Stillstandsverluste in Heizungsgroßanlagen

Stillstandsverluste sind die größten Energieverluste in Zentralheizungen.

In vielen Fällen größer als die Wärmeabgänge über die Raumheizung.

Stillstandsverluste sind die größten Energieverluste die z.B. durch den Schornstein abgehen oder die Jahresarbeitszahlen von Wärmepumpen verschlechtern.

Was sind Stillstandsverluste?

Stillstandsverluste sind Verluste im Wärmeerzeuger. wenn der Brenner nicht brennt, die Wärme sich im Heizkessel befindet und die vorhandene Temperatur nicht gebraucht wird.

Diese Temperaturen bleiben nicht im Heizkessel, bis sie gebraucht werden. Sie gehen über den Kamin, über die Oberflächen des Heizkessels, Pufferspeicher oder der Rohrsysteme verloren.

Die Hauptgründe für hohe Stillstandsverluste sind

1. Zu hoch eingestellte oder außer Betrieb genommene Heizungsregelungen für die Gebäudewärmeversorgung.

Häufige Ursache, Beispiel: Frau Müller verlangt nervig nach hohen Heizkörpertemperaturen, weil sie meint, sie bekommt ihre Wohnung nicht warm, wenn die Heizkörper nicht über 60°C warm sind. Die Folge, die Verwaltung beauftragt den Installateur oder Hausmeister etwas zu machen. Folge, die Heizungsregelung wird hoch eingestellt oder ganz außer Betrieb genommen. Folge, Frau Müller nervt nicht mehr, die Wohngemeinschaft hat eine Verdoppelung der Heizkosten.

Dieses Beispiel ist keine Ausnahme, sondern findet sich in fast allen Mehrfamilienhäusern.

2. Eine weitere Ursache, die unterschiedlichen Bedienungen, Regelungseinstellung von Kesselherstellern.

Kundendienstmonteure haben nicht die Zeit, in jeder Anlage die Bedienungsanleitung durchzulesen. Folge, die Regelung wird hochgestellt damit keine Reklamationen folgen.

3. Zentrale Warmwasseranlagen.

In Mehrfamilienhäusern sind die zentralen Warmwasseranlagen als Großanlagen zu betrachten. Warmwassergroßanlagen müssen nach der Vorgabe DVGW Arbeitsblatt 551 zu betrieben werden. Das bedeutet, am Warmwasserausgang des Warmwasserspeichers müssen 60°C gegeben sein, am Zirkulationseingang müssen es mindestens 55°C sein. Ideal wären 59°C, jahresdurchgängig.

Bei schlecht gedämmten Zirkulationssystemen geht viel Wärme verloren, gemessene Verluste, die höher sind als Wärmeabgänge über die Gebäudehülle. Diese Zirkulationssysteme erzeugen einen hohen Temperaturanspruch an den Heizkessel mit wenig Heizlastanspruch (Heizlastanspruch: Beispiel, ein Heizkessel mit einer maximalen Heizleistung von 150 kW muss, um Warmwasser nachzuheizen nur 15kW leisten. Der Kessel braucht für das Nachheizen ca. 15 kW, Das erzeugt kurze Brennerlaufzeiten und lange Zeit ohne Brennerlauf). Also hohe Stillstandsverluste.

4. Heizkessel die mehrere Unterstationen mit zentralen Warmwassergroßanlagen bedienen müssen. Diese Kessel müssen jahresdurchgängig mindestens 70°C Heizungswassertemperatur vorhalten. Häufig laufen mehrere Heizkessel mit Temperaturen bis 100°C.

In solchen Fällen schalte ich meist einen Kessel aus und stelle die Vorhaltetemperatur auf 70°C herunter. Damit habe ich den Verbrauch deutlich, in einigen Fällen bis über 35% gesenkt. Es hat bisher noch keine Probleme mit mangelnder Heizleistung gegeben.

Es muss beachtet werden, dass in Heizungssystemen alle Faktoren zusammenhängen. Wird an einer Stelle ein Problem ohne Betrachtung der Folgen auf das Gesamtsystem „behoben“, hat das in der Regel negative Folgen auf das Gesamtsystem.

Einige Beispiele von vielen:

1. Frau Müller! die wegen Frau Müller hochgestellte Regelung bewirkt auch hohe Temperaturanforderungen an den Heizkessel bei geringem Wasserumlauf und geringer Heizlast, häufig sind bei den hohen Temperaturen alle Heizkörper geschlossen, somit ist die Anlage ohne Wasserumlauf, und die erzeugte Wärme verschwindet über den Schornstein. Häufig wird in den Sommermonaten, in denen keine Wärme in den Wohnungen gebraucht wird, die Heizung im Keller nicht abgestellt. Sämtliche in der Zeit erzeugte Wärme heizt die Umwelt.
2. Die von pfiffigen Installateuren zerstörte Heizungsregelung bewirkt, dass unnütz Wärme in den Heizkesseln erzeugt wird. 80 – 95°C sind keine Ausnahme. Diese Wärme geht in den meisten Fällen komplett an die Umwelt.
3. Zentrale Warmwasseranlagen. Es gibt unterschiedliche, zentrale Warmwassergroßanlagen, die aber nicht alle zu allen Heizkesseln passen.
   1. Dazu gehört hauptsächlich das Speicherladesystem, dieses System verlangt durchgängig hohe Vorlauftemperaturen. Temperaturen die über 70 °C betragen müssen, aber wenig Heizleistung verlangen. Das bedeutet, der Kessel heizt bis 70 – 80°C auf und 80% der Wärme geht an die Umwelt verloren. Speicherladesystem, Ein System gut geeignet für Fernwärme oder Nahwärmeunterstationen. Vorteil, die Warmwasserspeichergröße kann kleiner ausfallen.
   2. Weiterhin das Frischwassersystem. Anmerkung, auch Frischwassersysteme fallen unter DVGW 551, 60°C Warmwasser. Frischwassersysteme sind nur mit guter Anpassung an die Heizkesselelektronik sinnvoll. Ein aufwendiges und teures System.
   3. Die Standardwarmwasserbereitung in Großanlagen sind Warmwasserspeicher ab 400l bis über 1000l Trinkwasserinhalt. Bei diesen Systemen besteht in den meisten Fällen ein Regelungsproblem. Grund, Anbringort des Temperaturfühlers im unteren Bereich des Warmwasserspeichers. Das hat zur Folge, dass in dem Speicher erhebliche Temperaturschwankungen entstehen. Das ist so gewollt, um die Stillstandsverluste des Heizkessels zu verringern, durch das System werden hohe Warmwassertemperaturschwankungen erzeugt. In dem Jahr 2011 wurde die DVGW-Vorschrift eingeführt, um die Legionellengefahr, die vorher bis 4000 Tote im Jahr meist unerkannt gefordert hat, zu vermeiden. Leider haben die Speicherhersteller diese Vorschrift (60°C am Warmwasserausgang) nicht in die Speicherkonstruktion umgesetzt. Das führt zu Temperaturschwankungen im Warmwasserspeicher und in vielen Fällen zu einem Legionellenbefall an den Endpunkten des Warmwassersystems.
   4. Was macht der Installateur bei Bekanntwerden eines Legionellenbefalls? Er stellt die Warmwassertemperatur hoch. Erlebte Warmwassertemperaturen weit über 75°C. Das hat erhebliche Nachteile, dadurch werden die Zirkulationsverluste und auch die Stillstandsverluste erhöht. Schlimmer ist in dem Fall die Verbrühungsgefahr, die ab 60°C steil ansteigt und laut DIN EN 1717 verboten ist.

Welche Heizkesselbauformen haben die höchsten Stillstandsverluste?

1. Den mit Abstand höchsten Stillstandsverlust haben Atmosphärische Gasniedertemperaturheizkessel. Eine Kesselbauart, die seit 2016 nicht mehr eingebaut werden darf, aber noch millionenfach in deutschen Heizkellern und insbesondere in Großanlagen stehen. Diese Kesselbauart war 40 Jahre die Gaskesselbauart die als Standard in jeder Leistungsgröße eingebaut wurde. Einfamilienhaus bis zu großen Mehrfamilienhausblöcken oder Bürogebäuden.

Der Grund, warum diese Kesselbauart extrem hohe Stillstandsverluste hat, diese Bauart zieht ihre Verbrennungsluft von unten über die offene Kesselunterseite an. Das bedeutet, wenn die Brennerflamme aus ist. wird Luft durch die offene Unterseite, durch den thermischen Auftrieb, der durch den warmen Kessel entsteht, angesaugt im Kesselblock aufgeheizt und durch den Schornstein abgegeben. Also, das Problem ist die offene Zuluft zum warmen Kesselblock. Erlebte Verluste über 60%.

2. An zweiter Stelle der Heizkessel mit Gebläsebrenner, Gas oder Öl. Diese Kessel sind in der Regel keine Niedertemperaturheizkessel, sondern Standardkessel. Diese Bauart ist nicht so anfällig für Stillstandsverluste. Leider wird bei dieser Kesselbauart häufig die Brennerzuluftklappe (Brennerzuluftklappe: öffnet sich, wenn die Brennerflamme angeht und muss schließen, wenn die Flamme ausgeht)  bei der Brennerwartung nicht darauf geachtet, dass die Klappe bis zum Anschlag schließt. In dem Fall kommt es zu einem Wärmeverlust aus dem Kessel durch thermischen Auftrieb. Erlebte Verluste bis 35%.
3. Ölbrennwertgeräte haben unterschiedliche Techniken. Die gleiche Technik wie Standardheizkessel mit Gebläsebrennern. Auch hier muss auf die geschlossene Zuluftklappe geachtet werden, wenn der Brenner außer Betrieb ist. Andere Geräte haben die Technik wie Gasbrennwertgeräte und sind somit die bessere Lösung.
4. Gasbrennwertgeräte haben geringe Stillstandsverluste. Grund, die Brennerzuluft wird über den Kamin eingeholt. Es entsteht dadurch kein thermischer Auftrieb. Bei dem Brennbetrieb läuft ein Ventilator, um für Verbrennungszuluft zu sorgen. Erlebte Verluste bis 3-15%. Ein weiterer Vorteil bei Gasbrennwertgeräten, diese Geräte modullieren. Das bedeutet, sie passen die Brennerleistung an den momentanen Wärmebedarf an. (Modulieren kennt man, man stellt auch den Herd herunter, damit das Kartoffelwasser nicht dauernd überspritzt)
5. Wärmepumpen haben keine oder nur geringe Stillstandsverluste. Verluste entstehen bei Nutzung eines großen Pufferspeichers. Geschätzte Verluste ohne Puffer unter 3%, mit Puffer bis 15%. Bei Wärmepumpen wird die Arbeitszahl durch Gerätetakten verschlechtert.

Zusammengefasst,

Stillstandsverluste erhöhen sich deutlich mit falsch eingestellten oder zerstörten Heizungsregelungen, Frau Müller lässt grüßen.

Ebenso große Problematik sind zentrale Warmwasseranlagen, bei denen die Zirkulationsverluste erheblich sind auf Grund schlechter Rohrdämmung und zu hohen, deutlich über 60°C warmen Warmwasser.

In Großanlagen mit mehreren Heizkesseln muss geprüft werden, ob Kessel ausgeschaltet und aus dem Kreislauf genommen werden können. Die Kesselfolgeschaltungen in den Großanlagen funktionieren zu 100% nicht oder nicht korrekt. Nicht gebrauchte Kessel müssen kalt werden.

Aus meiner Erfahrung ist das Gasbrennwertgerät die beste Lösung, mit den längsten Brennerlaufzeiten durch Modulation und dadurch geringere Stillstandszeiten. Auch bei vorhandener Wärme in dem Brennwertgerät geht diese nicht, wie bei anderen Geräten, über den Kamin verloren.

Kommen mehrere dieser Probleme zusammen so passiert es, wie in der von mir gecheckten Eigentumswohnanlage mit nachgedämmten Vollwärmeschutz. Der Verbrauch in der Anlage Soll 70 – 85 kWh pro m² und Jahr, bei der Prüfung gemessen ist 205 kWh pro m² und Jahr. Das ist keine Ausnahme, sondern die reale Welt.

Gebäudewärmedämmung ist sehr teuer, häufig kann der gleiche Einspareffekt durch Wissen und wenig Aufwand erzeugt werden.

b.wulfestieg

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