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105% Wirkungsgrad?

 
...das passt zum Thema  

 

105 % Wirkungsgrad - Ist das nicht Unsinn?

Tatsächlich. 105 % WirkungsgradWirkungsgrad
Der Wirkungsgrad stellt das Verhältnis von nutzbarer zu aufgewendeter Energie bzw. Arbeit oder Leistung dar. Bei Wärmeerzeugern, die Brennstoffe wie Öl, Gas, Holz oder Kohlen verbrennen, unterscheidet man: Feuerungswirkungsgrad, Normnutzungsgrad, Jahresnutzungsgrad. Bei Wärmepumpen wird der Wirkungsgrad mit der Leistungszahl ausgedrückt.
, das ist eigentlich Unsinn. Und doch wird ein solcher Wirkungsgrad nicht nur angegeben sondern auch erreicht. Wie ist das möglich?

Der Wirkungsgrad eines Heizgerätes errechnet sich aus dem Verhältnis von nutzbarer Heizwärme zur insgesamt bei der Verbrennung entstehenden Wärme. Da mit den Abgasen auch Wärme verloren geht, muss die zum Heizen nutzbare Wärme immer kleiner sein, als die insgesamt entstehende Wärme. Das heißt, der Wirkungsgrad muss immer kleiner sein als 100 %!

Aber: Bei der seit langem gültigen Berechnungsvorschrift zur Ermittlung des Wirkungsgrades bleibt die im Wasserdampf der Abgase versteckte Wärme unberücksichtigt. Nur das, was bei der alten Heiztechnik wirklich "heizt", hat man 100 % gesetzt - die Wasserdampfwärme konnte ja praktisch nicht genutzt werden. Folgerichtig spricht man auch vom "Heizwert" des Brennstoffes. Vom "Brennwert" ist hingegen die Rede, wenn die gesamte bei der Verbrennung eines Brennstoffes entstehende Wärme gemeint ist und die im Wasserdampf gebundene Wärme darin eingeschlossen ist. Wenn ein Heizgerät nun diese, im Wasserdampf der Abgase versteckte Wärme zusätzlich nutzen kann, kann der Wirkungsgrad über 100 % steigen. Wirkungsgradangaben von mehr als 100 % sind vor dem Hintergrund dieser Informationen also keine Zauberei.

Ob Werte um 105 % in der Praxis allerdings auch erreicht werden, hängt vom Gerätetyp und den Einsatzbedingungen ab. Übrigens, sollte ein Schornsteinfeger einmal eine AbgasverlustmessungAbgasverlustmessung
Eine Abgasverlustmessung ist bei Öl- und Gas-Heizkesseln nach der Kleinfeuerungsanlagenverordnung vorgeschrieben. Es handelt sich hierbei um die messtechnische Erfassung wieviel Verbrennungswärme (Abgastemperatur) mit den Abgasen ungenutzt den Kessel verlassen. Ausgenommen von der Messung sind Brennwertkessel. Die Abgasverlustmessung darf für Protokollzwecke nur mit eignungsgeprüften Messgeräten vom Schornsteinfeger durchgeführt werden. Die Messgeräte müssen regelmäßig geeicht werden. Zum Zwecke der Einstellungsüberwachung wird die Abgasverlustmessung auch von Servicetechnikern für Heizkessel bzw. Brenner vorgenommen.
bei einem BrennwertheizgerätBrennwertheizgerät
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 %.
durchführen - wozu er laut Gesetz gar nicht aufgefordert ist - wird er immer einen Wirkungsgrad knapp unter 100 % ausweisen. Das liegt am Messverfahren, welches ebenfalls nur auf den HeizwertHeizwert
Der Heizwert ist die bei der Verbrennung eines Brennstoffes abgegebene Wärmemenge ohne Berücksichtigung der Verdampfungswärme des Wassers. Wasserdampf entsteht bei jeder Verbrennung von wasserstoffhaltigen Brennstoffen (Öl, Gas, Kohle, Holz) in unterschiedlicher Menge. Da der Heizwert immer geringer ist als der Gesamtwärmeinhalt (mit Wasserdampfwärme) wird er auch "unterer Heizwert" genannt. Die Angabe des Heizwertes in kWh (sprich kiloWattstunden) pro Mengeneinheit Brennstoff ist in der Heiztechnik üblich. Der Kesselwirkungsgrad wird auf den unteren Heizwert  bezogen. Genauer wäre der Bezug auf den oberen Heizwert (unter Einbeziehung der mit dem Wasserdampf verbundenen Wärmemenge), den Brennwert.
bezogen ist.

Der Zugewinn hängt vom Verhältnis der Wasserstoffatome zu den Kohlenstoffatomen ab. Die bezogen auf ein Kohlenstoffatom meisten Wasserstoffatome hat ErdgasErdgas
Erdgas besteht überwiegend aus Methan (CH4). Infolge des hohen Anteils von Wasserstoffatomen (H) ist Erdgas besonders gut geeignet für die Brennwerttechnik und als Wasserstofflieferant für Brennstoffzellen.
Erdgas ist der emissionsärmste fossile Brennstoff. Bei der Verbrennung entsteht so gut wie kein Schwefeldioxid, Ruß oder Feinstaub.
. Auf den BrennwertBrennwert
Der Brennwert umfasst die gesamte Wärmemenge, die bei Verbrennung eines Brennstoffes frei wird und schließt die Verdampfungswärme des Wassers ein. Die Höhe der Verdampfungswärme ist allerdings brennstoffspezifisch. Sie hängt von der Anzahl der chemisch gebundenen Wasserstoffatome im Verhältnis zu den Kohlenstoffatomen ab. Nutzbar ist die im Wasserdampf versteckte Wärme nur mit einem Brennwertheizgerät. Bei fossilen Brennstoffen unterscheidet man zwischen dem Heizwert und dem Brennwert, der auch "oberer Heizwert" genannt wird. 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 Brennwertheizgeräten ein Wirkungsgrad über 100 % möglich.
, also auf den Gesamtenergieinhalt bezogen, liegt der Wirkungsgrad bei allen Brennstoffen unter 100 %.

Eine Aussage über den tatsächlichen Wirkungsgrad kann man dann nur treffen, wenn die entstehende Kondensatmenge ausgelitert und daraus die zusätzlich gewonnene Wärme berechnet wird.

Brennwertheizgeräte sparen zweifach. Einmal durch WärmerückgewinnungWärmerückgewinnung
Mit Wärmerückgewinnung bezeichnet man einen Vorgang, bei dem Wärme, die ansonsten z.B. mit der Abluft oder dem Abwasser das Haus ungenutzt verlässt, zurückgewonnen wird. Die Wärmerückgewinnung macht energetisch Sinn, sofern die dafür aufgewendete Hilfsenergie (meist Strom für elektrische Antrieb) die zurückgewonnne Wärmemenge nicht erreicht oder gar übersteigt (primärenergetisch).
aus dem Wasserdampf, zum anderen wegen der Reduzierung der AbgastemperaturAbgastemperatur
Die Abgastemperatur (tA) ist die Temperatur der heißen Verbrennungsgase (Abgase). Sie ist abhängig vom Brennstoff sowie von der Art der Verbrennung und des Wärmerzeugers. Um eine hohe Energieausnutzung zu erzielen, sollte die Abgastemperatur so niedrig wie möglich sein (konstruktionsabhängig).
.

siehe auch

»› Wie funktioniert das mit der Brennwertnutzung?
»› Wie viel Wärme entsteht zusätzlich?

© by f.nowotka | zuletzt geändert am: 24.02.2003 | 57504 x gelesen


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