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Verschiedenen Wärmeerzeugern

NT-Kessel, Brennwertkessel, Festbrennstoffkessel, Wärmepumpen

NT (Nieder-Temperatur) Kessel

Nieder-Temperatur-Kessel arbeiten sehr effizient. Durch die niedrige Verbrennungstemperatur und somit, im Vergleich zu Standard-Kesseln, geringe Temperatur der Brennkammer führt dies zu einer Kühlung der Flamme. Dadurch kommt es zu einer schadstoffarme Verbrennung (emissionsarme Verbrennung) und es ergibt sich ein guter Wirkungsgrad. Ebenso sind die Bereitschaftsverluste des Brenners sehr gering.

Das Material des Kesselkörpers ist in der Regel Guß oder Stahl. Der Brenner arbeitet als Gelb- oder Blaubrenner, wobei sich der Blaubrenner immer mehr durchgesetzt hat.

Durch die geringen Systemtemperatur kann es bedingt zu geringem Kondensatanfall kommen, jedoch wird dies durch eine Rücklauf-Tempeartur-Anhebung so gut wie ganz umgangen. Ohne diese Temperaturanhebung würde häufig Kondensat anfallen das für den Kesselkörper das schnelle aus bedeuten würde; er würde nach kurzer Zeit Löcher wie ein schweizer Käse haben.

Brennwertkessel (Öl und Gas)

Diese Kesselart wird mit Wirkungsgraden über 100% angegeben.

Wie kommt es dazu?

Zu dem normalen Wirkungsgrad wird die genutzte Kondensationswärme (latente Wärme) mit angerechnet, die aus den Abgasen genutzt wird. "Normale" Kessel haben eine hohe Abgastemperatur die nicht genutzt sondern nur durch den Schornstein weggeblasen wird.

Die Brennwertgeräte entziehen dem Abgas einen Großteil der Wärme indem es durch einen Wärmetauscher zurückgeführt wird. Dabei wird die Temperatur des Abgases so weit heruntergekühlt das man den Taupunkt erreicht und es zum Kondensatanfall kommt; ohne Taupunkt auch kein Brennwert.

Bei Ölbrennwertgeräten muss das Kondensat jedoch neutralisiert werden da Heizöl einen zu großen Anteil an Schwefel hat der mit dem Kondenswasser anfällt. Dieses Kondenswasser (schwefelige Säure = aggressiv) wird durch eine Kondensationsbox (gefüllt mit einem bestimmten Granulat) neutralisiert und kann anschließend gefahrlos in den Abfluß eingeleitet werden.

Je geringer die Vorlauftemperaturen des Heizsystems sind, um so höher ist der Wirkungsgrad. Dies ergibt sich daraus das die Temperatur (Wärme) des Abgases effektiver genutzt werden kann.

Damit der Kessel nicht durch das aggressive Kondensat angegriffen wird, sind diese aus Edelstahl. Andere Materialien hätten nur eine kurze Lebensdauer.

Festbrennstoffkessel

Festbrennstoffkessel können mit den unterschiedlichsten Brennstoffen befeuert werden. Dazu zählen z.B.: Pellets (nach DIN-51731 oder ÖNOrm M 7135), Scheitholz, Hackschnitzel.

Diese Brennstoffarten erlangen immer größere Beliebtheit durch die ansteigenden Heizöl und Gaspreise. Jedoch ist die Beschaffung immer noch nicht so flächendeckend das sie als problemlos zu bezeichnen wäre. Außer man verfügt über eine ausreichende Brennholzvorrat durch ein Waldgründstück das man als sein Eigen bezeichnen kann.

Aber nicht nur die Beschaffung spielt eine große Rolle, sondern auch der Platzbedarf für die Lagerung. Scheitholz und Hackschnitzel können nicht sofort verfeuert werden, sie benötigen eine bestimmte Lagerzeit damit ein bestimmter Feuchtegehalt erreicht; jeder weiß wohl wie gut nasses Holz brennt. Auch in Bezug auf die Versottung des Kamins sollte man die empfohlenen Lagerzeiten einhalten.

Brennstoffe-Informationen

Holz

  • Feuchtegehalt: von ca. 30 %
  • Lagerzeit: Pappel, Fichte: 1 Jahr; Linde, Erle, Birke: 1 ½ Jahre;Buche, Esche, Obstbäume: 2 Jahre
  • Heizwert: 4 bis 4,5 kWh/Kg

Pellets

  • Durchmesser: 6 oder 10 mm, Länge 5 - 30 mm
  • Wassergehalt 8 - 10%
  • Staubanteil höchstens 1%
  • Aschgehalt weniger als 1,5%
  • Heizwert: ca. 5,0 - 5,4 kWh/ kg

Als günstig wirken sich Festbrennstoffe bei der EnEV (Energie-Einspar-Verordnung) bezüglich des Primärenergiefaktors aus. Das ergibt sich aus dem Grund das die eingesetzte Primärenergie bei der Gewinnung dieser Brennstoffe im Vergleich zu Heizöl und Gas um ein vielfaches geringer ist.

Brennstoff Heizwert Preis/Kosten
Heizöl EL 12 kwh/Liter ca. 0,50 €/Liter
Holz 4,5 kwh/kg ca. 0,3 €/kg
Pellets 5,4 kwh/kg ca. 0,16 €/kg

Ein ausschlaggebender Punkt der nicht von der Hand zu weisen ist, ist die Tatsache das es sich bei Festbrennstoffen um eine erneuerbare Energienquelle handelt, nicht wie Heizöl das irgendwann in absehbarer Zeit aufgebraucht sein wird. Allein dieser Faktor sollte einen nachdenklich bezüglich der Wärmeerzeugerauswahl stimmen.

Wärmepumpen

Wärmepumpen gibt es in einer Vielzahl von Ausführungen, eins haben sie jedoch alle gemeinsam, sie entziehen der unmittelbaren Umgebung die vorhandene Energie/Wärme.

Die typischsten Ausführungen sind

Energiequelle Funktion
Luft Luft/Wasser-Wärmepumpe
  • Entzieht der Luft des Aufstellraums, durch Luftkanäle zugeführter Luft (z.B. Wärmerückgewinnung), oder der Außenluft die vorhandene Wärme und nutz diese durch den Einsatz eines Wärmetauscher
  • Vorteil: Es steht immer Luft zur Verfügung
  • Nachteil: Die Lufttemperatur ist dann immer am niedrigsten wenn am meisten Energie/Wärme benötigt wird (Winter)

 

Wasser Schluckbrunnen (Wasser/Wasser-Wärmepumpe)
  • Entzieht dem Grundwasser die Energie (Temperatur durchschnittlich 8 und 15°C)
  • Zwei Brunnenbohrungen: 1x Ansaugen und 1x wieder zurückpumpen
  • Vorteil: Grundwasser steht fast immer ausreichend zur Verfügung
  • Nachteil: Genehmigungsbedürftig, Qualität des Wassers kann umschlagen und somit Funktion der WP beeinträchtigen

Wasser: Flüsse, Seen, Meer

  • Entzieht dem Wasser die Energie/Wärme
  • Vorteil: Wasser steht immer zur Verfügung
  • Nachteil: Nicht jeder Haushalt hat eine solche Wasserquelle vor der Tür
Erdwärme Tiefenbohrung/Sonde oder Erdspieß (Sole/Wasser-Wärmepumpe)

 

  • Sonde/Spieß mit Wärmeträgerflüssigkeit (Sole) die durch Tiefenbohrung in das Erdreich eingeführt sind, entziehen dem Erdreich die Energie/Wärme
  • Vorteil: Wärme ist konstant (ab 15m, ab 30m ansteigend), somit hoher Wirkungsgrad, gleichzeitige Nutzung der Energie/Wärme des Grundwassers
  • Nachteil: Bohrungen sind mit hohen Kosten verbunden, für nicht jede Gegend gibt es eine Genehmigung, Bodenbeschaffenheit (felsreiche Gegenden) erschwert Bohrung, Bewegungen im Erdreich

Flächenkollektor

  • Rohre mit Wärmeträgerflüssigkeit, großflächig im Erdreich in einer bestimmten Tiefe und in eine bestimmten Abstand verlegt, entziehen dem Erdreich die Energie/Wärme
  • Vorteil: Wärme ist fast ganzjährig konstant, somit hoher Wirkungsgrad
  • Nachteil: Großes Grundstück benötigt, Bodenbeschaffenheit (je mehr Bodenfeuchte = höhere Energieausbeute, trockener Boden = niedrigere Energieausbeute)

Betriebsweise von Wärmepumpen

Monovalent

Wärmepumpe deckt den Wärmebedarf alleine ab.

Monoenergetisch

Wärmepumpe wird bei tiefen Außentemperaturen durch eine elektrische Zusatzheizung unterstützt

Bivalent-Alternativ

Wärmepumpe deckt Heizleistung bis zu einem bestimmten Punkt der Außentemperatur ab. Wird dieser Wert unterschritten schaltet sie sich ab und ein zweiter Wärmeerzeuger (z.B. Ölkessel) übernimmt die Abdeckung der Heizleistung

Bivalent-Parallel

Wärmepumpe deckt Heizleistung bis zu einem bestimmten Punkt der Außentemperatur ab. Wird dieser Wert unterschritten schaltet sich der zweite Wärmeerzeuger dazu und beide Wärmeerzeuger decken die Heizleistung im Parallelbetrieb ab.


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