Röhrenkollektoren – Sandler – Energie für Gebäude – Umweltfreundliche Heizsysteme https://staging.efg.de Heizung kann auch umweltfreundlich und effizient. Mit dem SpeedPower Heizsystem können mehrere Wärmeerzeuger kombiniert und Solarenergie effizient genutzt werden. Wed, 24 Jan 2024 15:37:54 +0000 de hourly 1 https://wordpress.org/?v=6.9.4 https://staging.efg.de/wp-content/uploads/2020/02/Logodatei_Bildmarke-farbig-150x150.png Röhrenkollektoren – Sandler – Energie für Gebäude – Umweltfreundliche Heizsysteme https://staging.efg.de 32 32 Flächenheizung vs. Heizkörper – was bringt mehr? https://staging.efg.de/flaechenheizung-vs-heizkoerper-was-bringt-mehr/ Wed, 24 Jan 2024 15:21:58 +0000 https://staging.efg.de/?p=58039

Flächenheizung vs. Heizkörper - was bringt mehr?

  • Simon

Wenn man sich über eine neue Heizung informiert, dann steht meistens der Wärmeerzeuger im Vordergrund. Doch die Effizienz hängt nicht allein vom Wärmeerzeuger ab, sondern vom Zusammenspiel aller Komponenten des gesamten Heizungssystems.

Eine wichtige Rolle dabei spielt die Wärmeabgabe in die Räume. Man hat grundsätzlich zwei Möglichkeiten: Heizkörper oder Flächenheizungen (Fußbodenheizungen oder Wand- und Deckenheizungen).

Gehen wir jedoch nochmal einen großen Schritt zurück und beschäftigen und vorab noch mit der Frage: Wissen Sie eigentlich, warum wir heizen? Die Antwort bildet eine wichtige Grundlage zum Verständnis der Effizienz von Flächenheizung und Heizkörpern. 

Klar: Damit wir nicht frieren, wenn es draußen kalt ist. Doch die Frage ist weniger trivial als sie scheint. Die meisten Menschen fühlen sich bei Temperaturen zwischen 20 und 24 °C am wohlsten. Ihre eigene Körpertemperatur liegt mit rund 37 °C aber deutlich über diesen Raumtemperaturen. Damit ist es der Mensch selbst, der heizt!

Eine Heizung muss die Bewohner also gar nicht aufwärmen, sondern vielmehr dafür sorgen, dass sie nicht zu sehr auskühlen. Dafür genügen jedoch Vorlauftemperaturen bis 45 °C. Höhere Temperaturen im Heizkörper sind reine Energieverschwendung.

Hocheffiziente Flächenheizung

Hocheffiziente Flächenheizung

Flächenheizung überträgt die Wärme über Strahlungswärme, die besonders gesund und angenehm für den Mensch ist. Die verbaute Heizung an Wand, Decke oder Fußboden heizt bereits bei Vorlauftemperaturen von 25 bis 35 °C, es wird also ein effizienterer und sparsamerer Betrieb Ihrer Heizung ermöglicht. Brennwertkessel, Wärmepumpen und Solarkollektoren können mit den niedrigen Temperaturen viel besser betrieben werden. Darüber hinaus sind die Leitungsverluste geringer.

Haus mit Flachkollektoren (Solarthermie)
Beispielhaus mit Flachkollektoren
Anwendungsbereiche
  • Brauchwassererwärmung (Zur Brauchwassererwärmung werden ca. 1,5 m² pro Person benötigt)
  • Heizungsunterstützung (Zur Heizungsunterstützung rechnet man mit ca. 1 m² pro 10 m² beheizter Wohnfläche)
  • Flachkollektoren können Auf- und Indach montiert werden
 
Kosten
  • Preislich ist der Flachkollektor günstiger als der Röhrenkollektor
  • Kosten pro Quadratmeter etwa EUR 300,00 – 400,00

Röhrenkollektor

Bei einem Röhrenkollektor (1,5 – 3mm starke Borsilikat-Glasröhren) befindet sich der Absorber in einer Vakuumröhre. Dieses Vakuum verschafft dem Röhrenkollektor gegenüber dem Flachkollektor, was die Isolierung angeht, einen klaren Vorteil. Ähnlich dem Prinzip der Thermoskanne, kann die Strahlungsenergie der Sonne auf den Absorber treffen, aber die Wärme nicht austreten. Diesen Vorteil kann er besonders in der kalten Jahreszeit nutzen. Der Wirkungsgrad liegt bei 90%. Röhrenkollektoren können im Vergleich zum Flachkollektor höhere Temperaturen von 120 Grad oder mehr erreichen.

Röhrenkollektoren auf einem Hausdach
Beispielhaus mit Röhrenkollektoren
Anwendungsbereiche
  • Brauchwassererwärmung (Zur Brauschwassererwärmung werden ca. 1 m² pro Personen benötigt)
  • Heizungsunterstützung (Zur Heizungsunterstützung rechnet man mit ca. 0,8 m² pro 10 m² beheizter Wohnfläche)
  • Eine Indachmontage ist nicht möglich

 

Kosten
  • Preislich ist der Röhrenkollektor teurer als der Flachkollektor
  • Kosten pro Quadratmeter etwa EUR 600,00 – 800,00
Besonderheit: Röhrenkollektoren gibt es in verschiedenen Ausführungen
  • Direkt durchströmte Vakuumröhren
    • Bestehen aus einem Doppelglas-Kollektor mit einem Vakuum dazwischen
    • Die innere Glasröhre ist mit dem Absorber bedampft und enthält ein Wärmeleitblech mit einem U-förmigen Rohr für das Wärmeübertragungsmittel
    • Haben den Vorteil das sie in vielen verschiedenen Positionen (Winkeln) montiert werden können. Beispielsweise liegend auf Flachdächern oder an der Fassade (0°-90°)

 

  • Indirekt durchströmte Vakuumröhren
    • In Heatpipe-Kollektoren durchfließt eine Flüssigkeit die Wärmerohre und erwärmt das eigentliche Solarfluid indirekt
    • Ab ca. 25° verdampft die Flüssigkeit und steigt in den Kondensator auf, kondensiert dort, gibt dabei die Wärme an die Solarflüssigkeit ab und geht in flüssigem Zustand wieder zurück in die Heatpipe
    • Minimaler Neigungswinkel 20° (optimal zwischen 25° und 70°)


Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass der Röhrenkollektor eine höhere Effizienz (vor allem in der Heizperiode) mit geringeren Wärmeverlusten und höheren Temperaturen aufweist.

Vor und Nachteile der unterschiedlichen Kollektoren

Röhrenkollektoren
Vorteile Nachteile
Sehr hohe Temperaturen auch bei geringer solarer Einstrahlung Lassen sich nicht bündig in Dach montieren
Sehr hoher Wirkungsgrad 90 % Höhere Anschaffungskosten
Sehr flexibel in der Ausrichtung
Geringeres Gewicht (11 – 20 Kg pro m²)
Geringerer Platzbedarf
Flachkollektoren
Vorteile Nachteile
Robust und langlebig Größerer Platzbedarf als Röhrenkollektoren
Einfache auf und Inndachmontage Relativ hohes Eigengewicht (15-25 Kg pro m²)
Wirkungsgrade von 60 – 85 % Hohe Temperaturen wirken leistungsmindernd
Gutes Preis-Leistungsverhältnis
 

Fazit: Welcher Kollektor ist denn jetzt besser?

Grundsätzlich eignen sich beide Kollektorarten sowohl für die Warmwassererwärmung als auch für die Heizungsunterstützung. Bei der Heizungsunterstützung punktet der Röhrenkollektor mit seinem hohen Wirkungsgrad und der guten Leistung auch bei schlechten Sonnenverhältnissen. Hier lohnen sich die höheren Investitionskosten. Für die Warmwassererwärmung bei guter Dachausrichtung ist der günstigere Flachkollektor meist die erste Wahl. Bei „ungünstig“ ausgerichteten Dächern und geringerem zur Verfügung stehenden Platz lohnt sich ebenfalls die Investition in einen Röhrenkollektor.

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Solarthermie: Flach- oder Röhrenkollektoren?

  • Simon

Was ist der Unterschied?

Bei jeder solarthermischen Anlage sind die Solarkollektoren das Herz der Anlage. Man unterscheidet zwischen Flach- und Röhrenkollektoren. Von der Funktionsweise unterscheiden sich die beiden Kollektortypen nicht wesentlich. Die eingestrahlte Sonnenenergie wird von den Kollektoren in thermische Energie umgewandelt. Eine zirkulierende Trägerflüssigkeit nimmt die Energie auf und übergibt Sie über einen Wärmetauscher an das Heizungssystem. Anschließend beginnt der Kreislauf erneut.

Flachkollektor

Der Flachkollektor besteht aus einem Absorber in einem herkömmlich gedämmten, flachen Gehäuse aus Metall oder Kunststoff mit einer Glasabdeckung. Gedämmt wird in der Regel mit Polyurethan oder Mineralwolle. Bei einem Röhrenkollektor bildet dagegen ein Vakuum die isolierende Schicht. Durch Luftbewegungen innerhalb des Flachkollektors und der, im Vergleich zum Röhrenkollektor, schlechteren Dämmung treten gerade bei hohen Temperaturdifferenzen große Wärmeverluste auf. Der Wirkungsgrad liegt zwischen 60 – 85%. Flachkollektoren haben eine etwas geringere Wärmeleistung im Vergleich zu einem Röhrenkollektor. Die maximale effektive Temperatur ist ebenfalls geringer.

Haus mit Flachkollektoren (Solarthermie)
Beispielhaus mit Flachkollektoren
Anwendungsbereiche
  • Brauchwassererwärmung (Zur Brauchwassererwärmung werden ca. 1,5 m² pro Person benötigt)
  • Heizungsunterstützung (Zur Heizungsunterstützung rechnet man mit ca. 1 m² pro 10 m² beheizter Wohnfläche)
  • Flachkollektoren können Auf- und Indach montiert werden
 
Kosten
  • Preislich ist der Flachkollektor günstiger als der Röhrenkollektor
  • Kosten pro Quadratmeter etwa EUR 300,00 – 400,00

Röhrenkollektor

Bei einem Röhrenkollektor (1,5 – 3mm starke Borsilikat-Glasröhren) befindet sich der Absorber in einer Vakuumröhre. Dieses Vakuum verschafft dem Röhrenkollektor gegenüber dem Flachkollektor, was die Isolierung angeht, einen klaren Vorteil. Ähnlich dem Prinzip der Thermoskanne, kann die Strahlungsenergie der Sonne auf den Absorber treffen, aber die Wärme nicht austreten. Diesen Vorteil kann er besonders in der kalten Jahreszeit nutzen. Der Wirkungsgrad liegt bei 90%. Röhrenkollektoren können im Vergleich zum Flachkollektor höhere Temperaturen von 120 Grad oder mehr erreichen.

Röhrenkollektoren auf einem Hausdach
Beispielhaus mit Röhrenkollektoren
Anwendungsbereiche
  • Brauchwassererwärmung (Zur Brauschwassererwärmung werden ca. 1 m² pro Personen benötigt)
  • Heizungsunterstützung (Zur Heizungsunterstützung rechnet man mit ca. 0,8 m² pro 10 m² beheizter Wohnfläche)
  • Eine Indachmontage ist nicht möglich

 

Kosten
  • Preislich ist der Röhrenkollektor teurer als der Flachkollektor
  • Kosten pro Quadratmeter etwa EUR 600,00 – 800,00
Besonderheit: Röhrenkollektoren gibt es in verschiedenen Ausführungen
  • Direkt durchströmte Vakuumröhren
    • Bestehen aus einem Doppelglas-Kollektor mit einem Vakuum dazwischen
    • Die innere Glasröhre ist mit dem Absorber bedampft und enthält ein Wärmeleitblech mit einem U-förmigen Rohr für das Wärmeübertragungsmittel
    • Haben den Vorteil das sie in vielen verschiedenen Positionen (Winkeln) montiert werden können. Beispielsweise liegend auf Flachdächern oder an der Fassade (0°-90°)

 

  • Indirekt durchströmte Vakuumröhren
    • In Heatpipe-Kollektoren durchfließt eine Flüssigkeit die Wärmerohre und erwärmt das eigentliche Solarfluid indirekt
    • Ab ca. 25° verdampft die Flüssigkeit und steigt in den Kondensator auf, kondensiert dort, gibt dabei die Wärme an die Solarflüssigkeit ab und geht in flüssigem Zustand wieder zurück in die Heatpipe
    • Minimaler Neigungswinkel 20° (optimal zwischen 25° und 70°)


Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass der Röhrenkollektor eine höhere Effizienz (vor allem in der Heizperiode) mit geringeren Wärmeverlusten und höheren Temperaturen aufweist.

Vor und Nachteile der unterschiedlichen Kollektoren

Röhrenkollektoren
Vorteile Nachteile
Sehr hohe Temperaturen auch bei geringer solarer Einstrahlung Lassen sich nicht bündig in Dach montieren
Sehr hoher Wirkungsgrad 90 % Höhere Anschaffungskosten
Sehr flexibel in der Ausrichtung
Geringeres Gewicht (11 – 20 Kg pro m²)
Geringerer Platzbedarf
Flachkollektoren
Vorteile Nachteile
Robust und langlebig Größerer Platzbedarf als Röhrenkollektoren
Einfache auf und Inndachmontage Relativ hohes Eigengewicht (15-25 Kg pro m²)
Wirkungsgrade von 60 – 85 % Hohe Temperaturen wirken leistungsmindernd
Gutes Preis-Leistungsverhältnis
 

Fazit: Welcher Kollektor ist denn jetzt besser?

Grundsätzlich eignen sich beide Kollektorarten sowohl für die Warmwassererwärmung als auch für die Heizungsunterstützung. Bei der Heizungsunterstützung punktet der Röhrenkollektor mit seinem hohen Wirkungsgrad und der guten Leistung auch bei schlechten Sonnenverhältnissen. Hier lohnen sich die höheren Investitionskosten. Für die Warmwassererwärmung bei guter Dachausrichtung ist der günstigere Flachkollektor meist die erste Wahl. Bei „ungünstig“ ausgerichteten Dächern und geringerem zur Verfügung stehenden Platz lohnt sich ebenfalls die Investition in einen Röhrenkollektor.

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