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Verluste beim heizen

Am Ende eines Jahres ist es immer Zeit, die Zählerstände abzulesen und zusammen zu rechnen, wie man in dem vergangenen Jahr gewirtschaftet hat. Bei der Heizung nennt man das dann Jahresenergieverbrauch.

Doch nicht alles was an Energie rein gesteckt wurde ist auch sinnvoll genutzt worden. Es kommen übers Jahr gerechnet nur noch 60-70% beim Brenner an. Das ist der Jahresnutzungsrad.

Grundsätzlich kann man die Verluste in 3 Gruppen einteilenGaspreisrechner

  1. Der Verlust bei der Erzeugung der Wärme
  2. Der Verlust bei der Verteilung der Wärme
  3. Der Verlust durch nicht angepasste Regeltechnik

Bevor wir uns die einzelnen Verluste genauer ansehen, müssen wir erst einmal klarstellen, das man mit den richtigen Daten arbeitet um die Verluste zu ermitteln. Ein häufig gemachter Fehler ist verschiedene Datenarten zu 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.

Diese beiden Werte lassen sich nicht miteinander multiplizieren oder addieren. Die sehr beliebte Milchmädchenrechnung

Abgasverlust (%) * Jahresenergieverbrauch= ungenutzte Brennstoffenergie

ist in der Form also nicht richtig.

Der Jahresenergieverbrauch entsteht durch die drei immer wiederkehrenden Zyklen des Heizens.

  • Brennerstart als besonders Verlustreich
  • Brennerlauf
  • Auskühlung

Der Verlust bei der Erzeugung der Wärme

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%.

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. 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.

Der Verlust bei der Verteilung der Wärme

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.

Häufiger Spezialfall:
Direkt beheizte Kreise mit witterungsgeführter Vorlaufregelung. 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)

Der Verlust durch nicht angepasste Regeltechnik

Diese Verluste lassen sich zum Teil mit wenig Aufwand selbst verringern. Ein optimales einstellen der Heizkurve oder die richtige Programmierung von Heizzeiten kann schon für erhebliche Einsparungen sorgen. Eine Heizungssteuerung ist bei weitem nicht so kompliziert wie uns die Industrie gerne glauben machen will. Es gibt mittlerweile eine Vielzahl frei programmierbarer Heizungssteuerungen die sich Problemlos nachrüsten lassen und deutlich differenziertere Einstellungen erlauben wie die Standardsteuerung des Herstellers. Mein Favorit ist die UVR 1611 von TA.

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{ 2 Kommentare… add one }
  • Tobias 18. April 2016, 8:50

    Vielen Dank für diese tolle Erklärung. Auch als Laie habe ich verstanden an welchen Stellschrauben ich drehen kann um Energie zu sparen.

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