Hier entsteht eine Internetpräsenz über den Bau einer Einfamilienhaus Warmluft Zentralheizung (Luftheizung)

Anmerkung Juni 2010: 

Hier wird der Stand von Anfang 2008 beschrieben. Seitdem werden 2 der 8 Zimmer vollautomatisch und unabhängig geregelt. Die restlichen 6 Zimmer sind manuell passiv beheizbar. 

Inzwischen ist das gesamte Heizungssystem zu 95% fertig. Sämtliche Baumassnahmen sind abgeschlossen, es fehlt nur noch die Fertigstellung der Regeltechnik, das heisst, bestehende Leitungen müssen sauber verschaltet werden und eine Steuerroutine geschrieben bzw. optimiert werden. Das geht natürlich nur in der kalten Jahreszeit. Im Sommer ist das System komplett ausser Betrieb. Fertigstellung der gesamten Anlage wird um Weihnachten 2010 sein. 

Diese Homepage wird dann inhaltlich auf den endgültigen Stand gebracht werden. 

Allgemeine Vorbemerkungen.

Über diesen Heizungstyp ist kaum brauchbare Information erhältlich. Vieles ist falsch oder irreführend.

Man findet keine Bauteile, Fachleute scheint es keine zu geben und sogar die Heizungsbranche an sich scheint damit generell überfordert zu sein. 

In Quellen mit wissenschaftlichem Charakter kommt dieser Heizungstyp wohl besser weg; es bleibt aber der Geschmack eines "einfachen, nicht ganz zeitgemässen und eher problematischen" Heizungstyps. Das liegt wahrscheinlich daran, dass die praktische Erfahrung und das Erleben der Vorzüge dieses Heizungstyps fehlt.

Auf diesen Seiten wird gezeigt, dass dieser Heizungstyp mit heutigen Systemen gut konkurrieren kann.

Dies ist ein weiteres Beispiel (siehe Autofahren mit Salatöl), wie man abseits etablierter Technologieströmungen zu Lösungen gelangen kann, die gegenüber dem verbreiteten Stand der Technik sogar Vorteile haben können.

Abgrenzung Warmluftheizung - kontrollierte Wohnraumbelüftung

In heutige Passiv- und Quasi-Passivhäuser werden kontrollierte Wohnraumbelüftungen eingebaut, die im "Nebeneffekt" vollwertige Heizungen darstellen. Es handelt sich hier um Gebäude mit sehr guter Wärmeisolierung, und demnach kann der Luftstrom klein und die Lufttemperatur niedrig (~ 25 °C) sein, um eine wirksame Heizung darzustellen.

Da es sich aber meistens um sehr einfache Anlagen handelt, bringt diese Heizphilosophie ein paar Einschränkungen mit sich und stellt gewisse Anforderungen an die Lebensweise der Bewohner.

Es soll hier nicht näher darauf eingegangen werden. Wichtig ist aber die Feststellung, dass sich der Passivhaus Luftheizungstyp sehr deutlich von den Warmluftheizungen früherer Generationen unterscheidet. Das erforderliche Know-How ist anders.

Die auf diesen Seiten vorgestellte Heizung ist eine von Grund auf durchdachte Anlage, die jeden Raum schnell, individuell und unabhängig bedienen und individuelle Wünsche der Bewohner jederzeit realisieren kann.

Das Funktionsprinzip früherer Warmluftheizungen. 

a) Originalzustand.

Das Haus wurde 1952 fertiggestellt und verfügt im Erdgeschoss über eine Art Kachelofen, der seit vielen Jahren mit einem  Ölbrennereinsatz betrieben wird. Der Kachelofen beheizt direkt das (frühere) Arbeitszimmer. Vom Kachelofen gehen 3 Luftkanäle senkrecht in das 1. und 2. Obergeschoss.

Ein Kanal versorgt das Wohnzimmer im 1. OG, ein weiterer Kanal Flur und Schlafzimmer des 1. OG, und der dritte Kanal versorgt 2 der Zimmer des 2. OG. Jeder Kanal kann mittels einer Klappe bezüglich seines Luftdurchsatzes manuell eingestellt werden.

Die 3 Klappen befinden sich im Arbeitszimmer im Erdgeschoss, direkt über dem Kachelofen.

Ausserdem befinden sich an jedem Warmluftauslass Klappen, mit denen man die einzelnen Zimmer regulieren kann.

Die Warmluftzufuhr durch die Kanäle funktioniert ausschliesslich über Schwerkraft (warme Luft steigt nach oben); es sind insbesondere keine Ventilatoren vorhanden. Küche, Bad, Toilette und diverse Vorräume sind aufgrund der Abseitslage nicht an das Heizsystem angeschlossen (Die Luft müsste hierzu mehrere Meter horizontal verlaufen). 

Das Wohnzimmer (im 1. OG) verfügt als einziges Zimmer über einen Kaltluftrücklauf zum Kachelofen.

Bei allen anderen beheizbaren Zimmern muss man entweder die Türen offen lassen, damit die kalte Luft durch das Treppenhaus hinunter zum Kachelofen entweichen kann, oder man nimmt einen Überdruck in den Zimmern in Kauf und lässt warme Luft durch Fugen und Ritzen nach irgendwohin entweichen. 

Der vollautomatische Ölbrenner  hat 2 Stufen (3 KW und 8 KW)  und wird mit einem einzigen (zweistufigen) Raumthermostat geregelt.

Dieser befindet sich im Arbeitszimmer. 

Alle übrigen beheizbaren Zimmer des Hauses werden passiv, also ungeregelt, über die Luftkanäle mitversorgt.

Will man also irgendwo im Haus heizen, dann muss man den Thermostat im Arbeitszimmer hochdrehen.

Es ist kaum möglich, die Klappen so einzustellen, dass im beheizbaren Teil des Hauses ein sinnvolles Temperaturgefüge herrscht, und  die Nachführung bei sich ändernden Bedingungen (Sonneneinstrahlung, Aussentemperatur, Wind) braucht man gar nicht erst versuchen.

b) angestrebter Endzustand.

- Der Charakter einer Warmluftheizung soll erhalten bleiben.

- Das Heizsystem soll hinsichtlich Komfortansprüchen zeitgemäss sein, also im Einzelnen:

- Jedes Zimmer (auch die bisher nicht beheizbaren) soll individuell beheizbar sein und über eine individuelle Nachtabsenkung verfügen. Jedes Zimmer soll über ein automatisches Tages- oder Wochenprogramm verfügen.

- Jedes Zimmer soll über einen geschlossenen Luftkreislauf von und zum Kachelofen verfügen.

- Geruchs- und Schallübertragung zwischen den Zimmern soll vernachlässigbar sein.

- Die Temperaturnachführung in den Zimmern soll schnell sein.

- Die Luftfeuchte soll stets mindestens 40% betragen.

- Der Brennstoff soll effizient eingesetzt werden.

- Vom Heizsystem sollen keine anderen Einflüsse ausgehen, die den Komfort beeinträchtigen.

- Im Sommer soll das gesamte System als Kühlung nutzbar sein.

- Die Anlage soll preiswert sein.

Wie man sieht, spiegelt der angestrebte Endzustand eine zeitgemässe Zentralheizung wieder, die zusätzlich als Kühlsystem dienen und dabei noch preiswert sein soll.

Beschreibung des neuen Systems.

Vorbemerkungen. 

Das System besteht -abgesehen vom Brenner (der wird original übernommen) - ausschliesslich aus  "zweckentfremdeten", teilweise eigens angefertigten Bauteilen und ist -mit Ausnahme des Controllers- "einfach" aufgebaut, also mit "alter bewährter Technik"

Gute Voraussetzungen für einen zuverlässigen Betrieb.

Aufgetretene Probleme

1.

Das weitaus grösste Problem war die mit den Luftströmen einhergehende Geräuschentwicklung.

Wenn man einen (theoretisch unhörbaren) Ventilator vor ein langes Rohr hält, dann herrscht an beiden Enden des Rohres ein lautes unangenehmes Geräusch, das aufgrund der verwirbelten Luft entsteht. Vom Ventilator selbst hört man kaum etwas. 

Allein dieser in Vorversuchen gefundene Sachverhalt hat das gesamte Projekt um Monate verzögert.

Flexible Rohrschalldämpfer eliminieren dieses Problem zum grössten Teil. Rohrschalldämpfer haben eine mit zunehmender Frequenz besser werdende Absorptionscharakteristik. Deshalb hört man nur noch ein deutlich leiseres tiefes Rumpeln, das bei höheren Ventilatordrehzahlen aber deutlich hörbar ist.

Bei zukünftigem Wärmevollschutz des Hauses und der damit verbundenen geringeren Lüfterdrehzahlen wird sich dieses Problem von selbst lösen.

2.

Die Idee der Lüfterdrehzahlregelung über Stelltrafos kam relativ spät,  sodass eine andere Variante für 2 Zimmer schon vollends umgesetzt war. (Relais, welche geeignete Glühlampen mit den Lüftern in Serie schalten. Genialerweise haben sich die haushaltsüblichen Glühlampen (25W, 40W, 60W, 75 W) als bestens geeignet erwiesen).

3.

Die Luftein- und -auslässe in den Zimmern sehen manchmal nicht gut aus und sind teilweise einfach  nur "Löcher". 

Die Beschaffung sowohl geeigneter als auch preislich erträglicher Verkleidung bei ansprechender Optik gestaltet sich schwierig.

Altteile vom Originalzustand sind nicht genug vorhanden.

Beschreibung der Komponenten.

In fast jedem Baumarkt gibt es HT (Hochtemperatur, grau) und KG Rohre (Kanalgrund, orange) DN160 (=150mm Innendurchmesser).

Diese Rohre sind gross genug um auch schlecht isolierte Räume mit Ventilatorunterstützung schnell warmzubekommen.

Ein Meter Rohr kostet ca. 5 Euro, eine Biegung kostet etwa dasselbe. Das ist nur ein Bruchteil von dem, was "offizielle" Luftkanäle  (mit sogar geringerem Querschnitt) kosten.  Je nach Warmlufttemperatur kann man KG Rohre oder HT Rohhre nehmen. Mit HT Rohren ist man aber auf jeden Fall auf der sicheren Seite.

Über Ebay und Hanf Growshops sind flexible Rohrschalldämpfer (auch Telefonieschalldämpfer genannt) mit Innendurchmesser 150 mm erhältlich. Diese passen sehr gut auf die Rohre bzw. können leicht passend gemacht werden.

Stückpreis mit Lieferung ca. 60 Euro. Man braucht 3 bis 4 Stück pro Zimmer. (2 für Vorlauf und 1-2 für Rücklauf).

In der Nähe des Brenners, wo es etwas heisser zugeht, sind Alu-Flexrohre sehr geeignet. Die kann man so hinbiegen wie man es braucht.

Baumarkt oder Ebay.

Zur Wärmeisolierung der gesamten Verrohrung nimmt man selbstklebendes Filzband in mehreren Lagen, Maler-, Lackiererdecken  oder sonstiges, was Ebay, Baumarkt, Grobmüll und Dachboden günstig hergeben. Kosten bis zu 5 Euro/Meter Rohr. Die Rückläufe muss man nicht isolieren, da sie keine Restwärme transportieren. 

Über Ebay bekommt man günstig Rohreinschubventilatoren mit Aussendurchmesser 145-150 mm (nominell 150). 

Die meisten haben 150 mm und passen haargenau in die Rohre und die Schalldämpfer. Die kleineren werden mit selbstklebendem Filzband (Ebay) "passend gemacht".  Die Lüfter lassen sich ab ca. 120 Volt~ betreiben. Stückpreis mit Lieferung maximal 30 Euro.

Über Ebay sind sehr günstig Regel- oder Stelltransformatoren erhältlich (teilweise aus DDR Beständen). Mit ihnen lassen sich die Lüfterdrehzalstufen (2 bis 3 pro Lüfter) individuell anpassen. Stückpreis zwischen 10 und 40 Euro.

Klappen für die Luftkanäle sind sehr teuer und nicht auf Dichtheit und warme Luft hin ausgelegt.

Die Klappenmembrane lässt man einmal in einer Schlosserei herstellen (Gesamtkosten wenige zig Euro, jeweils ein kreisrundes dickes Blech). Die gesamte restliche Klappe kann man mit Baumarktmaterial und Standardwerkzeug leicht selbst herstellen.

Klappenmotoren sind über Ebay erhältlich, z.B. von Belimo. Stückpreis ca. 30 Euro. Man braucht 1 Klappe pro Zimmer.

Relais zur Klappensteuerung und Lüftersteuerung gibt es relativ teuer von Conrad (~20 Euro/Stück, Hutschienenmontage, was sehr praktisch ist.)

Man braucht bis zu 4 Stück pro Zimmer, 1 für Klappe, 3 für 3 Lüfterstufen)

Im Selbstbau (Keine Hutschiene, einfache Lötarbeiten, Platine, 1 Relais, 1 Transistor und etwas "Vogefutter")  liegt man bei 2-3 Euro pro Stück.

Ebenfalls bei Conrad gibt es den Hutschienen-Controller C2 mitsamt Entwicklungsumgebung. Gegen Aufpreis gibt es sehr viel verschiedenartige, auf Haustechnik ausgerichtete Peripherie. 

Damit kann man alles steuern und regeln, was auch nur entfernt mit Haustechnik zu tun hat.

Das Erlernen der Programmiersprache C2 ist einfach, und als erfahrener Laie hat man entsprechende Routinen schnell beisammen.

Kosten ca. 200 Euro. Zusatzmodule für weitere 16 Schaltausgänge: 60 Euro.

Wochensteuerung mit Nachtabsenkung für die Zimmer.

Bei Heizungsherstellern und im Heizungszubehörhandel gibt es zwar hunderte verschiedene Raumthermostaten, jedoch nichts was für den hier erforderlichen Zweck geeignet wäre.

Bei Conrad gibt es Zeitschaltuhren mit Wochenprogramm und einem 1xUm Relaiskontakt.

Zusammen mit dem nachfolgend beschriebenen Temperaturfühler wird daraus eine echte Wochentemperatursteuerung mit einstellbarer Nachtabsenkung.

Kosten ca. 30 Euro. Man braucht 1 Stück pro Zimmer.

Temperaturfühler.

Im Elektronikladen für wenig Geld erhältlich (Platine, Schraubklemmen, 1 NTC und 2 Poti).

Hier sind keine Halbleiter erforderlich. Es handelt sich lediglich um Spannungsteiler an den AD-Eingängen des Controllers.

Eventuelle Wertebereichsprobleme werden auf elegante Weise softwareseitig gelöst. 

Es fehlen noch der Brenner (Ölbrenner-Kachelofeneinsatz ist vorhanden), die gesamte Verkabelung, Bauarbeiten und

ein grösserer Posten "Forschung" und "Irrtümer".

Gegenwärtiger Fertigstellungsgrad der Anlage

Der Fertigstellungsgrad besteht seit Januar 2008 aus der individuellen zweistufigen Regelung von 2 Räumen mit individueller Nachtabsenkung.

Es fehlen noch:

- Übergang auf dreistufige Regelung (für jeden Raum individuell)

- Anschluss der restlichen 5 Räume,

- Regelung der restlichen 5 Räume,

- Option zuschaltbarer Aktivkohlefilter für die Rückläufe der zeitweilig geruchsbelasteten Räume (Küche, Bad, Toilette) 

  (wird vorerst nicht realisiert)

  Alternativ: Option Wärmetauscher Abluft-Zuluft (wird vorerst nicht realisiert, da unrentabel)

- Aussentemperaturfühler,

- Feuchteregelung (kann evtl. sogar entfallen, da Feuchte systeminhärent sichergestellt ist). 

- Einfache Umschaltbarkeit auf manuellen Notbetrieb.

- Unabhängige Übertemperatursicherung im Heizraum.

Zwischenbilanz März 2008

Das Gebäude ist isolationstechnisch auf dem Stand von 1950.

Das bedeutet, dass mit keinem Heizsystem eine nach heutigen Massstäben "behagliche" Wärme realisiert werden kann.

Hier ist es demnach umso wichtiger, dass Räume schnell aufgeheizt werden können und mit starker Nachtabsenkung gefahren werden kann.

Wenn in Zukunft das Haus einmal zeitgemäss isoliert sein sollte, dann wird die Warmluftheizung alle ihre Vorteile voll ausspielen können, wobei die Nachteile (Geräuschentwicklung) in den Hintergrund treten.

Es sind 2 Zimmer an das Heizsystem angeschlossen. Beide Zimmer werden individuell geregelt.

Beide Zimmer verfügen über eine individuell einstellbare Nachtabsenkung.

Die Temperatur-Regelgenauigkeit liegt in beiden Zimmern bei ca. +/- 0,2 Grad C.

Diese Spanne liesse sich noch mindestens um einen Faktor 2 verkleinern; davon wird jedoch abgesehen, um die Anlage zu schonen.

Eines der Zimmer lässt sich per Knopfdruck ganz abschalten.

Die Regelgeschwindigkeit ist sehr gut.

Die Luft ist immer hinreichend feucht (niedrigster gemessener Wert im Winter 42%).

Die Geräuschentwicklung der Ventilatoren ist trotz Schalldämpfer teilweise deutlich (man hört den Luftstrom, nicht den Ventilator).

Das liegt hauptsächlich an der gegenwärtigen Drehzahlabstufung der Ventilatoren. Zur Zeit wird noch nicht unterschieden zwischen "Raum aufheizen" (da kann es ruhig lauter zugehen) und "Raumtemperatur halten"

Die Geräuschübertragung zwischen den Zimmern ist aufgrund zahlreicher Schalldämpfer vernachlässigbar

(Der hausübliche Körperschall überwiegt).

Die Rohreinschublüfter überstehen die auf maximal 65 Grad begrenzte Luft schadlos.

(Die Lüfter sind bis max. 40 Grad spezifiziert, werden aber nur mit 120....200V betrieben (Stelltrafos).

Die 65 Grad sind bislang willkürlich festgelegt und werden in Zukunft erhöht ). 

Das Gesamtsystem arbeitete (nach Behebung einiger Mängel) 3 Monate zuverlässig und zufriedenstellend (kein Ausfall). 

Die Controller-Routine ist in der Übergangszeit (März und Oktober) etwas suboptimal, da manchmal Bereitschaftsverluste entstehen.

Dies wirkt sich geringfügig auf den Heizölverbrauch, jedoch nicht auf den Komfort aus.

Der noch fehlende Aussenfühler erfordert manchmal ein manuelles Nachregeln in jedem Zimmer.

Mit den bisher gemachten Erfahrungen kann man bereits einen Vergleich anstellen mit wassergeführten Heizsystemen.

Vorteile und Nachteile beider Systeme.

Kostenüberschlag (nur Material, ohne Brenner)

12.06.2010

Thomas Reiter
Kocherstrasse 1
72768 Reutlingen

Tel: 0160-7254361

thomas(ät)reiter1(punkt)com

Letzte Änderung 12.06.2010