Der Warmluftkollektor für die Luftheizung

Grundprinzip und Aufbau der Warmluftkollektoren  

Die Funktion eines Warmluftkollektors gleicht der moderner Solarkollektoren. So bestehen die Bauteile einfach beschrieben aus einem wärmegedämmten Kasten, der zum Schutz vor der Witterung mit einer transparenten Platte abgedeckt ist. Im Inneren der Kollektoren befindet sich eine dunkel eingefärbte Fläche. Dieser sogenannte Absorber nimmt die Sonnenstrahlen auf und erwärmt sich dabei. Er überträgt die thermische Energie auf die durch den Warmluftkollektor strömende Luft und hebt deren Temperaturniveau ohne zusätzliche Heizkosten an. Die Außenluft gelangt dabei zum Beispiel über kleine Öffnungen an der Rückseite in den Kollektorkörper. Mit einem Ventilator lässt sich die erwärmte Außenluft anschließend in das Gebäudeinnere befördern, wo sie die Raumtemperaturen wie bei einer Luftheizung anhebt. Während das passiert, schließen sich die Thermostate der vorhandenen Heizflächen und die konventionelle Heizungsanlage gibt weniger Energie ab. Sie läuft sparsamer und die Heizkosten sinken spürbar.

Bei großflächigen Warmluftkollektoren strömt die erwärmte Außenluft zunächst durch Luftkanäle zu einer zentralen Lüftungsanlage. Diese verteilt die warme Luft dann bedarfsgerecht im Haus.

Wärmespeicher bevorraten die solare Energie  

Im Gebäudeinneren kann ein Wärmespeicher den Warmluftkollektor ergänzen. Zum Einsatz kommen dabei sogenannte PCM-Speicher. Diese beinhalten Materialien, die durch die eingetragene thermische Energie ihren Aggregatzustand verändern (PCM steht für phase change material oder phasenwechselndes Material).

Ein einfaches Beispiel zeigt, wie das in der Praxis funktioniert: Wird Wachs erwärmt, schmilzt es und wechselt vom festen in den flüssigen Aggregatzustand. Dieser Vorgang entspricht dem Beladen der Speicher. Scheint die Sonne nicht mehr, strömt nach wie vor Außenluft über das Speichermaterial. Sie nimmt thermische Energie auf und gelangt erwärmt in die jeweiligen Räume. Während sich der Speicher entlädt, erstarrt das besondere Material, bis es keine Energie mehr abgeben kann.

Warmluftkollektoren mit Wasser-Wärmeübertrager   

Einige Speicher sind mit einem Wärmetauscher ausgestattet. Benötigen die angebundenen Räume keine Wärme, kann dieser Wasser durch den Speicher führen. Die eingelagerte Energie erwärmt die kühle Flüssigkeit, die dann in einen Speicher im Haus fließt. Die Technik entlastet die Heizung und trägt ebenfalls zu sinkenden Energiekosten bei.

Hybridkollektoren gewinnen Wärme und Strom   

Neben den bereits beschriebenen Warmluftkollektoren gibt es auch Systeme, die mit Photovoltaikzellen ausgestattet sind. Diese wandeln die kostenfreie Strahlungsenergie der Sonne nicht nur in Wärme, sondern auch in elektrische Energie um. Der selbst erzeugte Strom kann dabei den Ventilator betreiben, der die Warmluft aus dem Kollektor in das Gebäudeinnere führt. Die gesamte Anlage läuft damit weitestgehend autark, wodurch neben den Heiz- auch die Stromkosten sinken.

Regelung schützt vor dem Überhitzen im Sommer   

Während die warme Luft aus den Warmluftkollektoren in der Übergangszeit und dem Winter die Heizung unterstützt, kann sie Gebäude im Sommer schnell überhitzen. Denn hier sind die Einstrahlungswerte hoch, obwohl eigentlich gar kein Wärmebedarf besteht. Über spezielle Klappen lässt sich die Außenluft in solchen Situationen am Kollektor vorbeiführen. Sie wird nicht erwärmt und gelangt mit Außentemperaturen in das Gebäudeinnere. Möglich ist das zum Beispiel mit einem Temperaturdifferenzregler.

Montage der Kollektoren am eigenen Haus

Geht es um die Montage der Warmluftkollektoren, kommen verschiedenen Systeme zum Einsatz. Elemente mit kleinen Dimensionen lassen sich einfach vor der Fassade aufhängen und über einen Ventilator mit einzelnen Räumen verbinden. Darüber hinaus gibt es auch Systeme für die Montage auf dem Dach, die ganze Häuser über eine zentrale Wohnraumlüftung mit Wärme versorgen. Eine weitere Möglichkeit bieten Kollektoren, die direkt in die Fassade integriert sind.

Typische Einsatzbereiche der Warmluftkollektoren  

Die Einsatzbereiche der besonderen Solarkollektoren sind heute schier unbegrenzt. So können kleinere Anlagen unregelmäßig beheizte Gebäude wie Gartenlauben, Datschen oder Wochenendhäuser mit Wärme versorgen. Aber auch Einfamilienhäuser, Mehrfamilienhäuser oder Büro- und Gewerbegebäude profitieren von der kostenfreien erwärmten Außenluft.

Übliche Kosten der Luftheizsysteme im Überblick

Warmluftkollektoren kosten zwischen 500 und 1.000 Euro pro Quadratmeter. Hinzu kommen Ausgaben für Zubehörteile wie einen Ventilator, einen Regler und einen Speicher. Auch die Montagekosten müssen bei der Anschaffung berücksichtigt werden. Wie hoch diese sind, erfahren Hausbesitzer aus einem individuellen Heizungsangebot.

Selbst bauen und Geld sparen:  Wer Geld sparen möchte und über handwerkliches Geschick verfügt, kann einen Warmluftkollektor selbst bauen. Die nötigen Anleitungen sind für weniger als 50 Euro im Internet erhältlich. Sicherer ist jedoch der Kauf von Kollektoren namhafter Hersteller.