 |
|
|
|
|
 |
|
| Takten der Heizung | |
| Gaspreisrechner | |
| Abenteuer Energiesparen | |
| Terminkalender | |
| Wieviel kW pro m² | |
| Weiterempfehlen | |
| Strompreisrechner | |
 |
|
Am Ende eines Jahres ist es immer Zeit, die Zählerstände abzulesen und zusammenzurechnen, wie man in dem vergangenen Jahr gewirtschaftet hat. Bei der Heizung nennt man das dann Jahresenergieverbrauch. Kunden eines Gasversorgers können diesen Verbrauch als Arbeit (kWh) in der Rechnung des Versorgers direkt ablesen, Besitzer einer Ölheizung müssen die verbrauchten Liter durch die Differenz der Höhenstände ermitteln oder machen es sich einfach, in dem sie den Ölzähler regelmäßig ablesen.
Dieses Bild zeigt Ihnen in der Übersicht, wo die Energien bleiben, wenn sie mal verfeuert sind und durch die Leitungen zu Ihren Heizkörpern geflossen sind. Dort kommen - immer über den Zeitraum eines Jahres gesehen - von den 100% der Energiezufuhr vor dem Brenner nur noch 60...70% an: das ist der Jahres-Nutzungsgrad Ihrer Anlage:
Bei der Wärmeerzeugung gehen im Kessel und in der Verteilung etwa 40% des jährlich bezahlten Brennstoffs nutzlos verloren.
[Quelle: IWO, System Ölheizung]
Ganz einfach zu berechnen - der Jahreswirkungsgrad: Qzu ist die Öl- oder Gasmenge in kWh, Qn die auf dem Wärmemengenzähler abgelesene Nutzarbeit in kWh. |
Grundsätzlich kann man die Verluste in 3 Gruppen einteilen.
1. Der Verlust bei der Erzeugung der Wärme
2. Der Verlust bei der Verteilung Wärme
3. Der Verlust durch nicht angepasste Regelungstechnik
Datenarten nicht vermischen!
Der feuerungstechnische Wirkungsgrad (wird vom Schornsteinfeger gemessen) ist ein Momentanwert, der nur zeitweise im Laufe Ihres Verbraucher-Jahres entsteht. Ihr Jahresenergieverbrauch dagegen ist ein statistischer summarischer Wert, der durch viele kleine tägliche Verbräuche über ein Jahr gebildet wird.
Wir wollen gleich hier auf den häufig gemachten Fehler hinweisen, dass man mit diesen völlig unterschiedlich gemessenen Werten nicht in einer Gleichung rechnen darf. Man kann sie nicht multiplizieren oder addieren, weil dann Unsinn herauskommt. Diese für den Verkauf von Kesseln publizierte und so einfach gemachte Buderus'sche Milchmädchenrechnung
Abgasverlust[%] * Jahresenergieverbrauch = ungenutzt verloren gehende Brennstoffenergie
geht so also nicht, denn Statistiker wissen, dass man schwankende Messwerte nur aus den kürzesten oder jeweils gleichen Erhebungszeiträumen in Gleichungen nutzen darf.
Der Jahresenergieverbrauch entsteht durch die 3 immer wiederkehrende Zyklen des Heizens:
Brennerlauf, Stillstand und Auskühlung und dem Brennerstart als besonders verlustreiche Phase.
- Ein minimaler Abgasverlust wäre also extrem wichtig bei Dauerbrennern, die 80...100% des Jahres Wärme oder Dampf erzeugen müssen - nicht bei den mickrigen 17% Laufzeit in Wohngebäuden.
- Isolierung ist für beide Kesselbetriebsarten, Dauerbrenner und Wohngebäudebeheizung wichtig: in absoluten Zahlen verschwindet ihr Wert beim Dauerbrenner gegenüber dem Abgasverlust, bei der Wohnungsbeheizung ist Isolierung ca. 6* wichtiger als der Abgasverlust.
Kesselverluste
...beim Brennerlauf
Wenn ein Brenner Wärme erzeugt, teilt der Kessel als Wärmetauscher die Wärmeströme auf in
- den Teil, der als Kesselverlust bezeichnet wird und
- den Teil, der zur Nutzung durch die Verteilung gehen soll.
Der Jahresenergieverbrauch in dieser Phase setzt sich durch die Verlust- oder Nutz- Leistungen der einzelnen Komponenten zu deren Nutzungszeiten zusammen:
Q Jahr = Q Kessel + Q Verteilung + Q Nutz
oder detaillierter
Q Jahr = (Q Feuerung + Q Strahlung) + Q Verteilung + Q Nutz
...beim Brennerstillstand
In der Stillstands- und Auskühlphase fehlt nur Q Feuerung in der obigen Zusammenstellung:
Q Jahr = Q Bereitschaft + Q Verteilung + Q Nutz
oder detaillierter
Q Jahr = (Q Auskühl + Q Strahlung) + Q Verteilung + Q Nutz
Je nach Kessel- und Brennerbauart entstehen Bereitschaftsverluste durch
...Auskühlverluste
mit dem Kaminzug, wenn nicht eine Klappe im Brenner oder eine Klappe am Abgasstutzen das verhindern. Besonders atmosphärische Kessel sind da schlimm
Der Kesselverlust setzt sich zusammen aus ...
...dem Feuerungsverlust.
Er entsteht in ca. 17% des Jahres, also etwa 1500 Stunden. Die Höhe des Verlustes zeigt, wie gut der Hersteller den durchziehenden heißen Gasen die Wärme entziehen kann. Er ist eine fast unveränderliche Bauteile-Eigenschaft.
Dieser kann durch Beläge an der Kesselwand (Ruß von Gelbbrennern) verschlechtert werden. Bei alten Kesseln kann man den Feuerungsverlust durch zusätzliche Strömungswiderstände verbessern. Technischer Messwert ist der Feuerungstechnische Wirkungsgrad.
...Strahlungsverluste aller heißen Bauteile.
Diese entstehen permanent, wenn eine Fläche wärmer als die Umgebung ist, bei Ihrem Kessel also meist 8760 Stunden /Jahr.
Die höchsten Bereitschaftsverluste entstehen durch die Warmwasser-Erzeugung im Sommer, wenn Kessel und Speicher monatelang auf höchster Ladetemperatur verharren, ohne dass der Entzug von Nutzwärme den Kessel auskühlen könnte.
Die Bereitschaftsverluste und der Entzug der Nutzwärme kühlen das System im normalen Heizbetrieb aus. Bei kaltem System gehen die Zug- und Strahlungsverluste gegen Null. Allein die elektrische Leistungsaufnahme der nicht abgeschalteten Aggregate verursacht dann noch Verluste.
beim Brennerstart
- Nach dem Brennerstart 'holt sich' die Kesselmasse die Wärme der Flamme und gibt sie - so schnell das Material es erlaubt - an den noch kalten Wärmeträger Wasser ab. In diesem Anfahr-Zustand nimmt die Kesselmasse und das Kesselwasser mehr Leistung auf, als sie an Verteilung und Verbraucher abgeben. Das dauert so lange, bis ein stationärer Zustand erreicht ist, in dem ein konstanter Leistungsfluss zum Verbraucher geht. Wenn jetzt - wie bei fast allen überdimensionierten und vorlaufgeführten Systemen - die Kessel-Schaltdifferenz so klein ist, dass der stationäre Zustand nicht erreicht wird oder die Aufheizgeschwindigkeit zu schnell ist, dass die Steuerung vorher abschaltet, wird ein Teil der Heizleistung, die in die Aufheizung des Kessels gegangen ist, beim Brennerstillstand über die Strahlungsverluste in den (belüfteten) Keller abgegeben. Weg ist die teure Energie...
- In der Zeit des Brennerstarts kommen zu den dynamischen Kesselverlusten noch die Brenner-Anfahrverluste hinzu. Jeder kennt das vom Auto. Ein Brenner ist nicht anders. Die Anfahrverluste entstehen je nach Brennerbaujahr 3 bis 6 Minuten lang nach jedem Start. Bei schlechten Steuerungen bis zu 40000 mal pro Jahr. Man rechnet in dieser Zeit mit einem Wirkungsgrad von nur ~36%.
- Das ist also ein Teil der Laufzeit, die Sie besonders viel kostet. Sie erkennen hier sicher, dass die Bereitschaftsverluste, die durch kurze Brennerlaufzeiten erzeugt werden, die teuersten sind: Sie erhalten nicht die geringste Nutzwärme und erzeugen diese Bereitschaftsverluste mit Wirkungsgraden von 36%. Wenn Sie es also schaffen, diese einzusparen, verdienen Sie reines Geld
2. Verteilung und Nutzwärme
Verteilungsverlust
setzt sich zusammen aus Strahlungsverlust durch Leitungen und Pumpen sowie deren elektrischer Leistungsaufnahme.
Denken Sie mal nach: Eine Pumpe ist dazu da, die Kesselleistung ins Haus zu transportieren. Solange der Brenner Wärme erzeugt, ist das nötig. Was ist aber bei Brennerstillstand? Fast überall läuft die Pumpe weiter - nur zum Nutzen von Energielieferanten wie RWE und EON...
Nutzwärme ist schließlich das, was übrig bleibt und noch an Ihren Heizkörpern ankommt. Bei guten optimierten Anlagen mit Jahres-Nutzungsgraden um die 90% können Sie sich glücklich schätzen - bei einer Standard-Heizung und Standard-Steuerung sind magere 60% der Normalfall!
Aus 100% Energieeinsatz entstehen die temperatur- und bauteilabhängigen Verluste, die nicht nur örtlich, sondern auch zeitlich versetzt auftreten. [Quelle: IWO, System Ölheizung]
Häufiger Spezialfall:
Direkt beheizte Kreise mit witterungsgeführter Vorlaufregelung (Schema wie im Bild oben) Wenn man sich mal die Mühe macht und die dynamischen Verhältnisse bei direkt beheizten Kreisen an einer üblichen Vorlaufregelung mit einem Differenzthermometer am Heizkörper ansieht, fällt einem dieser zeitliche Verlauf auf:
- Aufheizphase: Brenner läuft und Pumpe läuft:
- Die Differenztemperatur ist relativ konstant und positiv, weil der Vorlauf heißer als der Rücklauf ist.
- Abkühlphase: Brenner läuft nicht und Pumpe läuft weiter:
Ca. 1 Minute nach Brennerstillstand ist die letzte Übertemperatur des Kessel in den Heizkreislauf gepumpt und so sind die Heizkörper jetzt heißer als der Kessel. - Was passiert?
Die Differenztemperatur am Heizkörper kehrt sich um und wird negativ: Die gerade in die Heizkörper transportierte - Wärme wird durch die noch laufende Pumpe abgezogen und beheizt jetzt den Kessel. Dieser wirkt wie ein am Kamin angeschlossener Heizkörper und kühlt den Heizkreis zusätzlich aus.
- Dieser Verbrauchstreibende Effekt ist besonders wirksam bei atmosphärischen Kesseln (Atmos)