Brennwert teil 2: Gasbrennwertkessel.

Kessel im Bild sind keine Brennwertkessel!!!

Solche oder Ähnliche Kessel sind Heute noch im Betrieb

Brennwertkessel, was ist das?

Brennwertkessel werden bei wasserhaltigen Brennstoffen verwendet.

Dazu gehören

1. Gas. CO2 Eintrag pro verbrannte kWh 0,26 Kg
2. Öl. CO2 Eintrag pro verbrannte kWh 0,31 KG
3. Pellet. CO2 Eintrag pro verbrannte kWh 0,045 Kg

Die effizientesten und meistgebrauchten Brennwertheizgeräte sind Gasbrennwertgeräte.

Loblied auf Gasbrennwert

Einsatzbereich.

Gasbrennwertgeräte können für alle Heizungssituationen im Gebäudeheizungsbereich eingesetzt werden. Sie können für Heizungstemperaturen im unteren Bereich sowie für Temperaturen im oberen Bereich, ohne geräteschützende Maßnahmen wie z. B. Rücklaufanhebungen oder Mindesttemperaturen, eingesetzt werden.

Anpassung an den Gebäudebedarf.

Gasbrennwertheizgeräte haben eine breite Modulationsspanne. Einige Geräte schon von unter 15% – 100% der angegebenen Heizleistung. (Modulation: Anpassung der Brennerflammengröße an den Gebäudebedarf. Beispiel: beim Kartoffelkochen wird die Gasflamme so klein eingestellt, dass das Wasser gerade eben noch kocht. Das ist Modulation mit der Hand. Bei Heizkesseln passiert das automatisch.) 

Modulationsauswirkungen.

Ein Heizkessel soll mit der Spitzenheizleistung auf den Wärmebedarf eines Gebäudes bei ca. -10°C (Außentemperatur abhängig von der Region) ausgelegt sein. Das bedeutet, dass ein Haus aus dem Baujahr 1980 mit 130 m² Wohnfläche einen Heizkessel mit einer Spitzenleistung von 11 KW braucht. In der Regel und bei Warmwasserbereitung wird der nächstgrößere Heizkessel eingebaut.  Dieses Gebäude braucht bei 5°C ca. 4,5KW Heizleistung. Das bedeutet, die Modulation passt die Kesselleistung an den Wärmebedarf des Gebäudes an.

Anmerkung: Wohngebäude haben häufig deutlich weniger Heizleistungsbedarf als rechnerisch ermittelt. So kann es sein, dass bei 5°C Außentemperatur in einem Haus Bj. 1980 nur noch 2,5  KW Heizleistung erforderlich sind. Ein Haus aus dem Baujahr 2015 braucht bei 5°C nur noch 0,5 KW Heizleistung. Grund, es wird nicht das gesamte Haus beheizt.

Welche vorteile entstehen durch die Modulation?

1. Die Stillstands- oder Vorhalteverluste werden minimiert. (Stillstands- oder Vorhalteverluste können bei atmosphärischen Niedertemperaturgaskesseln bis 50% ausmachen. Gute Brennwertgeräte 3 – 5%)
2. Jedes Geräteanspringen kostet zusätzliche Energie. Bei der Entwicklung der Brennerflamme wird nur wenig Wärme auf das Heizungswasser übertragen.
3. Viele Brennwertgeräte gehen nach dem Anspringen auf die maximale Leistung und modulieren erst nach einiger Zeit herunter. In den meisten Fällen kommen sie nicht in die Modulationsphase, weil die von der Anlage geforderte Vorlauftemperatur durch die maximale Leistung erreicht wird. Die Brennwertgeräteleistung sollte nicht deutlich höher sein als der Heizleistungsbedarf des Gebäudes.
4. Im idealen Fall springt der Heizkessel im Herbst an und läuft bis ins Frühjahr durch.

Welche weiteren Vorteile entstehen durch Gasbrennwertgeräte?

1. Eine höhere Nutzung der im Gas befindlichen Energie durch Nutzung des Brennwerteffekts. Brennwerteffekt: Rückgewinnung der Energie aus dem Wasserinhalt des Heizgases. Blogbeitrag Brennwert. Ausschlaggebend ist die Rücklauftemperatur zum Heizkessel. 
2. Verstärkt wird der Brennwerteffekt durch Anpassen der Wassermengen die durch die Heizkörper fließen, indem ein Hydraulischer Abgleich durchgeführt wird.
3. Heizkessel bis ca. 100 KW Heizleistung können raumluftunabhängig betrieben werden. Das bedeutet, es muss keine Verbrennungsluft aus dem Gebäude oder von außen in den Heizungskeller geleitet werden. Ein KW Gas braucht zur sauberen Verbrennung ca. 1,2m³ Luft, die bei raumluftunabhängigen Heizgeräten über den Zuluftbereich des Kamins dem Brennwertgerät zugeführt werden.
4. Das größte Sparpotenzial bei Brennwergeräten mit raumluftunabhängigem Abgassystem befindet sich in der Minimierung der Stillstands- oder Vorhalteverluste. Grund, es entstehen auch bei ausgeschaltetem Brenner keine Luftdurchströmungen durch den Heizkessel. Einsparung gegenüber z.B.  falsch betriebenen Atmosphärischen Niedertemperaturgaskesseln im günstigsten Fall über 50%.

Sparpotenzial Gasbrennwert.

Die höchste Einsparung in einem Zweifamilienhaus 200m², die ich, nach einen Umbau durch meine Firma, nachverfolgt habe, sind: Gasverbrauch vor dem Umbau 55.096 kWh/a nach dem Umbau 21.030 kWh/a. Das sind natürlich Ausnahmefälle, zeigen aber die Möglichkeiten, die bestehen. Bei Umbauten auf Gasbrennwert durch meinen Heizungsbaubetrieb habe ich häufig die Verbräuche nachverfolgt. Kleiner als 25% waren keine Einsparungen.

Sparpotenzial, wann macht es Sinn über einen Kesseltausch nachzudenken?

Ein Kesseltausch ist häufig aus Altersgründen und Reparaturanfälligkeit sinnvoll. Aber auch Gasheizkessel, die eigentlich noch eine hohe Lebenserwartung haben, sollten bei zu hohem Gasverbrauch gegen Gasbrennwert ausgetauscht werden.

Zu hoher Gasverbrauch, wie stelle ich den fest?

Dafür gibt es eine einfache Formel. Kilowattstunden Gasverbrauch durch die beheizte Wohnfläche teilen. Das Ergebnis ist ein Vergleichswert, mit dem mein Haus mit anderen Häusern verglichen werden kann.

Neuere Gebäude ab Bj. 2002 sollten mit Warmwasserbereitung unter 100 kWh pro m² und Jahr Verbrauch haben

Gebäude ab ca. 1984 sollten mit Warmwasserbereitung bis 140 kWh pro m² und Jahr Verbrauch haben.

Gebäude vor ca. 1984 sollten mit Warmwasserbereitung bis 160 kWh pro m² und Jahr Verbrauch haben.

In den Beratungen, die ich seit mehr als 15 Jahren durchführe, habe ich viele Gebäude vorgefunden, die diese Verbrauchswerte deutlich überschreiten. Spitzenwert waren 420 kWh m² und Jahr.

Diese überhohen Verbräuche werden zu 90% durch die vorhandenen Heizungen, hauptsächlich Fehlbedienungen, verursacht.

Beispielberechnung.

Gebäudebaujahr 1982

Beheizte Wohnfläche 110m²

Jahresverbrauch  22300 kWh

Die Berechnung 22000 / 110 = 200,3

Das Gebäude verbraucht also 200,3 kWh pro m² und Jahr. Vermutlich würde der Umbau auf Brennwert den Verbrauch auf ca. 125 kWh pro m² und Jahr oder 13.750 kWh im Jahr senken. 8.550 kWh jährliche Einsparung sind 513,00€ und 1.967 KG CO2 im Jahr. Und das ohne Komfortverlust.

Umbaukosten.

In Ein- bis Zweifamilienhäusern betragen die ca. Kosten ohne Warmwasserbereiter zwischen 4.000€ bis 6.000 € inkl. MwSt.

In Ein- bis Zweifamilienhäusern betragen die ca. Kosten mit Warmwasserbereiter zwischen 8.000€ bis 10.000 € inkl. MwSt.

Was erhöht den Verbrauch bei Brennwertgeräten?

1. Überströmung vom Vorlauf zum Rücklauf. Jede unnötige Temperaturanhebung des Rücklaufs verschlechtert den Brennwerteffekt.
2. Nicht durchgeführter hydraulischer Abgleich.
3. Zu große Heizleistung des Brennwertgeräts erhöht die Taktung (Flamme aus und wieder an). Insbesondere bei Brennwertgeräten, die mit der maximalen Heizleistung starten. Eine zumindest überschlägige Berechnung der Gebäudeheizlast ist sinnvoll. Die Heizleistung des alten Heizgeräts als Vorlage für die neue Heizleistung zu nehmen ist grundsätzlich falsch.
4. Unnötige, sogenannte Nachtabsenkungen, insbesondere über Heizkörperventile, können den Verbrauch erhöhen. Nach einer zu hohen Absenkung muss die Raumtemperatur wieder erreicht werden. Das geschieht mit höheren Vorlauf- somit auch Rücklauftemperaturen, die den Brennwerteffekt unterbrechen können. Das Gerät kann ins Takten kommen. Absenken über nur wenige (6-8) Stunden sind meist kontraproduktiv, insbesondere in gut gedämmten Häusern sowie in massiv gebauten Häusern. Häufig wird auch der Wohnkomfort verschlechtert.
5. Zu hoch eingestellte Heizungsregelungen erhöhen den Verbrauch. Die Heizkörperventile schließen und das Heizgerät fängt an zu takten.

Ihr Bernd Wulfestieg

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