Lexikon

Abgasverlust  

Der Abgasverlust gibt den prozentualen Anteil der im Wärmeerzeuger verbrauchten Energie an, die mit den Abgasen ungenutzt verloren geht. Die Höhe des Abgasverlustes wird von der Abgastemperatur beeinflusst. Niedertemperatur- und Brennwert-Heizkessel verursachen deutlich geringere Abgasverluste als Standardheizkessel mit hohen Vorlauftemperaturen. Der Messwert des Abgasverlustes wird aus der Differenz von Abgas- und Raumtemperatur sowie in Abhängigkeit vom CO2-Gehalt im trockenen Abgas ermittelt, wobei in die Berechnung auch zwei dimensionslose Rechenwerte einfließen.

Zum 1. November 2004 endete die Übergangsfrist der Bundesimmisionsschutzverordnung (BImSchV), so dass Heizkessel über 4 bis 25 kW Nennwärmeleistung den maximal zulässigen Abgasverlust-Grenzwert von 11% nicht mehr überschreiten dürfen (über 25 - 50 kW: 10%, über 50 kW: 9%).

     
Ausdehnungsgefäß  

In Heizungssystemen dehnt sich bei Aufheizung das Wasservolumen aus. Um den Anlagendruck möglichst konstant zu halten, werden zum Ausgleich der Druckunterschiede Membran-Ausdehnungsgefäße eingebaut. Das Volumen der als Stahlbehälter gefertigten Gefäße ist durch eine Membrane geteilt, wobei der vom Heizsystem durch die Membrane getrennte Bereich eine Füllung aus Stickstoff enthält.
Die Größe von Ausdehnungsgefäßen hängt vom Gesamt-Wasservolumen der Heizungsanlage ab, das sich aus der Summe der Wasserinhalte von Kessel, Rohrleitungen, Heizkörpern sowie der Vorlage ergibt. Das Gefäß nimmt heizwasserseitig die Volumenzunahme sowie die Vorlage auf, die je nach Anlagengröße 0,5 bis 2% des Anlagen-Wasservolumens betragen soll. Der sorgfältigen Auslegung kommt besondere Bedeutung zu: Je genauer Ausdehnungsgefäß und Vorlage bemessen werden, desto stabiler ist die Druckhaltung im Heizungssystem.

     
Brennwertkessel  

Durch einen zweiten Wärmetauscher nutzen mit Gas oder Öl betriebene Wärmeerzeuger den Energiegehalt im Wasserdampf. Die Heizgase werden dabei im Abgasweg auf Temperaturen unterhalb des Taupunkts gekühlt, so dass der Wasserdampf kondensiert und die latente Energie als nutzbare Wärme an das Heizwasser abgegeben werden kann.
Durch die Nutzung der Verdampfungswärme wird gegenüber Heizwertgeräten ein verbesserter Wirkungsgrad erzielt. Die Angabe des Wirkungsgrades bezieht sich bei Brennwertgeräten auf den Heizwert, so dass sich rechnerische Werte > 100% ergeben.

Damit die Nutzung des Brennwerts möglich ist, benötigen Brennwertkessel und Gas-Wandheizgeräte mit Brennwertnutzung tiefe Rücklauf-Temperaturen und damit entsprechend niedrige Systemtemperaturen in der gesamten Heizungsanlage. Für eine optimale Brennwertnutzung eignen sich Heizsysteme mit großen Heizflächen und Fußboden- oder Wandheizungen.

     
Durchlauferhitzer  

Für die dezentrale Warmwasserversorgung von nur einer oder wenigen Zapfstellen bieten sich Durchlauferhitzer an, die das Wasser während des Durchflusses erwärmen. Vorteilhaft sind Durchlauferhitzer vor allem dort, wo kurzzeitig hoher Warmwasserbedarf herrscht (z.B. Dusche, Spültisch), aber eine zentrale Trinkwassererwärmung unwirtschaftlich wäre, weil lange Leitungswege erforderlich wären oder keine gleichzeitige Benutzung der Entnahmestellen zu erwarten ist. Die Zapfrate [l/min] hängt von der Geräteleistung und der eingestellten Auslauftemperatur ab. Für die Wassererwärmung im Durchflussverfahren sind hohe Geräteleistungen erforderlich.
Abhängig von der eingesetzten Energieart werden Gas- oder Elektro-Durchlauferhitzer unterschieden:

Gas-Durchlauferhitzer verbrauchen nur die zur Warmwasserbereitung benötigte Energie, so dass keine Stillstandsverluste auftreten. Die Vaillant Warmwasser-Geyser (atmoMAG / turboMAG, 28 kW) können je nach Ausführung als Direkt- oder Fernzapfer eingesetzt werden, die Abgasabführung erfolgt über Schornstein (atmoMAG), Dachdurchführung oder Außenwandanschluss (turboMAG).

Elektro-Durchlauferhitzer benötigen einen 400 V-Elektroanschluss. Die elektronisch geregelten Vaillant Durchlauferhitzer VED E classic und VED E exclusiv (18/ 21/ 24/ 27 kW) gleichen Schwankungen des Wasserdrucks aus und ermöglichen so eine konstante Auslauftemperatur bei stufenlos regelbarer Temperatureinstellung.

     
Erdgas  

Der Brennstoff Erdgas besteht vorwiegend aus Methan (CH4), Stickstoff (N2) und geringen Anteilen anderer Kohlenwasserstoffe wie Ethan, Propan und Butan. Die Verbrennung erfolgt innerhalb der Zündgrenzen bei einem Erdgas-Luft-Gemisch mit einem Methananteil zwischen 4,4 und 16,5 Vol.-%. Der Zündtemperaturbereich liegt zwischen 575 - 640 °C (Werte für Erdgas H).

Wegen des natürlichen Vorkommens wird das farb- und geruchlose Erdgas auch als ‚Naturgas’ bezeichnet (engl.: natural gas). Die derzeit größten Erdgasvorkommen befinden sich in den GUS-Staaten, Mittel- und Nahost sowie Westeuropa. In Deutschland deckt Erdgas über 20% des gesamten Primärenergiebedarfs ab. Durch den geringen Schadstoffgehalt trägt die Verwendung von Erdgas zur Entlastung der Umwelt bei.

     

Energieeinsparverordnung

(EnEV)

 

Die EnEV wurde Anfang 2002 eingeführt und ist eine Zusammenführung von Wärmeschutzverordnung (WSchV) und Heizungsanlagenverordnung (HeizAnlV). Damit ist nicht mehr der errechnete Heizwärmebedarf für die Auslegung eines Heizsystems maßgebend, sondern der maximal zulässige Primärenergiebedarf. Gegenüber der WSchV’95 bezieht die EnEV in die Energiebilanz auch den Primärenergiebedarf mit ein. Damit werden die Verluste mit berücksichtigt, die bei der Energieumwandlung und beim Energietransport in vorhergehenden Prozessketten entstehen.

Der Jahres-Primärenergiebedarf Qpmax,EnEV setzt sich zusammen aus
· dem Jahres-Heizwärmebedarf Qh,
· dem maximal zulässigen Trinkwasserwärmebedarf Qtw
· der Anlagen-Aufwandszahl ep

Die Energieeinsparverordnung verknüpft Gebäude- und Anlagentechnik. Bei der Gebäudeplanung werden deshalb energieeffiziente Anlagentechnik und Wärmedämmung so kombiniert und gegeneinander verrechnet, dass der vorgegebene Grenzwert nicht überschritten wird.

Einen entscheidenden Einfluss auf das Ergebnis hat die Anlagen-Aufwandszahl ep. Je niedriger dieser Wert ist, desto günstiger wirkt er sich auf den zu ermittelnden Jahresprimärenergiebedarf Qp aus. Günstige Aufwandszahlen werden beispielsweise durch Gas-Brennwertheizgeräte in Kombination mit Solar-Warmwasserbereitung erzielt.

Flächenheizungen   Fußboden- und Wandheizungen, auch Deckenheizungen oder die Bauteiltemperierung sind Flächenheizsysteme. Im Vergleich zur Konvektionsheizung über Heizkörper ist das wesentliche Merkmal der Flächenheizung, dass sich die Wärmeabgabe auf eine große Wärmeübertragungsfläche verteilt. Dies ermöglicht den Betrieb des Heizsystems mit niedrigen Systemtemperaturen. Flächenheizsysteme bieten deshalb günstige Voraussetzungen für den Einsatz von Niedertemperatur-Heizsystemen und regenerativer Energietechnik wie Brennwert-Heizgeräten, Solarthermie und Wärmepumpen.
     
Gas-Strömungswächter  

Gemäß TRGI sind aktive und passive Maßnahmen zu ergreifen, um Eingriffe von Unbefugten in die Gasinstallation zu erschweren bzw. um vorsätzlich herbeigeführte Gasaustritte zu verhindern.
Als aktive Maßnahme gilt der Einbau von Gas-Strömungswächtern (GS). Bei normalem Betrieb der Gasanlage bis zur berechnungsmäßig vorgegebenen Durchflussmenge (Nenndurchfluss Vn) ist der Gas-Strömungswächter geöffnet. Sobald der Nenndurchfluss um den Schließfaktor (fs) überschritten wird, unterbricht der GS selbsttätig die Gaszufuhr.

     
Heizkörper  

Die Wärmeabgabe zur Beheizung von Räumen erfolgt bei Pumpenwarmwasserheizungen über sichtbar im Raum angeordnete Heizflächen, die vom Heizwasser durchströmt werden. Heizkörper übertragen die Wärme an die Raumluft durch Strahlung in den Raum (Radiation) und durch Konvektion. Die Regelung der Wärmeabgabe erfolgt durch Thermostatventile.
Nach Bauart und Konstruktion werden Heizkörper z.B. unterschieden in
Röhrenradiatoren
Plattenheizkörper
Flachheizkörper
Planheizkörper
Kompaktheizkörper
Ventilheizkörper
Badheizkörper, Handtuchwärmekörper

     
Instandsetzung  

Maßnahmen zur Wiederherstellung des Sollzustandes und der ordnungsgemäßen Funktion eines technischen Systems, z.B. von Anlagen der Technischen Gebäudeausrüstung. Zur Instandsetzung gehören z.B. Einstellungsarbeiten, Reparatur oder der Austausch von Bauteilen.

Kohlenmonoxid

( CO )

 

Bei unvollständiger Verbrennung von Brenngasen entsteht Kohlenmonoxid, ein giftiges, farb- und geruchloses sowie brennbares Gas. Für Menschen besteht ab einer bestimmten Kohlenmonoxid-Konzentration in der Atemluft akute Lebensgefahr, da CO als starkes Blutgift wirkt. Diese Wirkung beruht auf der Reaktion mit dem roten Blutfarbstoff Hämoglobin, wodurch der Sauerstofftransport im Blut gestört wird. Eine CO-Konzentration von 0,1% Vol. in der Atemluft wirkt nach längerem Einatmen tödlich; bei 0,5% tritt sofortige Bewusstlosigkeit ein.

Die CO-Bildung in Abgasen von Feuerstätten entsteht durch Luftmangel, der durch ungenügende Verbrennungsluftzufuhr oder einen gestörten Verbrennungsprozess hervorgerufen sein kann. Ursachen hierfür können z.B. ein verschmutzter Gasbrenner oder eine fehlerhafte Geräteeinstellung sein.

     
Kondensation  

Kondensation ist der Wechsel des Aggregatzustands eines Gases von der gasförmigen zur flüssigen Phase. Erreicht mit Wasserdampf gesättigte Luft (relative Feuchte = 100%) durch Abkühlung den Taupunkt, verflüssigt sich der überschüssige Wasserdampfanteil. Bei der Kondensation wird die im Gas oder im Wasserdampf der Luft enthaltene Wärmeenergie (latente Wärme) freigesetzt.

     
Kontrollierte Wohnungslüftung  

In Niedrigenergie- sowie Passivhäusern ist durch die dichte Gebäudehülle und fugendichte Fenster kein natürlicher Luftaustausch gegeben. Um die hygienische Luftqualität aufrechtzuerhalten und, um CO2 sowie Feuchtigkeit abzuführen, werden Anlagen zur kontrollierten Wohnungslüftung eingesetzt.

Die kontrollierte Wohnungslüftung kann als reines Abluftsystem oder mit Wärmerückgewinnung ausgeführt sein. Eine Abluftanlage führt die verbrauchte Luft aus den am meisten belasteten Räumen ab (Bad, WC, Küche). Die Luftnachströmung erfolgt über Außenluftdurchlässe. Den damit verbundenen Lüftungswärmeverlusten wirkt eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung weitgehend entgegen. Die Wohnungslüftung Vaillant recoVAIR entzieht durch Wärmerückgewinnung der Abluft bis zu 96% der Wärmeenergie.

     
Kraft-Wärme-Kopplung (KWK)  

Die gleichzeitige Erzeugung von Nutzwärme und elektrischer Energie durch Blockheizkraftwerke (BHKW) aus nur einem Primärenergieträger ist das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK). Die Wärmeenergie wird für die Gebäudebeheizung und Warmwasserbereitung oder als Prozesswärme genutzt.

Der aus KWK-Anlagen gewonnene elektrische Strom wird innerhalb des Gebäudes genutzt, der Überschuss wird vom Anlagenbetreiber gegen Vergütung in das öffentliche Versorgungsnetz eingespeist. Die Energieerzeugung erfolgt in KWK-Anlagen durch Verbrennungsmotoren (Mini-BHKW ecopower), Dampf- oder Gasturbinen-Anlagen, Stirling-Motoren, Dampfmotoren oder Brennstoffzellen. Für den Betrieb von BHKW-Anlagen wird als Primärenergieträger meist Erdgas eingesetzt.

     
Luft-Abgas-System (LAS)   Bei raumluftunabhängigen Heizgeräten erfolgen die Verbrennungsluftzufuhr und die Abgasabführung über ein Luft-Abgas-System (LAS). Das System kann aus vorgefertigten Bauelementen oder einer als konzentrisches Doppelrohrsystem ausgeführten Abgasleitung bestehen. Bei Altbausanierungen können vorhandene zweizügige Schornsteine so genutzt werden, dass je ein Zug für die Verbrennungsluftversorgung zum Gerät und zur Abführung der Abgase ins Freie dient.

In Neubauten mit fugendichten Fenstern und Türen kann für raumluftabhängige, in Wohnbereichen aufgestellte Heizgeräte keine ausreichende Verbrennungsluftversorgung mehr sichergestellt werden. Durch Luft-Abgas-Systeme können wandhängende Heizgeräte raumluftunabhängig betrieben werden.
     
Modulation   Heizkessel mit Leistungsmodulation passen die Brennerleistung stetig dem tatsächlichen Wärmebedarf an. Der Wärmeerzeuger erzielt so einen höheren Jahresnutzungsgrad, da durch den modulierenden Betrieb die Stillstandsverluste reduziert werden.
     
Nennwärmeleistung   Die Nennwärmeleistung ist die von einem Heizgerät nutzbar gemachte, abgegebene Wärmeleistung in kW, vermindert um die durch Energieumwandlung entstandenen Verluste im Verhältnis zur zugeführten Energie.

Das Verhältnis von nutzbarer zu zugeführter Energie wird als Wirkungsgrad bezeichnet.
     
Niedertemperaturkessel  

Mit Gas oder Öl betriebene Wärmeerzeuger, die im Dauerbetrieb mit niedrigen Rücklauftemperaturen zwischen 35 °C und 40 °C arbeiten. Im Gegensatz zu Brennwert-Heizkesseln erfolgt konstruktionsbedingt keine Kondensation des im Abgas enthaltenen Wasserdampfs. Bei Niedertemperatur-Kesselanlagen darf das Abgas weder im Kessel noch im Schornstein kondensieren; auch darf kurzzeitig anfallendes Kondensat im Kessel nicht zu Korrosion führen.

Durch die niedrigeren Systemtemperaturen verbrauchen NT-Kesselanlagen weniger Energie. Dadurch fallen auch der Abgasverlust und die Oberflächen-Strahlungsverluste geringer aus, so dass sich ein höherer Nutzungsgrad ergibt. Niedertemperaturkessel können mit atmosphärischen Brennern oder mit Gebläsebrennern ausgerüstet sein.

     
Photovoltaik  

Die Erzeugung von elektrischem Strom aus Sonnenlicht wird als Photovoltaik bezeichnet und folgt einem einfachen Grundprinzip: Solarzellen wandeln das einfallende Licht in Gleichstrom um. Ein Wechselrichter transformiert den Gleich- in Wechselstrom, der über einen Stromzähler in das Netz der öffentlichen Energieversorgung eingespeist werden kann.

Die Solarzellen bestehen aus Silizium und sind in Solarmodulen zusammengefasst. Die Solarmodule sind mit einer stabilen Glasabdeckung versehen. Ein maximaler Solarstrom-Ertrag wird auf südlich ausgerichteten, verschattungsfreien Dachflächen mit einer Neigung von 30 - 35° erzielt. Diffuse Sonneneinstrahlung und Abschattung verringern die solare Stromproduktion. Die Energiebilanz einer Photovoltaikanlage fällt gegenüber der konventionellen Stromerzeugung positiver aus, da keine Energieumwandlungsverluste entstehen.

     
Primärenergie  

Der Begriff Primärenergie bezeichnet die Zustandsform eines fossilen oder regenerativen Energieträgers unmittelbar nach seiner Förderung bzw. seiner Gewinnung.
Fossile Energieträger sind z.B. Erdöl, Erdgas, Stein- und Braunkohle, Kernbrennstoffe.
Zu den regenerativen Energieträgern zählen z.B. Sonnenenergie, Erdwärme, Wind- und Wasserkraft.
Um aus Primärenergie nutzbare Endenergie zu erzeugen, müssen die fossilen Primärenergieträger nach der Förderung transportiert, umgewandelt oder aufbereitet werden. Durch diese Prozesskette entstehen Energieverluste, so dass sich der nutzbare Energiegehalt verringert.

Seit Einführung der Energieeinsparverordnung (EnEV) ist der Primärenergiebedarf für die energetische Bewertung von Gebäuden maßgebend. Ausgehend vom erforderlichen, nach EnEV ermittelten Heizenergiebedarf (Endenergiebedarf) wird im Sinne der Energieeinsparverordnung auch die Effizienz der eingesetzten Primärenergieträger betrachtet.

     
Radiatoren  

Radiatoren sind die am häufigsten eingebauten Heizkörper. Sie werden meistens aus einzelnen Gliedern zusammengesetzt und von heißem Heizungswasser durchströmt. Die Wärmeabgabe erfolgt bei einem Radiator sowohl durch Konvektion (Erwärmung der Luft) als auch durch Strahlung.

     
Regenerative Energien   Erneuerbare (regenerative) Energien werden unterschieden in:
Sonnenenergie
Biomasse
Erdwärme (Geothermie)
Kraft der Gezeiten
Windkraft

Für die Anwendung in der Gebäudetechnik werden die Sonnenenergie und die Erdwärme genutzt. Erneuerbare Energien werden direkt oder indirekt für Gebäudebeheizung, Warmwasserbereitung und die Erzeugung von Strom aus Sonnenlicht (Photovoltaik) genutzt. Zu unterscheiden sind dabei die direkte Nutzung (z.B. Erwärmung des Trinkwassers durch Sonnenkollektoren) und die indirekte Nutzung (z.B. Erwärmung des Heizwassers mit einer Kompressions-Wärmepumpe, die zur Temperaturanhebung die Erdwärme nutzt, aber zusätzlich elektrische Energie benötigt). Die direkte Nutzung regenerativer Energie ist primärenergetisch effizienter als die indirekte Nutzung.

Regenerative Energien stehen unerschöpflich zur Verfügung. Ihre Verwendung schützt natürliche Ressourcen und trägt wesentlich zum Klimaschutz und zur Verminderung der CO2-Emissionen bei. Die Nutzung erneuerbarer Energien wird in Deutschland durch staatliche Förderprogramme im Rahmen der nationalen Klimaschutzmaßnahmen finanziell gefördert. Langfristig soll der Energiebedarf ab ca. 2050 mindestens zur Hälfte durch erneuerbare Energien gedeckt sein.

Quelle: Broschüre „Erneuerbare Energien - Einstieg in die Zukunft", Hrsg.: Bundesministerium für Umwelt (BMU), März 2004
     
Schichtenspeicher   Die Schichtenspeichertechnologie wurde bislang vorwiegend für Solarwärmeanlagen eingesetzt. Im Speicher wird die Bildung von Temperaturschichten unterstützt, so dass im oberen Speicherbereich Wasser mit der maximal vorgegebenen bzw. erreichbaren Temperatur verfügbar ist. Eine wesentliche Eigenschaft von Schichtenspeichern ist das gegenüber konventionellen Speichern schnellere Aufheizverhalten.
     
Solarkollektor   Die Umwandlung der Strahlungsenergie der Sonne in nutzbare Wärme erfolgt im Solarkollektor, der unter Optimalbedingungen unter 45° montiert und nach Süden ausgerichtet sein sollte. Die Sonneneinstrahlung trifft auf dem Absorber auf, der die Wärme an die Solarflüssigkeit überträgt. Um sowohl die Reflexion als auch die Wärmeverluste möglichst gering zu halten, ist der Absorber rückseitig mit Wärmedämmung und nach oben mit einer Glasabdeckung versehen. Als Bauarten von Solarthermie-Kollektoren werden Flachkollektoren und Röhrenkollektoren unterschieden.

Die Installation der Kollektoren kann als Aufdach- oder Indachmontage sowie als Flachdachaufstellung ausgeführt werden. Solarkollektoren wirken als Wärmeerzeuger durch Nutzung der Sonnenenergie, die in Deutschland mit durchschnittlich 1050 kWh pro Quadratmeter und Jahr auftrifft. Über den Solarkreislauf wird die Wärme an einen Solarspeicher übertragen und für Warmwasserbereitung oder solare Heizungsunterstützung verwendet.

     
Split-Klimageräte   Die Aufnahme der Wärme im Innenraum und deren Abgabe an die Außenluft ist bei Split-Klimageräten auf zwei Gerätekomponenten aufgeteilt, die über einen Kältekreislauf miteinander verbunden sind. Sie dienen zur Kühlung und Entfeuchtung der Raumluft in Wohn- und Arbeitsräumen. Das Arbeitsmittel strömt innerhalb des Kältekreislaufs mit der aufgenommenen Wärme zur Außeneinheit, gibt dort die Wärme ab, verflüssigt sich dabei und fließt wieder zur Inneneinheit zurück.
 
     
Strömungssicherung  

Raumluftabhängige Gasfeuerstätten mit atmosphärischem Brenner sind am Übergang vom Gerät zum Abgasweg mit einer Strömungssicherung ausgerüstet. Die Abgasabführung erfolgt bei diesen Geräten über einen Schornstein nach dem Prinzip des Auftriebs. Im Schornstein herrschen je nach Wind und Wetterlage veränderliche Bedingungen, welche die Abgasabführung beeinflussen. Die Strömungssicherung sichert eine einwandfreie Verbrennung auch bei zu starkem Zug, Stau oder Rückstrom.

Bei Stau oder Rückstrom im Schornstein treten an der Strömungssicherung der vorgesehenen Funktion entsprechend kurzzeitig Abgase in den Aufstellraum aus. Der Aufstellraum muss daher ausreichend groß bemessen sein, damit die Abgasmenge so mit der Raumluft verdünnt wird, dass die Abgaskonzentration im Raum in einem unbedenklichen Maß bleibt. Bei länger andauerndem Abgasaustritt wird bei modernen Gasfeuerstätten über einen Abgassensor der Brennerbetrieb nach ca. zwei Minuten unterbrochen.

     
Tichelmann-System  

Bei der Rohrführung nach Tichelmann sind die Leitungslängen und Dimensionen der Vorlauf- und Rücklaufleitungen annähernd gleich groß. Damit herrschen im Leitungssystem ausgeglichene Verhältnisse der Widerstände aus Rohrreibungs-Druckverlusten und Einzelwiderständen. Bei entsprechender Dimensionierung zeichnet sich eine nach dem Tichelmann-System ausgelegte Leitungsinstallation dadurch aus, dass ein hydraulischer Abgleich stark vereinfacht wird; unter günstigen Bedingungen kann der Abgleich auch ganz entfallen.

Das Tichelmann-System wird in der Heizungsinstallation bei der Leitungsführung von Verteil- und Steigleitungen angewandt, aber auch in der Etageninstallation für die Anbindung von Heizflächen und Flächenheizsystemen. Beim Anschluss von parallel zu schaltenden Apparaten und Geräten sorgt die Anbindung im Tichelmann-System für gleichmäßige Durchströmung. Dies ist besonders bei Speicherwassererwärmern, Solarkollektoren sowie Wand- und Deckenheizungen bzw. -kühlungen von Bedeutung.

     
Trinkwassererwärmer  

Anlagen zur Trinkwassererwärmung dienen der zentralen Gruppen-Warmwasserversorgung mehrerer Entnahmestellen sowie Wohn- oder Nutzungseinheiten eines Gebäudes. Neben dem Zweck der Erwärmung und Bevorratung von Trinkwasser bestehen an Trinkwassererwärmer besondere Anforderungen hinsichtlich der Einhaltung der Trinkwasserqualität.

Die Bauarten von Trinkwassererwärmern werden unterschieden in:
- Durchflusswassererwärmer
- Speicherwassererwärmer
- kombinierte Durchfluss-Speichersysteme

Bei Durchflusswassererwärmern wird das Trinkwasser erwärmt, während es einen Wärmeübertrager durchfließt. Das Durchflusssystem findet z.B. bei Gas-Durchlauferhitzern Anwendung. In einem Speichersystem wird das Trinkwasser durch direkte oder indirekte Beheizung erwärmt und für die bedarfsgerechte Entnahme gespeichert. Kombinierte Durchfluss-Speichersysteme werden häufig in Großanlagen eingesetzt, wobei das zur Direktentnahme vorgesehene Wasser z.B. über externe Plattenwärmetauscher erwärmt wird.

Quelle: DVGW-Information twin „Trinkwassererwärmungsanlagen", Stand Okt. 2002

Umwälzpumpen  

In geschlossenen Kreislauf-Rohrleitungssystemen werden zum Transport von Heizwasser oder für die Warmwasser-Zirkulation elektrisch betriebene Umwälzpumpen eingesetzt.
Die Pumpenleistung richtet sich nach

  • dem Förderdruck [bar] in Abhängigkeit von der statischen Höhe [m] zuzüglich der zu überwindenden Anlagenwiderstände sowie
  • der Fördermenge [m³/h], die dem erforderlichen Heizwasserdurchsatz zur Übertragung der Wärmeleistung entspricht.

Der Betrieb von Umwälzpumpen nimmt durch den Verbrauch an elektrischer Energie auch Einfluss auf die Höhe der laufenden Betriebskosten einer Heizungsanlage. Die Pumpen sollten daher nicht überdimensioniert werden. Da moderne Wärmeerzeuger die Heizleistung an den jeweils augenblicklichen Wärmebedarf anpassen, werden heute überwiegend drehzahlgeregelte Umwälzpumpen eingesetzt.

     
Verbrennungsluftverbund  

Für den Betrieb von raumluftabhängigen Gasfeuerstätten mit Strömungssicherung (Gasgeräte Art B) bestehen Anforderungen an die Größe des Aufstellraums und an die Verbrennungsluftversorgung. Hierzu sind zwei Schutzziele zu erfüllen:

Schutzziel 1: Sicheres Betriebsverhalten im Anfahrzustand
Der Aufstellraum muss groß genug sein, um nach dem Brennerstart oder bei ungünstigen Schornsteinbedingungen austretendes Abgas so zu verdünnen, dass die Abgaskonzentration im Raum unbedenklich bleibt.

Schutzziel 2: Ausreichende Verbrennungsluftversorgung
Der Aufstellraum muss abhängig von der Geräteleistung eine Mindestgröße aufweisen. Ist die erforderliche Raumgröße nicht gegeben, kann die Verbrennungsluftversorgung über Außenfugen im Verbrennungsluftverbund erfolgen. Die dazu erforderlichen Maßnahmen und Berechnungsgrundlagen sind in der DVGW-TRGI festgelegt.

     
Wärmepumpe   Wärmepumpen nutzen Wärmeenergie aus der Umwelt, die im Erdreich, in der Umgebungsluft oder im Grundwasser gespeichert ist. Dabei wird das Temperaturniveau mit Hilfe zusätzlicher mechanischer Antriebsenergie so angehoben, dass es für den Betrieb einer Heizungsanlage nutzbar ist. In der Wärmepumpe zirkuliert ein Arbeitsmittel, dessen Aggregatzustand ständig zwischen gasförmig und flüssig wechselt.

Die Funktionsweise der Wärmepumpe beruht auf einem geschlossenen, thermodynamischen Kreisprozess:
1. Das kalte, flüssige Arbeitsmittel nimmt im Verdampfer Energie aus der Wärmequelle (Luft, Geothermie, Grundwasser) auf verdampft dabei,
2. Unter Einsatz mechanischer Energie (elektrischer Antrieb) wird das dampfförmige Arbeitsmittel im Kompressor zu Heißgas erhitzt,
3. Im Kondensator verflüssigt sich das Heißgas, die dabei frei werdende thermische Energie wird an das Heizsystem abgegeben,
4. Das flüssige Arbeitsmittel wird im Expansionsventil entspannt, wodurch es stark abkühlt und somit wieder Energie aufnehmen kann.
     
Wärmerückgewinnung  

Bei der Wärmerückgewinnung wird die Wärme der Abluft zu Heizzwecken genutzt. Die primärenergetisch sinnvollste Variante der Wärmerückgewinnung ist, im Winter die Wärme der Abluft zur Erwärmung der Zuluft zu nutzen. Diese direkte Nutzung benötigt für den Transport der Luft durch den Wärmeaustauscher nur wenig Primärenergie. Im Vergleich zur benötigten Transportenergie (elektrische Energie für den Betrieb des Abluftventilators) lässt sich mehr als das zehnfache an Heizwärme zurückgewinnen.

Bei indirekter Nutzung der Wärme der Abluft als Wärmequelle für eine Abluft-Wärmepumpe muss für die Nutzung der Abwärme zusätzlich elektrische Energie für die Wärmepumpe aufgewendet werden.

     
Wirkungsgrad  

In der Heizungstechnik ist der Wirkungsgrad ein Maß für das Verhältnis von zugeführter Energie zu tatsächlich nutzbarer Energie. Es werden mehrere Wirkungsgrade unterschieden:

 
  • Der feuerungstechnische Wirkungsgrad bezeichnet die nach Abzug der Abgasverluste noch als Heizwärme nutzbare Energie. Die Strahlungs- und Betriebsbereitschaftsverluste sind beim feuerungstechnischen Wirkungsgrad nicht berücksichtigt.
 
  • Der Kesselwirkungsgrad gibt an, welcher Anteil der im Brennstoff enthaltenen Energie im Heizkessel unter Berücksichtigung der Strahlungsverluste nach der Verbrennung als nutzbare Wärmeenergie verbleibt.
 
  • Der Nutzungsgrad ist eine Kenngröße zur Beurteilung der Energieeffizienz eines Wärmeerzeugers. Mit dem Nutzungsgrad wird angegeben, wie hoch der als nutzbare Wärme verbleibende Anteil der eingesetzten Energie nach Abzug der Abgas-, Strahlungs- und Betriebsbereitschaftsverluste ist.
 
  • Der Anlagenwirkungsgrad drückt aus, welcher Anteil der erzeugten Wärmeenergie in den zu beheizenden Räumen genutzt wird.
 
  • Für die Ermittlung des Jahresnutzungsgrades wird betrachtet, wieviel Prozent der pro Jahr eingesetzten Energie als nutzbare Wärme verbleiben, hierbei werden sämtliche Wärmeverluste berücksichtigt. Der Jahresnutzungsgrad ist damit ein Maßstab, um die Wirtschaftlichkeit der gesamten Heizungsanlage beurteilen zu können.
 
  • Der Norm-Nutzungsgrad wird unter Normbedingungen mit standardisierten Mess- und Auswertungsverfahren ermittelt und dient zum energetischen Vergleich von Wärmeerzeugern.
     
Zweirohrsystem  

Bei einem Zweirohrsystem werden die Heizkörper parallel zum Wärmeerzeuger angeschlossen. Die Vorlauf-Verteilungsleitungen verlaufen im Kellergeschoss (untere Verteilung) oder Dachgeschoss (obere Verteilung). Über Steigleitungen und Stockwerksleitungen oder -verteiler gelangt das Heizungswasser zu den jeweiligen Heizkörpern. Über Rücklauf-Sammelleitungen oder -Fallleitungen fließt es zum Wärmeerzeuger zurück.
Bei unterer Verteilung werden Fall- und Steigleitungen parallel verlegt, wobei für die einzelnen Stränge Entlüftungsvorrichtungen vorgesehen werden müssen.

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H. JUNGHANS

 

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