Optimierung von Kleinheizungsanlagen/ Wärmeverluste bei Kleinfeuerungsanlagen

Experten schätzen die Verschwendung von Energie, Rohstoffen und Geld infolge möglicher Wärmeverluste bei Zentralheizungen auf 20–50% ^{(siehe unten)}, bei Kaminöfen als Einzelraumheizungen um die 70% des Brennwerts .

20 % Verschwendung auch bei neuen Heizkesseln	80 % Nutzwärme

bis zu 50 % Verschwendung bei veralteten Heizölkesseln	50 % Nutzwärme

bis zu 70 % Verschwendung bei Kaminöfen	30 % Nutzwärme

Das bedeutet, ein großer Teil der eingesetzten Energie wird ungenutzt beim Schornstein hinausgeblasen. Bei einer Studie aus dem Jahr 2003 zur Heizungsoptimierung wurde das Einsparungspotential für die Bundesrepublik Deutschland zwischen 20.000 und 28.000 GWh pro Jahr geschätzt., (zum Vergleich: das Kernkraftwerk Brokdorf speiste im Jahr 2010 11.360 GWh elekrischen Strom ins Netz ein). Mehr über diese Studie hier.

Diese Wärmeverluste treten bei allen heißen Teilen der Heizungsanlagen (und dann auch bei der Warmwassererzeugung und -speicherung) sowohl in Altbauten als auch in Neubauten (bei neuen Heizungsanlagen) und zwar in Form von Konvektionsverlusten (durch Wärmeübertragung) ins Abgas und von Wärme-Abstrahlverlusten (in die Heizraumluft) auf

Die häufigsten Ursachen sind

• Stillstandsverluste wegen Überdimensionierung der Heizkessel,
• veraltete Heizungsregelungen,
• Probleme mit den Heizkörpern,
• veraltete Heizkesselsysteme und -brenner

im Verbund mit dem Nachhinken der gesetzlichen Vorgaben bei Heizanlagen im Altbestand von Gebäuden hinter dem Stand der Technik.

Eine Reduktion dieser Verluste führt

• zur Kostenreduzierung bei den einzelnen Haushalten
• zur Reduzierung der CO₂-Emissionen
• zur Reduktion von länderspezifischen Erdgas-, Erdöl-, Brennholz- oder Holzpellets-­importen mit Auswirkung auf die jeweilige Handelsbilanz und Energieautarkie,

Prof. Dr. Ing. Dieter Wolff
„„Feldmessungen zeigen, dass Wärmepumpen, Anlagen zur kontrollierten Wohnungslüftung, Solaranlagen oder Brennwertkessel aber auch konventionelle Techniken noch nicht so effizient sind, wie es Normnutzungsgrade in Herstellerprospekten und Zertifizierungsbescheinigungen verschiedener Prüfinstitute dem Verbraucher jahrelang vortäuschten, in der Praxis wirken andere Mechanismen als auf dem Prüfstand und Bereitschafts- und Anfahrverluste gewinnen an Bedeutung.““

Quelle: Dieter Wolff:Energieeinsparung auf dem Prüfstand, Konflikte und Diskussionen zur Novellierung von Wärmeschutz- und Heizungsanlagenverordnung zur Energiesparverordnung

Nationale Relevanz

Farbliche Kennzeichnung der Wärmeerzeuger in den Grafiken unten

Gas	Gas- Brennwert	Heizöl	Heizöl- Brennwert	Biogene Brennstoffe	Solar- thermie	Wärme- pumpen	Fern- wärme	Strom	Sonstige

Deutschland

In Deutschland wurde im Jahr 2007 in den Haushalten 2318 PJ oder 643 962 000 000 kWh Energie (alle Energieträger) verbraucht (vorratsbereinigt). Der Anteil am Gesamtverbrauch ist 26,5 %, wobei 60 % der CO2-Emissionen der Haushalte durch das Heizen und die Warmwasserbereitung verursacht werden.

Kesseltypen der Wärmeerzeuger in Deutschland 2008

2008
7,9 Millionen Gaskessel (41 %)            2,7 Millionen Gas-Brennwertkessel (14 %)       6,0 Millionen Ölkessel (31 %)           0,2 Millionen Öl-Brennwertkessel (1 %)      0,7 Millionen Biomassekessel (4 %)           1,3 Millionen Thermische Solaranlagen (7 %)           0,3 Millionen Wärmepumpen (2 %)

Beheizungssysteme in neuen Wohnungen, Deutschland 

Februar 2012
Gas 49,4%       Wärmepumpen 24,8%       Fernwärme 15,8%       Strom 1%       Heizöl 2%       Holz(pellets) 5,8%       Sonstige 2,4%

Beheizungssysteme in neuen Wohnungen, Deutschland 

2000
Gas 76,7%       Wärmepumpen 0,8%       Fernwärme 7,0%       Strom 2%       Heizöl 13,4%       Sonstige 0,6%       Holz / Holzpellets unter der Darstellbarkeitsgrenze dieser Grafik

Zentralheizungen in Einfamilienhäusern in Hessen 2002
laut einer Studie aus dem Jahr 2012

2002
Gas 38,2%            Heizöl 40,2%            Sonstige 21,6%

Zentralheizungen in Mehrfamilienhäusern in Hessen 2002
laut einer Studie aus dem Jahr 2012

2002
Gas 55,5%            Heizöl 27,5%            Sonstige 17,0%

Österreich

Energiequellen für Raumheizung in Österreich 2010

2010
Gas 24%       Fernwärme 11,6%       Strom 4,5%       Heizöl 24,9%       biogene Brennstoffe 30,9%       Sonstige (Wärmepumpen, Solar, Erneuerbare Energie) 2,7%

In Österreich zeigt der Anteil der Wohngebäude mit Öl-Zentralheizungen ein starkes West-Ost-Gefälle, in Tirol liegt der Anteil bei 60%–80%, in den Bundesländern Salzburg, Oberösterreich, Kärnten, Steiermark im Bereich 20–50 %, im Osten bis 10 %,.

Schweiz

Brennstoffe bei Gebäudeheizungen in der Schweiz (Bestand) 2011

Gas	Öl	Holz	Sonstige
Gas 251.887 Gebäude (15,2%)       Heizöl 836.212 Gebäude (50,5%)       Holz 199.246 Gebäude (12%)       Sonstige 22% Gesamt: 1,656.864 Gebäude

Dabei wurden insgesamt 1,290.522 Zentralheizungen für jeweils ein Gebäude (77,9%) und 145.129 Einzelofenheizungen (8,8%) betrieben.

Der Verbrauch an Erdöl betrug 2004 knapp 12 Millionen Tonnen, wovon 44% als Brennstoffe für Heizung und Industrieprozesse eingesetzt werden (davon 60% für Wohnungen, also 3,2 Millionen Tonnen) . (siehe auch bei Wikipedia das w:Minergie-Programm.)

Einsparpotential

Bei dem 2003 von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) geförderten OPTIMUS-Programm wurden Einsparpotentiale bei 92 Gebäuden im Raum Norddeutschland bei Ein- und Mehrfamilienhäusern in der Praxis ermittelt und die Wärmeverluste anschließend mit einem eingeschränkten Leistungskatalog minimiert. Die untersuchten Objekte hatten im Mittelwert

• eine Überdimensionierung der Wärmeerzeugerauslegung um etwa 1,8 bezogen auf die nötige Gebäudeheizlast
• eine Leistungsüberdimensionierung der Pumpen von etwa 3 bezogen auf die ausreichende elektrische Auslastung
• eine überdimensionierte Heizkörpernormleistung von etwa 1,7 bezogen auf die effektive Raumheizlast.

Bei dieser Untersuchung zeigte sich, dass das Verschwendungspotential bei der Heizung (!) umso höher ist, je besser (!) die Gebäude wärmegedämmt oder luftdicht sind. Wegen des guten Baustandards besteht eine geringerer Wärmebedarf als die installierten Heizungen liefern, die Geräte takten öfter und haben höhere Sillstandsverluste . Bei schlecht wärmegedämmten Gebäuden gibt es einen hohen Wärmebedarf, denn die nötige Wärme wird „weggekühlt“ (die Wärmeverluste fließen über die Mauern und andere Bauwerksteile ab), die Folge: die Geräte takten weniger oft.

Die Gegenmaßnahmen waren (2003) mit Aufwänden von € 2,- bis € 7,- pro Quadratmeter Wohnfläche vergleichsweise kostengünstig.. Die Erfolge der beim OPTIMUS-Projekt verbesserten Einzelheizungen, hochgerechnet auf die gesamte Bundesrepublik Deutschland ergaben ein Einsparungspotential zwischen 20.000 und 28.000 GWh pro Jahr , (zum Vergleich: das Kernkraftwerk Brokdorf speiste im Jahr 2010 11.360 GWh elekrischen Strom ins Netz ein)

Durchgeführt wurden lediglich:

• Voreinstellung von Thermostatventilen zur Durchflussbegrenzung,
• Einstellungen der Heizungsumwälzpumpen
• Einstellung der Heizungsregelungen

Historisches

1854 wurde bereits über die mangelnde Effizienz und das schlechte Heizvermögen der offenen Kamine geklagt:

F. Péclet
„„Mit wenigen Ausnahmen wird das, an den meisten Orten, theure [sic] Holz — denn Torf-, Braun- und Steinkohlenfeuerungen findet man in Deutschland verhältnismäßig noch wenig — auf eine Weise angewendet, daß von seinem Heizvermögen oder von dem Wärmeeffect [sic] nur 15 bis 20 und bei den besten Einrichtungen unter den günstigsten Umständen nur 25 bis 30 Procent [sic] benutzt werden.““

Quelle: F. Péclet's allerneueste, bewährte Erfindungen und Erfahrungen über Feuerungs-, Erwärmungs- und Ventilations-Anlagen in Privat- und öffentlichen Gebäuden. Nebst Bemerkungen über die Heizung mit Leuchtgas, Wasserstoffgas und einer Übersicht der jetzt in verschiedenen Ländern üblichen Heiz- und Kochapparate, Reihe Neuer Schauplatz der Künste und Handwerke, deutsch bearbeitet von Dr. Carl Hartmann, Weimar 1854, im Vorwort

Die beschriebene Bestimmung und das Ergebnis des prozentualen Wärmeverlusts sind nicht mit den heutigen Methoden und Ergebnissen vergleichbar. Doch bemängelt der Autor die schlechten Wärmeeffekte von offenen Kaminen und den gerade erst entwickelten Kaminöfen. Seither hat sich bei ähnlichen Festbrennstoff-Kaminöfen noch nicht viel getan. Zitat: "Höchstens 30 Prozent des Brennwerts" von Holz, Torf, Briketts oder Stroh, fand das Öko-Institut in Darmstadt heraus, können die primitiven Öfen in Raumwärme umwandeln. Der Rest zieht ungenutzt durch den Schornstein ins Freie - pure Rohstoffverschwendung.

Einzelnachweise

Nichtwissenschaftliche Quellen und Erfahrungsberichte aus der Praxis

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