Bestehende Heizung wirtschaftlich sinnvoll & nachhaltig modernisieren, für eine effizientere Heizungsanlage nach aktuellen Standards.
Wodurch ein umweltfreundlicher Weiterbetrieb der Heizungsanlage möglich ist, welcher die Gefahr der Legionellenbildung reduzieren soll.
Das Brauchwasser wird im 300l Standspeicher durch den Heizwasser-Wärmetauscher erhitzt.
Die Umschaltung Heizung/Warmwasser erfolgt durch entsprechende Ansteuerung der Pumpen Pu1, Pu2.
Der Heizkreis-Wasserfluß der Wohnungen mit 14 Heizkörpern muß immer komplett durch den Kessel mit 30l Inhalt.
Dadurch kühlt der Kessel schnell ab und der Brenner taktet sehr häufig.
Im Winter alle 3 Minuten.
Das Öllager mit 3 x x1000 l Tanks mit doppeltem Auslaufschutz wurde vor 5 Jahren erneuert und soll weiter genutzt werden.
Überlegungen
Weiterverwenden oder neu?
Wenn neu, welche Art des Wärmeerzeugers?
Pellets gelten als regenerativ – CO2 neutral sind sie aber erst nach 90 Jahren, wenn die verbrannten Bäume nachgewachsen sind und freigesetztes CO2 wieder gebunden haben. Kurzfristig reduzieren Holzheizungen keinesfalls die CO2 Bilanz.
Die Kausalität umzudrehen ist auch nicht Sinnvoll:
Ausgewachsene Bäume jetzt zu verbrennen ist genauso klimaneutral wie mit vor 300Mio Jahren gewachsener Flora & Fauna als Öl und Gas zu heizen. Die CO2 Bindung fand dann eben in der näheren oder fernen Vergangenheit statt.
Freisetzung und Bindung müssen innerhalb eines Jahres zeitlich nahe beisammen liegen, wenn der Einfluß aufs Klima gering sein soll.
Beim Transport sollten nicht nur die Pellets, sondern auch der Weg des Holzes berücksichtigt werden. Pellets kommen nicht nur vom nächstgelegenen Sägewerk, sondern aus ganz Deutschland. Das Holz hat oft auch eine undurchschaubare Reise um die Welt hinter sich.
Schweröl- und dieselgetrieben ist der Transport natürlich nie klimaneutral. Wird oft bei der Betrachtung vernachlässigt.
Wärmepumpen sollen die umweltfreundliche Lösung des Wärmeengergieproblems sein, weil sie das 3 bis 6-Fache der elektrischen Antriebsleistung aus dem Wärmeträger (Luft, Grundwasser…) ins Heizungswasser transportieren können.
CO2 neutral sind die überwiegend installierten Luftwärmepumpen nur, wenn sie mit Strom aus regenerativen Energien angetrieben werden und dann auch nur über 0°C. Darunter vereist der Verdampfer und muß regelmäßig elektrisch abgetaut werden. Im Freien liegende Kondenswasserableitungen brauchen eine Begleitheizung, um nicht zuzufrieren.
Wärmepumpensysteme besitzen einen leistungsfähigen Drehstromheizstab, welcher bei tiefen Temperaturen die Wärmepumpe ersetzt – dann wird aber nur noch 1:1 elektrisch geheizt.
Wenn der Leistungsfaktor (COP = Coefficient Of Performance) über 3 liegt – bei Temperaturen über 5°C – heizen Wärmepumpen preiswerter als Öl: z.B.: kWh Öl (10kWh/l) mit 1€/l = 0,1€/kWh. kWh Strom 0,33€ / COP = €/kWh bei COP=3 wie das Öl 0,1€/kWh, bei COP=6 die Hälfte.
Für die Umwelt ist ein Jahresleistungsfaktor (SCOP) 3 ein Nullsummenspiel:
Der Heizenergiebedarf (430TWh) der Haushalte ist 2020 in Deutschland fast so hoch wie der Stromverbrauch (490TWh).
Faktor 3 gleicht erst die Verluste der thermischen Stromerzeugung aus und der Primärenergieeinsatz wäre derselbe.
(Die regenerativen 8% des Primärenergiebedarfs sind hier vernachlässigt).
Wenn fast doppelt so viel Strom verbraucht wird, sinkt der regenerative Endenergieanteil von (2021) 40% auf 20% – d.h. die Wärmepumpen werden zu fast 80% fossil angetrieben – auch kein Gewinn.
Kurze Zusammenfassung
Die 2020 staatlich geförderten Lösungen überzeugen noch nicht wirklich. Das Heizöllager wäre dann Sondermüll.
Also mal überlegen welche Potentiale schon im Keller stehen:
Energien zur Herstellung (graue Energie) und Entsorgung:
Kessel und Speicher wiegen zusammen 400kg. Stahl welcher erzeugt und gegossen bzw. gewalzt und geschweißt werden mußte.
Stahl benötigt 8kWh/kg Energie zur Herstellung also 3200kWh.
Liefer – und Entsorgungswege werden mit je 500km mit 15l/100km (Kleinlaster) veranschlagt.
Nochmal 1500kWh.
Für eine evtl. neubeschaffte Anlage ist nochmal diese Energie nötig – in Summe 9400kWh – der zwei Jahresbedarf an Strom oder 940l Öl – 1/3 der Jahreswärmeenergie.
Zum Transport der Teile vom Keller zum Lastwagen und umgekehrt wären wegen des Gewichts 3 – 4 Personen nötig.
Also doch versuchen, die meisten Teile weiter zu verwenden?
Die Lösung
Kessel und Speicher bleiben stehen nach Reinigung und Dichtheitsprüfung fast wieder am selben Ort und wurden funktional anders verrohrt.
Der Speicher ermöglicht die Entkopplung der Volumenströme von Heizkreis, Kessel und Warmwassererzeugung.
Die federbelasteten Rückschlagventile (Schwerkraftbremsen) verhindern unerwünschte Durchströmung des Kessels und der Frischwasserstation in Betriebspausen.
Der Speicher wird in Temperaturschichtung (Schichtenspeicher) betrieben und hat oben und unten Temperatursensoren.
Eine neue, universelle Heizungsregelung CETA106 aktiviert den Brenner, wenn die Temperatur oben im Puffer 58°C unterschreitet, sie schaltet ihn ab, wenn die Temperatur unten im Puffer 60°C überschreitet.
Läuft der Brenner, wird mittel Relais der untere Fühler, sonst der obere Fühler an die Konstanttemperaturregelung gelegt.
Weil die 300l immer vollständig erhitzt und abgekühlt werden steigt die Brennerlaufzeit von 3 auf 40 Minuten.
Die Schichtung ergibt sich durch kontrollierte Volumenströme:
1. Im Brennerbetrieb hält ein Solarpumpenregler ESR21 durch Drehzahlvariation die Temperatur am Kesselausgang unabhängig von der Rücklauftemperatur auf 65°C.
Eine Mindestdrehzahl verhindert nach dem Brennerstart das Überhitzen des Abgaswärmetauschers und schiebt nach Brennerstopp Minuten lang im Pumpennachlauf die Restwärme aus dem Kessel.
2. hohe Spreizung:
2.1. Die Heizungsregelung stellt den Mischer so ein, daß die Vorlauftemperatur zur Außentemperatur paßt. Aus dem Puffer wird nur so wenig als nötig an Heißwasser entnommen.
2.2. Damit im Heizkreis eine große Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf (Spreizung) auftritt, der Rücklauf so kühl (Abgaswärmetauscher) und die Pumpleistung so gering als möglich werden, müssen die unterschiedlich großen Heizkörper jeweils die dem Wärmebedarf entsprechende Wassermenge erhalten.
Auch müssen die Strömungswiderstände der Rohrleitungen ausgeglichen werden.
Dazu sind Drosselventile nötig – entweder sind diese im Thermostatventil oder als Stellschraube am Heizkörperanschluß vorhanden. Ansonsten ist in die Leitung ein Ventil einzubauen.
Die Solldurchflüsse der Heizkörper ergeben sich aus der Wärmebedarfsberechnung, wenigstens sollten sie der Heizleistung der jeweiligen Heizkörper proportional sein.
Zur Messung der Durchflüsse eignet sich hervorragend ein gebrauchter Wärmemengenzähler, welcher neben vielen anderen Meß-& Rechenwerten auch m³/h oder l/min anzeigen kann.
Bei der Pumpenauswahl wurde darauf geachtet, daß diese neben rückläufiger Kennlinie auch eine Betriebsart für konstanten Druck besitzt.
Gibt es mittlerweile bei den meisten Hocheffizienzpumpen.
Der Abgleich wurde mit zwei Personen (Ableser und Einsteller) in der Pumpenbetriebsart konstanter Druck durchgeführt.
Praktischer Weise sind die Drosseln bei Steigleitungen zu einzelnen Heizkörpern im Keller (auf Kesselebene) eingebaut.
2.3. Eine gebrauchte Frischwasserstation verhindert sicher Legionellen und kühlt das Heizungswasser durch geregelten Durchfluß im großen Wärmetauscher auf 15°C ab.
Sie besteht aus Wärmetauscher, Brauchwasserflußmesser, Heizwasserpumpe, Schwerkraftbremse und Pumpenregler.
Der Regler stellt die Pumpe nach dem Wasserfluß so ein, daß immer die gewünschte Wassertemperatur (52°C) erzeugt wird.
Zur Sicherheit und, weil bei kleinen Flüssen die Pumpendrehzahl nicht unter 15% reduziert werden kann und das Wasser zu heiß wird, ist am Brauchwasserausgang ein Temperaturbegrenzer verbaut.
Da die Teile passender Weise am Puffer angebaut wurden, ist das originale Blechgehäuse und die interne Verrohrung der Station nicht weiterverwendet worden.
Der Kessel war auch nach 35 Jahren noch in Ordnung. Nach Reinigung und Nachstellen der Spannstreben verlief ein Drucktest mit 4bar erfolgreich. Korrosion war nirgends erkennbar.
Damit ein Abgaswärmetauscher betrieben werden kann, muß die Verbrennung rußfrei erfolgen.
Der originale Gelbbrenner wurde durch einen gebrauchten Blaubrenner Wolf 01C. 2-MH ersetzt.
Mit einer 0,45gph 60° S Düse bei 13bar beträgt seine Leistung ca. 18kW. Der Sauerstoff im Abgas wurde auf 4% eingestellt.
Ein Abgaswärmetauscher bringt 7-10% Energieeinsparung durch Nutzung der hohen Abgastemperatur und Kondensation.
Verwendet wurde der Wärmetauscher ECODENS4 von Intercal. Die sog.gen. Nachschaltheizfläche wurde vom TÜV Süd nach den Normen DIN EN 303-1, DIN4761-2, DIN4755-1, DIN4756 geprüft.
Vom Deutschen Institut für Bautechnik DIBt wurde die allgemeine bauaufsichtliche Zulassung Z-43.31-145 erteilt.
Diese Zulassung war für den lokalen Kaminfeger sehr wichtig.
Der Aschekasten mit 110mm Rohrstutzen wurde zum Adapter für den Wärmetauscher umgearbeitet.
Die Kondensatmenge ist ca. 0,5l Wasser / l Öl oder ca. 50ml / kWh. Bis 25kW darf das Kondensat ohne besondere Neutralisierung ins Abwasser geleitet werden.
Das 11m lange d80mm PP (Polypropylen) Abgassystem wurde von oben in den Kamin gestellt. Es wurden 5 2m Stücke zusammenfügt und seilgesichert abgelassen. Die Lippendichtringe erbrachten aber die nötige Reibung, um das Rohrgewicht zu tragen.
Das System hat eine Konformitätserklärung nach EN14471.
Ganz wichtig für den Kaminfeger war auch dieser Meßanschluß (Bild).
Wenn nicht gemessen wird steckt da ein Abgasthermometer drin.
Die Überprüfung von Schornstein, der Abgaswege und die Messung des Kessels wurden auf Antrag beim Kaminfeger zusammengelegt und erfolgen, weil es jetzt ein Brennwertsystem ist, alle 2 Jahre.
Die Meßwerte 2019 und 2021:
Abgastemperatur 35°C bei 50°C Wasser, Abgasverlust 1%, Sauerstoff 4,3%
Abgastemperatur 50°C bei 65°C Wasser, Abgasverlust 2%, Sauerstoff 4,5%
Was hat es gebracht?
8 Zimmer und 2 Bäder behaglich warm.
Trockene Kellerräume und eine auch im Winter benutzbare Waschküche.
Sicheres Warmwasser, garantiert ohne Legionellen.
Heizung und Warmwasserbereitung können gleichzeitig arbeiten – bisher wurde Umgeschaltet.
Stromverbrauch auf 1/4 gesenkt. Die neue Heizkreispumpe braucht 8 statt 55Watt.
Kauf, Transport und Installation einer neuen Heizung gespart.
9400kWh Energie zur Herstellung und Entsorgung der Alten und einer neuen Anlage durch Weiterverwendung der schwersten Komponenten Speicher und Kessel eingespart.
Der Brenner läuft im Jahr (Mai 20…Mai 21) 1538h und schaltet 2027-mal ein. Die 300l des Speichers führen zur erstaunlich langen Brennerlaufzeit 45 Minuten. Im Jahresmittel dauern die Brennerpausen 3h:34min, alle 4h:23min erfolgt ein Start.
Die 3 Nachstartminuten mit schlechteren Verbrennungswerten fallen kaum mehr ins Gewicht.
Durch den Abgaswärmetauscher ist ein relativ modernes Brennwertsystem entstanden wodurch
– 10% Heizöl oder 280l oder 817kg CO2 (2,92kg/l) jährlich gespart werden und
– der Kaminfeger nur noch alle 2 Jahre kommt.
Bei Fragen oder wenn Sie Hilfe bei der Auswahl, der Beschaffung oder dem Aubau und Anschluss benötigen, einfach über das Kontaktformular melden.
Interessanter und inspirierender Artikel.
Vielen Dank