höchstem Komfort und nur mit Holz
im Fall eines Neubaus oder wenn noch keine Heizung in Form von Öl oder Gas vorhanden ist
Pufferdimensionierung
Bei der Planung einer Pufferspeicher Heizung sollte bei der Bestimmung der notwendigen Speicherzeiten und den damit direkt in Verbindung stehenden Nachlegeintervallen bei der Berechnung des Puffervolumens für das gesamte Heizsystem unbedingt in Betracht gezogen werden. In diesen Fällen ist eine maximale oder übermaximale Auslegung des Puffervolumens nicht unbedingt sinnvoll, sondern kann in bestimmten Konstellationen mit einem Pufferspeicher auch zu Problemen führen. Hier gilt also nicht der Vorsatz: je größer, desto besser. Bei einem größeren Volumen ist zum Beispiel gerade im Winter eine vollständige Aufladung der Pufferspeicher mit einer einzigen Kesselfüllung nicht mehr möglich. Hier sollte die maximale Kesselleistung in jedem Fall nach dem Puffervolumen und nicht allein nach dem Wärmebedarf ausgelegt werden. Eine eingehende Beratung durch ein Fachunternehmen ist hier in jedem Fall empfehlenswert.
Für die grundlegende Auslegung des Speichervolumens einer so geplanten Heizung kommen aber folgende Faktoren in Betracht:
die Leistungsmodulation des Kessels (lastvariabler Kessel oder so genannter Volllast-Kessel)
das maximale Volumen des Brennstoff-Füllraums
der Energiegehalt und Abbrandzeit einer Füllung und die damit zur Abbrandzeit freigesetzte Leistung in Form von Wärme
der Heizwert des eingesetzten Brennstoffes (Holz, Holzpellets, Getreidepellets, Späne)
die wirksame Temperaturdifferenz im Speicher
die eigenen Komfortansprüche (wie groß sollen Nachlegeintervalle sein)
die Auslegung der im Haus eingesetzten Heizflächen
die minimal angenommene Außentemperatur sowie das Temperaturmittel in der Region
durchschnittliche Wärmeverluste des Puffers (Isolierung, Form)
Das Volumen eines Pufferspeichers wird in den meisten Fällen, in denen es sich nicht um einen Neubau handelt, allein durch den maximal zur Verfügung stehenden Platz im Heizraum bestimmt. 1000 Liter Wasser haben ein Volumen von genau einem Qubikmeter und damit Abmaße von mindestens 1m x 1m x 1m. Ausgehend davon sollte das Speichervolumen des Pufferspeichers aber mindestens bei 50 bis 55 Litern je kW der installierten Feuerungswärmeleistung liegen. Für einen erweiterten Komfort sind aber 100 Liter je kW Leistung empfehlenswert. Allerdings sind dies nur Richwerte und entsprechen keiner optimalen Auslegung der Heizungsanlage, sondern sollen eher als Orientierung dienen.
Wenn man beim Kauf einer Pufferspeicherheizung auf einen so genannten modulierenden Vergaserkessel mit Leistungs- und Feuerungsregelung und einer sehr langen Brenndauer ausweicht, kann der Pufferspeicher für die Heizung durchaus kleiner dimensioniert werden. Auch die Beschränkung auf möglichst niedrige Heizflächentemperaturen kann hier hilfreich sein, und das notwendige Volumen der Pufferspeicher für die Heizungsanlage senken.
Berechnungshinweise:
1. Der Energiegehalt einer Kesselfüllung QE in kWh berechnet sich auf folgender Grundlage:
Erforderliche Werte:
das Füllraumvolumen des Brennkessel (in Litern) l
der Umrechnungsfaktor von Schichtmaß in Festmaß f
die Dichte des eingesetzten Brennstoffes ς (kg/l)
der Heizwert des Holzes oder Brennstoffes Hu (kWh/kg)
der Wirkungsgrad des Brennkessels η
2. Die theoretische Brenndauer einer Füllung tB (h) einer puffergestützten Heizung berechnet auf folgender Grundlage:
Erforderliche Werte:
die Gesamtleistung des Brennkessels bei Voll- und Teillast NK (kW)
tB = QE / NK
3. Das Puffervolumen VP (l) ohne Wärmeabnahme pro Abbrand berechnet sich wie folgt:
Erforderliche Werte:
der Energiegehalt einer Kesselfüllung QE (kWh)
die spezifische Wärmekapazität von Wasser cw (kJ/kg K)
die maximale nutzbare Temperaturdifferenz im Pufferspeicher Δt (K)
der sogenannte Zuschlagsfaktor für vorherrschende Wärmeverluste der Pufferspeicher fv
Hersteller von Pufferspeichern für Heizungen
Fast alle deutschen Hersteller, welche in Deutschland oder Europa zugelassene Festbrennstoff Heizungen im Angebot haben, bieten gleichzeitig auch passende Pufferspeicher an. Bei den polnischen und tschechischen Anbietern von Festbrennstoff Anlagen ist dies aber meist nicht der Fall. Eine Auswahl, welche aber keinen Anspruch auf Vollständigkeit erhebt, finden Sie hier:
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Die Festbrennstoff Heizung als Kostensparer und Klimaschoner
Eine konventionelle Öl- oder Gas-Heizanlage durch eine Festbrennstoffheizung komplett ersetzen zu wollen, ist weder sinnvoll noch effektiv. Hierbei spielen mehrere Faktoren eine Rolle. Neubauten, welche mit optimalen Mitteln gedämmt worden sind, ließen sich sicherlich auch allein mit einer Kombination aus feststoffbasierter Heizung, einer Solaranlage und einem Pufferspeicher beheizen sowie mit Warmwasser versorgen. Aber selbst unter diesen günstigen Umständen gilt es zu bedenken, dass natürlich statt dem Heizöl oder dem Gas auch der entsprechende Festbrennstoff in ausreichender Menge eingekauft werden muss. Dies wird von unseriösen Anbietern in Beispielrechnungen sehr oft unterschlagen, stellt aber neben den Anschaffungs- und Einbaukosten natürlich einen Kostenfaktor dar, der in eine Berechnung mit einfließen muss.
Eine Festbrennstoffheizung kann in Zeiten steigender Rohstoffpreise eine ernsthafte Alternative oder Ergänzung zur klassischen Öl- oder Gas Heizung darstellen. Je nachdem ob ein schlecht gedämmter Altbau oder ein gut bis sehr gut gedämmter Neubau in der Kälteperiode beheizt werden muss, kann eine derartige Heizung eine Kostenreduktion für Heizung und Warmwasser von 40% bis 100% ausmachen. Eine klassische Öl- oder Gasheizung allerdings komplett damit ersetzen zu wollen, ist nur in sehr wenigen Fällen sinnvoll, und funktioniert hinreichend auch nur, wenn ergänzende Technologien wie eine Wärmepumpe oder eine Solaranlage eingesetzt werden. Fakt ist aber, dass mit Festbrennstoffen eine erhebliche Ersparnis und eine größere Unabhängigkeit von den Rohstofflieferanten erreicht werden kann. Was beim Kauf, dem Einbau und dem Betrieb einer Festbrennstoff Heizung zu beachten ist, erfahren Sie hier.
Die Technik einer Festbrennstoffheizung
Eine Festbrennstoffheizung erzeugt Energie in Form von Wärme für Heizung und Warmwasser, wie der Name schon andeutet, durch die Verbrennung von Festbrennstoff. Die dabei freigesetzte Energie kann dann direkt an das Heizungs- und Warmwassersystem abgegeben oder in einem so genannten Pufferspeicher zwischengespeichert werden. Diese moderne Heizung besteht dabei in der Hauptsache aus einem Brennkessel und der notwendigen Technik, um eine Dauerbefüllung sowie die Glut- und Abschaltautomatik zur Verfügung zu stellen. Je nachdem welcher Festbrennstoff Verwendung findet, und wie groß der Brennkessel ausgelegt ist, erreichen derartige Anlagen Leistungen zwischen 6 KW für den Privathaushalt und bis zu 13MW für den industriellen Einsatz. In den modernen Festbrennstoffheizungsanlagen können verschiedenste Materialien verfeuert werden. Dies sind zum Beispiel:
Eine Festbrennstoff Heizung, die derartige Materialien zur Wärmegewinnung nutzt, wird auch oft als so genannter “Vergaser” bezeichnet. Dies rührt daher, dass durch die initiale Erhitzung der zu verbrennenden Feststoffe diese brennbare Gase freigeben, welche wiederum dem weiteren Verbrennungsprozess als Grundlage dienen. Dieser Prozess der Vergasung und Verbrennung hat dabei eine positive Energiebilanz, erzeugt also mehr Energie in Form von Wärme, als für die Vergasung des Materials notwendig ist. Würde fortwährend Brennstoff zugeführt, stoppte der Verbrennungsprozess in einer solchen Heizung nicht.
Dieses Verhalten ist gleichzeitig eines der größten Probleme dieser Heizungsform. Der optimale Wirkungsgrad einer solchen Anlage wird nur erreicht, wenn der Verbrennungsprozess, ungehindert und optimal durch Sauerstoffzufuhr gefördert, stattfinden kann. Weiterhin neigen auch moderne Festbrennstoffkessel zur so genannten Verteerung und zur Verrußung, wenn die Anlagen mit geringerer Brennleistung gefahren und somit gedrosselt werden. Um beiden Problemen entgegenzuwirken, ist also der Betrieb einer auf Festbrennstoff basierenden Heizung im optimalen Wirkungsgrad unerlässlich.
Dies hieße aber, dass der zur Verfügung stehende Brennstoff auch zu Zeiten verfeuert werden müsste, in denen eventuell gar keine Wärmeleistung erforderlich ist. Die Lösung dieses Problems ist ein so genannter Pufferspeicher. Dies ist in der Regel eine Wasserkesselanlage, welche zur Brennzeit der Heizung deren Energie aufnimmt, und diese speichert. Wird die Energie dann - zum Beispiel in den Abendstunden - benötigt, so kann sie vom Pufferspeicher bezogen werden, ohne dass die Heizung erneut angefahren werden müsste. Die Kombination zwischen Pufferspeicher und Festbrennstoffheizung kann somit als prinzipiell unerlässlich angesehen werden, stellt also die ideale Kombination dar, um den gesamten Wirkungsgrad auch optimal ausnutzen zu können.
Ein Pufferspeicher ist aber auch noch in einer zweiten Hinsicht mehr als sinnvoll. Die initiale Erwärmung eines Gebäudes benötigt wesentlich mehr Energie, als das nachfolgende Halten einer bestimmten Temperatur. Auch hier würde eine festbrennstoffbasierte Heizung, die das zur Verfügung stehende Material optimal verfeuert, zwar in der Aufwärmphase die notwendige Energie in Form von Wärme liefern, in der nachfolgenden Haltephase aber viel zu viel Energie erzeugen. Auch hier kommt idealerweise ein Pufferspeicher neben dieser Form der Heizungungsanlage zum Einsatz, um die zur Verfügung stehende Energie in optimaler Weise an die Umgebungsluft abzugeben.
Eine Festbrennstoffheizung als Ersatz oder Ergänzung
Eine auch oft als Holzheizung bezeichnete Anlage als Ersatz für eine konventionelle Öl- oder Gas-Heizanlage nutzen zu wollen, ist weder sinnvoll noch effektiv. Das hängt von verschiedenen Faktoren ab. Neubauten, welche mit optimalen Mitteln gedämmt worden sind, ließen sich sicherlich auch allein mit einer Kombination aus auf Festbrennstoff setzende Heizung, einer Solaranlage und einem Pufferspeicher beheizen und auch mit Warmwasser versorgen. Aber es gilt zu bedenken, dass natürlich statt dem Heizöl oder dem Gas, auch der entsprechende Festbrennstoff in ausreichender Menge eingekauft werden muss. Dieser Kostenfaktor sollte in jede Berechnung mit einfließen, ebenso wie natürlich die Anschaffungs- und Einbaukosten.
Weiterhin hat eine solche Heizung auch direkte Nachteile. Im Gegensatz zu Öl oder Gas, welche aus einem Tank oder einer Hauptleitung bezogen werden, muss der Brennstoff zum Beispiel einer Pelletheizung ständig “nachgelegt” werden. Je nachdem welcher Brennstoff hier zum Einsatz kommt, existieren automatische Befüllungsanlagen wie zum Beispiel für Pellets oder Späne. Diese müssen aber auch separat gekauft und eingebaut werden. Kommt aber ein Holz,- Kohle- oder Koksvergaser zum Einsatz, so kann ein regelmäßiges Befüllen von Hand durchaus notwendig sein. Je nachdem wie groß das zu beheizende Volumen und wie gut die entsprechende Dämmung ist, kann es sein, dass mehrmals pro Tag Brennstoff in den Brennkessel der Heizungsanlage nachgefüllt werden muß.
Daher eignet sich eine Festbrennstoffheizung eher als eine sinnvolle Ergänzung einer vorhandenen Öl- oder Gas Heizanlage. So kann man in den Herbstmonaten den Warmwasserbedarf mit Hilfe der Solaranlage, und den Heizbedarf durchaus allein mit einer solchen Heizung decken. In den kalten Wintermonaten ergänzt die Festbrennstoff basierte Anlage dann die konventionelle Öl- oder Gasheizung, indem sie den Pufferspeicher mit zusätzlicher Wärme versorgt, welche dann nicht mit Gas oder Öl erzeugt werden muß. Hierbei kann durchaus eine Ersparnis durch Rohstoffeinsparung von 40% bis 60% erreicht werden, was mehreren Tausend Euro pro Jahr entsprechen kann.
Somit amortisiert sich eine Festbrennstoff Heizung meist innerhalb weniger Jahre und stellt nachfolgend eine ideale Methode zur Kosteneinsparung und zur Klimaschonung dar.
Klimabilanz und Immissionsschutz einer Festbrennstoff basierten Heizung
Neben der Einsparung von Heizkosten sollte bei der Anschaffung einer Holzheizung auch über die Themen Klimabilanz und Immissionsschutz nachgedacht werden. Je nachdem welcher Brennstoff verfeuert wird, ist der CO2 Ausstoß unterschiedlich. Bei natürlichen Brennstoffen wie Holz oder Kohle wird hier gern von einer neutralen CO2 Bilanz gesprochen, weil bei der Verbrennung der Materialien nur soviel CO2 freigesetzt wird, wie vorher bei der Entstehung des Materials (Wachsen von Holz) aufgenommen wurde. Dies ist in mehrfacher Hinsicht aber reine Augenwischerei. Auch Öl und Gas sind in diesem Sinne als CO2 neutral zu betrachten, weil auch bei deren Entstehung soviel CO2 gebunden wurde, wie bei deren Verbrennung frei wird. Prinzipiell ist jeder Verbrennungsprozess mit CO2 Ausstoß, den es ohne menschliches Zutun nicht geben würde, als klimaschädlich anzusehen. Die Anschaffung einer Festbrennstoff Heizung somit durch das Argument der CO2 Neutralität zu unterstützen, ist schlichtweg unsinnig.
Da Holz und dessen Nebenprodukte aber ein lokal nachwachsender Rohstoff ist, und gerade in Deutschland und in Europa mit umweltschonenden Maßnahmen angebaut wird, hat der Einsatz einer Festbrennstoffheizung durchaus einen Einfluss auf unsere Umwelt. Je weniger Öl und Gas aus industrieller Produktion verbraucht werden, desto schwieriger wird es den entsprechenden Zuliefererkonzernen gemacht, auf Öl und Gas basierende Produkte an den Markt zu bringen, und umweltschädliche Förder- und Gewinnungsmethoden weiterhin ungestraft einsetzen zu können.
In Deutschland und Österreich ist aber entgegen anderen europäischen Staaten noch ein zweiter Punkt bei der Anschaffung einer auf Festbrennstoffen basierenden Heizung zu beachten. Der Immissionsschutz. Beim Kauf und dem Einsatz einer Festbrennstoffheizung in Deutschland oder Österreich sind wesentlich strengere Richtlinien als nach europäischem Recht zu beachten.
In der EU Normrichtlinie EN 303-5 werden 3 Klassen von Anlagen definiert:
Klasse I: 25 mg / m3
Klasse II: 8 mg / m3
Klasse III: 5 mg / m3
Je nach Einstufung findet bei Festbrennstoffheizungen der jeweiligen Klasse eine Immission von maximal 25 mg, 8 mg oder 5 mg statt. Diese europäischen Normen sind aber in Deutschland und Österreich weitaus schärfer. Hier darf eine solche Anlage nur betrieben werden, wenn sie der Klasse III angehört. Anlagen dieser Klasse haben somit einen sehr geringen Ausstoss von Feinstaub und Rußpartikeln, sind aber trotzdem für eine größere Belastung mit Feinstaub verantwortlich, als der Straßenverkehr. Die Entscheidung für eine Heizung mit Festbrennstoffen ist also auch immer eine Entscheidung für eine weitere Schadstoffbelastung der Luft. Entsprechende Regelungen sind im BimSchV (Bundesimmissionsschutzverordnung) festgehalten und Änderungen oder Erweiterungen an Heizungs- und Befeuerungsanlagen sind in jedem Fall melde- und abnahmepflichtig.
Meldepflicht / Bauantrag
Der Aus-, Um- oder Einbau einer Festbrennstoffheizung muss in jedem Fall zuerst mit dem zuständigen Schornsteinfeger geklärt werden und ist in jedem Fall meldepflichtig. Je nach Anlage und Voraussetzungen des entsprechenden Baugrundes kann es sogar notwendig sein, einen Bauantrag zu stellen. Informationen hierzu bekommt man ebenso vom zuständigen Schornsteinfeger, welcher die Abnahme und eine Messung nach BimSchV vornimmt. Leider kommt es auch bei einer modernen Festbrennstoff Heizung - welche eine entsprechende Klassenzuordnung zu Klasse III hat - vor, dass die Messung nach BimSchV nicht bestanden wird, und die Heizung nicht in Betrieb genommen werden darf. Insbesondere bei Anlagen, welche mit Holz als Brennstoff betrieben werden, wird dieses des öfteren berichtet. Es ist somit durchaus sinnvoll, zunächst bei Herstellern der Festbrennstoffheizungen entsprechende Informationen oder Zertifikate anzufragen, oder sich anderweitig Informationen zu der geplanten Heizungsanlage zu beschaffen.
Hersteller von Festbrennstoff basierten Heizungsanlagen
Vor dem Kauf einer Heizung für feste Brennstoffe sollte in jedem Fall abgeklärt sein, welche Leistung die Anlage bringen muss. Hierzu kann man anhand des Öl- oder Gasverbrauchs der Vorjahre die notwendige Heizleistung berechnen, und somit die neue Heizung dimensionieren. Bei derartigen Berechnungen sollte in jedem Fall ein Fachunternehmen oder der Schornsteinfeger zu Rate gezogen werden. Kompetente Beratung erhält man aber auch oft direkt bei den Hersteller der Heizungsanlagen. Nachfolgend soll eine Auswahl an Herstellern einen kleinen Überblick über den Markt von Festbrennstoffheizungen geben:
Für ein Rechenbeispiel einer Heizung mit festem Brennstoff sollte in jedem Fall von einem so genannten “worst case” Szenario ausgegangen werden, um im Falle von extrem niedrigen Temperaturen immer noch eine gewisse Reserve zu haben. Hierfür sollte man den Fall ansetzen, dass kalte Wintertage und Nächte in Deutschland bis zu -15 Grad Celsius haben können. Nachfolgend geht man von Richtwerten für die notwendige Heizleistung einer Heizanlage aus, welche sich aber nach der Güte der Dämmung eines Wohnhauses richten.
Bei modernen Neubauten, die entsprechend gut isoliert sind, kann man bei 100m2 Wohnfläche davon ausgehen, dass ca. 10KW Leistung pro Stunde für die Beheizung bei -15 Grad Celsius notwendig sind. Beim Einsatz einer Festbrennstoff basierten Anlage mit einer Nennleistung von 20KW würde so bei einer Brenndauer von 2 Stunden, das Haus 2 Stunden mit der notwendigen Wärme versorgt werden. Aber man müsste auch alle 2 Stunden die Brennkammer mit neuem Brennmaterial befüllen. Hier kommt jetzt ein Pufferspeicher in Form eines Wassertanks zum Einsatz. Wasser hat die besondere physikalische Eigenschaft, eine sehr hohe spezifische Wärmekapazität zu haben.
Das heisst, dass für die Temperaturänderung von 1 Grad Celsius eine sehr hohe Menge an Energie aufgewendet werden muss. Umgekehrt bedeutet dies aber auch, dass bei einem Abfall der Wassertemperatur um 1 Grad eine ebenso sehr hohe Menge an Energie wieder abgegeben und genutzt werden kann. Wasser ist daher ein idealer Wärmespeicher mit sehr wenig Verlustleistung und wird daher in modernen Pufferspeichern für Festbrennstoffheizungen eingesetzt.
Um einen Pufferspeicher von 1000 Liter von 15 Grad auf 60 Grad Celsius zu erhitzen, ist eine Leistung von 60KW notwendig. Dies entspricht also einer Brenndauer von 3 Stunden. Wärme für das Haus in ausreichender Menge stände in dem Fall aber für 6 Stunden zur Verfügung. Je nachdem wie hoch die Bereitschaft oder die Möglichkeiten sind, Brennstoff pro Tag nachzulegen, kann man auf diese Weise sehr einfach errechnen, wie groß die Pufferspeicher dimensioniert, und welche Leistung die Heizung erbringen muss. Unter günstigen Umständen kann so mit einer Befüllung pro Tag, das gesamte Haus allein mit Hilfe dieser modernen Heizanlage beheizt werden.
Will man aber mit Hilfe einer auf Holz basierten Heizung die vorhandene Öl- oder Gasanlage nur ergänzen, so kommt man auch mit kleineren Kesseln und auch kleineren Pufferspeichern aus. Für eine entsprechende Berechnung nimmt man dann die Nennleistung der Öl- oder Gasanlage als Grundlage und setzt dieser die Leistung der Festbrennstoffheizung entgegen. Man sollte hierfür dann immer von ca. 10KW benötigter Leistung bei 100m2 Wohnfläche und -15 Grad Celsius ausgehen, und kann so leicht ausrechnen, welche Ersparnis sich durch das eingesparte Öl oder Gas tatsächlich erreichen lässt. Das Material, das dabei in einer solchen Anlage zum Einsatz kommt, muss hierbei natürlich in die Berechnung mit einfließen, schlägt aber pro KW mit einem wesentlich geringeren Preis zu Buche.
Geht man von einer 30KW Heizungsanlage aus, kann man circa folgende Zahlen zu Grunde legen, bei dem auf ein Jahr hochgerechneten Energiebedarf entstehen folgende Kosten:
Öl: 3000 Liter = ca. 1800,00 €
Erdgas: 300 m3 = ca. 1590,00 €
Flüssiggas: 300 m3 = ca. 1990,00 €
Holz: 15 m3 = ca. 800,00 €
Schnell wird klar, dass mit einer auf Festbrennstoff basierenden Heizung innerhalb nur weniger Jahre enorme Einsparungen in finanzieller Hinsicht möglich sind, und sich eine entsprechende Anlage sehr schnell amortisiert. Allerdings sollte man, wie schon angesprochen, die notwendigen Berechnungen in jedem Fall von einem Fachunternehmen durchführen lassen, weil für die korrekte Ermittlung des Bedarfs sehr viele Faktoren eine Rolle spielen. Als Faustformel kann man aber für eine initiale Berechnung für die Leistung einer solchen Anlage von folgendem ausgehen:
Heizung ohne Warmwasser: durchschnittlicher Ölverbrauch der letzten Jahre dividiert durch 250 ergibt die Brennkesselgröße in KW
Heizung mit Warmwasser: durchschnittlicher Ölverbrauch der letzten Jahre dividiert durch 200 ergibt die Brennkesselgröße in KW
Für eine tatsächliche Berechnung der Dimensionierung von Festbrennstoffheizungen ist aber eine Berechnung nach SIA 384/2 unerlässlich. Welche Faktoren hierbei eine Rolle spielen, wird auf dieser Seite schnell ersichtlich.
Förderung
Die Nutzung von so genannten erneuerbaren Energien, zum Beispiel bei der Anschaffung einer Holzheizung mit Holzpellets, wird seit mehreren Jahren staatlich gefördert. Gründe hierfür sind nicht nur der ökologische Vorteil, sondern auch das Bestreben, sich von Rohstofflieferanten unabhängiger zu machen. Daher existieren sowohl beim Bund als auch in den einzelnen Ländern unterschiedliche Förderprogramme, welche die Anschaffung und den Einbau einer Festbrennstoff Heizung finanziell fördern und unterstützen. Neben dem Umstand, dass auf Holzpellets nur 7% Umsatzsteuer anfallen, können Anlagen für Festbrennstoffheizung bis 100KW direkt finanziell gefördert werden. Aktuell ist es möglich:
zinsgünstige Programme der KfW “Ökologisch Bauen” und “Wohnraum modernisieren” in Anspruch zu nehmen
Zuschüsse aus dem sog. Marktanreizprogramm (MAP) bis zu 1500 € zu beantragen oder
verschiedenste Landesmittel in Anspruch zu nehmen.
Aktuelle Informationen zu Förderprogrammen der Bundesländer stellt der Hersteller Vaillant auf dieser Webseite in Form eines Suchformulars zur Verfügung. Weitere Förderprogramme können beim Hersteller Junkers über dieses Formular abgefragt werden.
Weitere Informationen
Ein Pufferspeicher macht eine moderne Heizanlage wie eine Pelletheizung, Solarthermie Heizung oder eine Wärmepumpe erst komfortabel. Da diese Heizungen Wärme teilweise dann liefern, wenn man sie nicht benötigt, kommen Puffer… Lesen Sie mehr
Heizen mit Holz, Holzpellets oder anderen Biomasse Brennstoffen schont aufgrund der CO2 Neutralität nicht nur die Umwelt. Eine Holzheizung macht auch unabhängig von Rohstofflieferanten und damit von steigenden Preisen für Öl und Gas. Ein Umbau… Lesen Sie mehr
Diese Heizungstypen haben den Umstand gemein, dass sie nur zeitlich partiell wirklich effektiv betrieben werden können. Das hat zur Folge, dass sie auch nur zeitlich begrenzt Energie in Form von Wärme liefern können. Dann aber unter Umständen viel zu viel Energie, welche man in diesen Fällen dann nicht nutzen und somit verschwenden würde. Die 
Die Pufferspeicherheizung soll insbesondere in der nicht so kalten Übergangszeit die überschüssige Energie einer Kesselfüllung - in Form von Wärme, die momentan nicht benötigt wird, aufnehmen können (der so genannte Lastausgleich). Weiterhin sollte er auch dann die Energiemenge einer kompletten Kesselfüllung aufnehmen können, wenn keine Wärme durch Heizung oder den Verbrauch von Warmwasser abgenommen wird. Beim Erreichen der maximalen Temperatur des Pufferspeichers soll hierbei das Brennmaterial möglichst komplett durchgebrannt sein, um somit den optimalen Wirkungsgrad des Heizkessels nutzen zu können. In der kalten Jahreszeit, wenn der Heizkessel im Volllastbetrieb arbeitet, hat der Pufferspeicher normalerweise keine Bedeutung, da kaum überschüssige Wärme anfällt.
Für das Puffervolumen des Speichers kann man von einem Richtwert von 50 bis 55 Liter je kW Feuerungswärmeleistung ausgehen. Die Feuerungswärmeleistung sollte hierfür für das Haus aus dem aktuellen Öl- oder Gasverbrauch errechnet werden, aber auch kurzzeitige Extrema berücksichtigen. So sollte in jedem Fall von Wintertagen mit bis zu -15 Grad Celsius ausgegangen werden, um in diesem Fall auch ausreichend Energie in Form von Wärme zur Verfügung zu haben.
Bei der Planung einer Pufferspeicher Heizung sollte bei der Bestimmung der notwendigen Speicherzeiten und den damit direkt in Verbindung stehenden Nachlegeintervallen bei der Berechnung des Puffervolumens für das gesamte Heizsystem unbedingt in Betracht gezogen werden. In diesen Fällen ist eine maximale oder übermaximale Auslegung des Puffervolumens nicht unbedingt sinnvoll, sondern kann in bestimmten Konstellationen mit einem Pufferspeicher auch zu Problemen führen. Hier gilt also nicht der Vorsatz: je größer, desto besser. Bei einem größeren Volumen ist zum Beispiel gerade im Winter eine vollständige Aufladung der Pufferspeicher mit einer einzigen Kesselfüllung nicht mehr möglich. Hier sollte die maximale Kesselleistung in jedem Fall nach dem Puffervolumen und nicht allein nach dem 
Das Volumen eines Pufferspeichers wird in den meisten Fällen, in denen es sich nicht um einen Neubau handelt, allein durch den maximal zur Verfügung stehenden Platz im Heizraum bestimmt. 1000 Liter Wasser haben ein Volumen von genau einem Qubikmeter und damit Abmaße von mindestens 1m x 1m x 1m. Ausgehend davon sollte das Speichervolumen des Pufferspeichers aber mindestens bei 50 bis 55 Litern je kW der installierten Feuerungswärmeleistung liegen. Für einen erweiterten Komfort sind aber 100 Liter je kW Leistung empfehlenswert. Allerdings sind dies nur Richwerte und entsprechen keiner optimalen Auslegung der Heizungsanlage, sondern sollen eher als Orientierung dienen.
Eine Festbrennstoff Heizung, die derartige Materialien zur Wärmegewinnung nutzt, wird auch oft als so genannter “
Der Aus-, Um- oder Einbau einer Festbrennstoffheizung muss in jedem Fall zuerst mit dem zuständigen 
Für ein Rechenbeispiel einer 
Die Nutzung von so genannten erneuerbaren Energien, zum Beispiel bei der Anschaffung einer Holzheizung mit Holzpellets, wird seit mehreren Jahren staatlich gefördert. Gründe hierfür sind nicht nur der ökologische Vorteil, sondern auch das Bestreben, sich von Rohstofflieferanten unabhängiger zu machen. Daher existieren sowohl beim Bund als auch in den einzelnen Ländern unterschiedliche Förderprogramme, welche die Anschaffung und den Einbau einer Festbrennstoff Heizung finanziell fördern und unterstützen. Neben dem Umstand, dass auf Holzpellets nur 7% Umsatzsteuer anfallen, können Anlagen für Festbrennstoffheizung bis 100KW direkt finanziell gefördert werden. Aktuell ist es möglich:
