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Konstanttemperatur-Heizkessel

 
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Modernisierung einer Heizung mit Konstanttemperatur-Heizkessel

Bis in die Mitte der 80er Jahre wurden in Deutschland Konstanttemperatur-HeizkesselKonstanttemperatur-Heizkessel
Der Konstanttemperatur-Heizkessel wird auch Standard-Heizkessel genannt und ist ein veralteter Heizkesseltyp, der bis etwa 1980 in Deutschland hergestellt wurde. In Europa werden sie noch hergestellt und sind zugelassen (CE-Zeichen). Zur Verhinderung von Korrosion am Kesselkörper infolge Taupunktunterschreitung (Abgase enthalten Wasserdampf) wird der Kesseltyp mit konstant hoher Kesselwassertemperatur (70 bis 90°C) betrieben. Und zwar unabhängig davon, ob mehr oder weniger Heizwärmebedarf anliegt. Dadurch entsteht ein sehr hoher Abstrahlungs- und Betriebsbereitschaftsverlust. Die Regelung der Vorlauftemperatur wird durch einen nachgeschalteten Heizungsmischer realisiert. Der Jahresnutzungsgrad liegt häufig unter 50 %. Der Austausch solcher Kessel gegen moderne Brennwertheizkessel ist in der Regel sehr wirtschaftlich und amortisiert sich rasch.
eingebaut. Aus der Bezeichnung lässt sich auf die Betriebsweise schließen. Sie laufen praktisch das ganze Jahr über mit gleichbleibend hoher KesselwassertemperaturKesselwassertemperatur
Mit Kesselwassertemperatur bezeichnet man die Temperatur des Heizungswassers in einem Heizkessel. Üblicherweise muss die Höhe der Kesselwassertemperatur mindestens dem Wärmebedarf bzw. der Auslegungstemperatur des Heizungssystems entsprechen und darf nach unten die Taupunkttemperatur der Abgase nicht unterschreiten. Bei modernen Heizkesseln mit gleitender Temperaturregelung (z.B. Niedertemperatur-Heizkessel und Brennwert-Heizkessel) darf sich die Kesselwassertemperatur auch dem minimalen Heizwärmebedarf anpassen und die Taupunkttemperatur unterschreiten (bei einem Brennwertheizkessel sogar gewollt).
, egal, ob Wärme abgenommen wird oder nicht. Ständig wird im Kessel das Wasser auf einer Temperatur von 70 °C bis 90 °C gehalten, obwohl nur an wenigen Tagen des Jahres eine solch hohe Heizwassertemperatur benötigt wird. Sie muss allerdings konstruktionsbedingt auf dieser Höhe gehalten werden, um eine für diese Kesselart gefährliche Taupunktunterschreitung der Abgase zu vermeiden. Verbunden mit dieser Betriebsweise ist ein hoher BetriebsbereitschaftsverlustBetriebsbereitschaftsverlust
Der Betriebsbereitschaftsverlust ist der Wärmeverlust eines Wärmeerzeugers (z. B. Heizkessel, Therme) oder eines Warmwasserspeichers durch Abkühlung während der Stillstandszeiten, also wenn der Brenner nicht arbeitet, der Kessel bzw. das Speicherwasser aber warm ("in Bereitschaft") ist. Der bei Kesseln auftretende Betriebsbereitschaftsverlust setzt sich zusammen aus dem Abstrahlungsverlust und dem inneren Auskühlverlust. Die Betriebsbereitschaftsverluste verringern sich bei optimal dimensionierten Wärmeerzeugern durch gleitende Betriebsweise (bedarfsgeführte Kesselwassertemperatur), durch Leistungsmodulation, sehr gute Wärmedämmung des Kessels und durch eine raumluftunabhängige Betriebsweise mit einem Luft-Abgas-System.
und AbstrahlungsverlustAbstrahlungsverlust
Der Abstrahlungsverlust entsteht bei Wärmeerzeugern (Heizkesseln, Thermen) durch Abstrahlung von Wärme höher temperierter Oberflächen (z.B. Brenneroberflächen, Kesseltüren) in den Aufstellraum. Der Abstrahlungsverlust reduziert sich mit sinkender Kesselwassertemperatur und verbesserter Wärmedämmung des Kessels, aber auch durch optimierte konstruktive Details, geringe Stillstandszeiten, eine sorgfältige leistungsseitige Dimensionierung des Kessels sowie durch Leistungsmodulation. Der Abstrahlungsverlust moderner, gut gedämmter Heizkesesel liegt unter 2%.
und ein dementsprechend hoher Öl- bzw. Gasverbrauch. Wird ein solcher Kessel auch im Sommer zur Warmwasserbereitung betrieben, ist die unnötige Wärmeabgabe besonders hoch.

Bei der Betriebsweise von Heizkesseln mit konstanter Kesselwassertemperatur werden nur 40 % bis 70 % der mit dem Brennstoff zugeführten Wärme für Wohnraumheizung und Warmwasserbereitung genutzt.

 Abbildung: Institut für wirtschaftliche Ölheizung (IWO)
Abbildung: Institut für wirtschaftliche Oelheizung (IWO)

Heizungsanlagen mit Konstant-Temperatur-Heizkessel halten vielfach die gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwerte für den zulässigen AbgasverlustAbgasverlust
Mit dem Abgasverlust ist die Wärmemenge gemeint, die mit den warmen Abgasen ungenutzt aus dem Wärmeerzeuger entweicht. Die Höhe des Abgasverlustes wird maßgeblich von der Abgastemperatur beeinflusst. Je höher die Temperatur ausfällt, umso schlechter ist der Ausnutzungsgrad des zugeführten Brennstoffes. Ein Abgasverlust tritt nur auf, wenn der Brenner arbeitet, also Brennstoff verbrannt wird. Die maximal zulässige Höhe des Abgasverlustes ist in der Kleinfeuerungsanlagenverordnung festgelegt. Der Wert wird vom Schornsteinfeger im Rahmen der Abgasverlustmessung ermittelt (ausgenommen Brennwerttechnik) und im Abgasprotokoll (Schornsteinfegerprotokoll) vermerkt. Der Abgasverlust wird in % angegeben.
ein, insbesondere wenn sie zwischenzeitlich einen neuen Brenner erhalten haben. Dennoch sind die Anlagen modernisierungswürdig, denn es treten ja nicht nur die messpflichtigen Abgasverluste auf. Sie bilden sogar den kleineren Teil der insgesamt auftretenden Verluste. (siehe auch »› Abgasverlust älterer Heizkessel).

Achtung:

Die hohen Betriebsbereitschafts- und Abstrahlverluste eines Konstant-Temperatur-Heizkessels werden bei den Schornsteinfegermessungen nach der Bundes-Immissionsschutz-Verordnung nicht festgestellt, weil sie nicht gemessen werden.

Deshalb ist auch der Austausch des Brenners keine geeignete Modernisierungsmaßnahme. Zwar können die Abgasverluste und die Schadstoffemissionen im Moment des Brennerbetriebes zurückgehen. Die hohen Betriebsbereitschafts- und Abstrahlverluste aber bleiben, was die Investition in einen neuen Brenner in Frage stellt. Ebenso unsinnig ist der alleinige Austausch der Regelungstechnik und die Umstellung von handbetriebenen Mischern auf automatische, motorbetriebene Mischer.

Der Austausch eines Konstant-Temperatur-Heizkessels gegen einen neuen Niedertemperatur-HeizkesselNiedertemperatur-Heizkessel
Mit Niedertemperatur-Heizkessel bezeichnet man einen Heizkessel, der auch im Dauerbetrieb mit einer geringen Eintrittstemperatur des Heizungsrücklaufwassers von 35 bis 40 Grad Celsius betrieben werden kann und in dem es unter bestimmten Umständen zur Kondensation des in den Abgasen enthaltenen Wasserdampfes kommen kann und darf. Der Kessel, der oft auch kurz als NT-Kessel bezeichnet wird, ist für den Betrieb mit sehr niedrigen bzw. für variable Kesselwassertemperaturen in gleitender Betriebsweise geeignet. Der Normnutzungsgrad eines Niedertemperatur-Heizkessel erreicht heute über 90 %. Einen noch besseren Normnuntzungsgrad um 100 % erreichen Brennwertheizgeräte.
bringt Einsparungen von 30 % im Durchschnitt, mit BrennwerttechnikBrennwerttechnik
Mit Brennwerttechnik bezeichnet man Heiztechnik (Heizkessel, Heizthermen), die in der Lage ist, auch die Verdampfungswärme des Wasserdampfes durch Wärmerückgewinnung aus dem Abgas zu nutzen. Dieser Vorgang bewirkt gegenüber konventioneller Heiztechnik einen zusätzlichen Wärmegewinn. Er beträgt 10 % bis 15 %. Da in der Heizungstechnik der Wirkungsgrad auf den Heizwert (unterer Heizwert) bezogen und dieser gleich 100 % gesetzt wird, ist bei der Angabe des Wirkungsgrades von Brennwerttechnik ein Wirkungsgrad über 100 % möglich. Die Menge der Verdampfungswärme ist brennstoffspezifisch und hängt von der Anzahl der chemisch gebundenen Wasserstoffatome ab. Bei der Verbrennung von Erdgas mit 4 Wasserstoffatomen pro Molekül bei einem Kohlenstoffatom entsteht der größte Zugewinn (11%).
bis 40 %.

Der Austausch selbst ist im Allgemeinen unkompliziert und durch ein eingespieltes Team in zwei bis drei Tagen erledigt.

Arbeitsschritte ausführlich in
Austausch des Konstanttemperatur-Heizkessels gegen einen modernen Gas- oder Öl-Niedertemperaturkessel, besser noch gegen einen Brennwertheizkessel
Anpassung des Schornsteins an die neuen Abgasverhältnisse, meist Schornsteinsanierung
Austausch von liegenden Warmwasserspeichern bzw. elektrischer Einzelspeicher gegen einen stehenden, gut gedämmten Warmwasserspeicher, der vom neuen Heizkessel indirekt beheizt wird.
Umbau eines möglicherweise offenen Heizungssystems in ein geschlossenes System
Einbau einer witterungsgeführten oder bedarfsgesteuerten Regelung; ggf. Ausbau der Mischeinrichtung
Kontrolle der Funktionsweise der ThermostatventileThermostatventil
Das Thermostatventil ist ein Heizkörperventil zur automatischen Konstanthaltung einer am Ventil voreinstellbaren Raumtemperatur. Im Inneren der Ventilkappe befindet sich ein Dehnstoff, der sich abhängig von der Umgebungstemperatur (Raumtemperatur) ausdeht oder zusammenzieht und dabei den Ventilstößel bewegt. Der sich bewegende Stößel führt zum Öffnen oder Verschließen des Spaltes, der eine mehr oder weniger große Menge Heizwasser für den Heizkörper freigibt. Thermostatventile gehören zur Pflichtausstattung von Heizungsanlagen.
an jedem Heizkörper, ggf. Nachrüstung
sorgfältige WärmedämmungWärmedämmung
Eine Wärmedämmung mindert den Wärmestrom von der warmen zur kälteren Seite eines Bauteiles. Dazu werden Stoffe mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit (Wärmedämmstoff) als Schicht zwischen Warm und Kalt eingebracht. Eine sehr gute Wärmedämmung wird mit einem Vakuum erzielt (Thermoskanne). Auch ruhende Luft dämmt den Wärmefluss sehr gut. Um eine hohe Wärmedämmwirkung zu erzielen, dürfen Wärmedämmstoff(e) nicht durchströmt werden und eine bestimmte Einbaudicke nicht unterschreiten.
der neu eingebauten Rohrstücke, Formteile, Schieber, Pumpen etc.
Einstellung der Heizungsregelung auf die Bedingungen der Heizungsanlage, des GebäudesGebäude
Gebäude im Sinne der Energieeinsparverordnung sind bauliche Objekte mit mindestens einem eigenen Aufgang und einer Begrenzung des Volumens durch die wärmübertragende Umfassungsfläche.
und die Wünsche der Nutzer

Achtung: Beim Austausch von alten Konstanttemperaturkesseln durch BrennwertheizgeräteBrennwertheizgerät
Ein Brennwertheizgerät ist ein Heizkessel bzw. eine Therme, das bzw. die in der Lage ist, den Brennwert, also den vollständigen Energieinhalt eines Brennstoffes zu nutzen. Die dazu erforderliche Rückgewinnung der Verdampfungswärme des bei der Verbrennung entstehenden Wasserdampfes wird durch besondere konstruktive Maßnahmen im Gerät realisiert. Diese haben eine maximale Kondensation des Wasserdampfes zum Ziel. Die Energieeinsparung liegt je nach Brennstoff gegenüber Niedertemperatur-Heizkesseln bei 10 % bis 15 %.
wird ein schwerwiegender Fehler gemacht, wenn eine Rücklauftemperaturanhebung beibehalten oder ein 4-Wegemischer eingebaut bleibt. Maßnahmen der Art, bei denen dem kühlen Rücklaufwasser wärmeres Vorlaufwasser beigemischt wird, können und sollten beim Einsatz der Brennwerttechnik unterbleiben.

Kann der Austausch des Heizkessels nicht sofort erfolgen, können Maßnahmen zur Verbesserung der Wärmedämmung des Heizkessels helfen die Energieverluste zu reduzieren.

    

© by f.nowotka | zuletzt geändert am: 09.06.2006 | 33423 x gelesen


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