Systemtechnik geht immer noch ein bisschen feiner!

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1 FA C H B E I T R A G 1 2 Karl-Heinz Knoll, Dipl.-Ing. Rolf Egger Systemtechnik geht immer noch ein bisschen feiner! Öl-Brennwertkessel Wolf- TOB überzeugt in Technik, Handhabung, Steuerung und Design Während Autos immer sparsamer und emissionsärmer werden, verfeuern die Deutschen in alten Heizanla- oft nur im Schadensfall ausgetauscht. Inwieweit sich die Anschaffung einer neuen Heizung oder eines Wolf eine lange und umfangreiche Erfahrung in der Heizungs- und Lüftungstechnik sowohl mit konventionellen Karl-Heinz Knoll Bereichsleiter Marketing Wolf GmbH D Mainburg Fax ( ) info@wolf-heiztechnik.de Dipl.-Ing. Rolf Egger Beratender Ingenieur D Burscheid Fax ( ) regger@t-online.de Die Öl-Brennwerttechnik von Wolf stellt zum Beispiel ein ausbaufähiges System mit Zukunft dar, das die Entwicklungsingenieure ständig weiterentwickeln. Das Unternehmen aus Mainburg, welches 2013 sein 50-jähriges Bestehen feierte, hat jetzt die neue Gerätebaureihe TOB vorgestellt, deren Grundkonzept auf dem von der Stiftung Warentest als Testsieger (Ausgabe 5/2008) ausgezeichneten Öl-Brennwertkessel COB-20 basiert (Abb. 1). Die wichtigsten Neuerungen sind ein modulierender Ölbrenner und ein äußerst geringer elektrischer Energiebedarf. In Summe ermöglichen diese Verbesserungen eine ideale Energieausnutzung mit einem hohen Normnutzungsgrad von bis zu 105 Prozent (Hi) / 99 Prozent (Hs). Die moderne IT-Netzwerktechnik ermöglicht außerdem ein intelligentes Gebäudemanagement. Der neue Kessel ist in zwei Ausführungen lieferbar: als TOB ohne Warmwasserspeicher und in der Kombination TOB-TS mit 160-Liter-Schichtenladespeicher. Die wesentliche Neuheit beider Ausführungen ist der modulierende Öl- Luftverbund, mit dem sich die Heizleistung von 6,6 bis 18,6 kw kontinuierlich dem aktuellen Wärmebedarf anpassen lässt. Besonders bei Brennwertkesseln wirken sich modulierende Brenner positiv auf die Energieausnutzung und damit auf den Nutzungsgrad aus. Der Leistungsbereich zwischen der oberen und unteren Grenze, mit dem der 28 JOURNAL

2 1 Die neuen Wolf-Öl-Brennwertkessel TOB und TOB-TS. 2 Heizlast und Abgas- modulierender Brennwert - kessel in Abhängigkeit von der Außentemperatur. Brenner seine Feuerungsleistung dem aktuellen Wärmebedarf anpasst, wird als Modulationsbereich bezeichnet, der möglichst groß sein sollte. Steigt die Außentemperatur, so sinkt der Wärmebedarf nahezu proportional dazu ab. Für die geringere Feuerungsleistung steht dann die Verfügung. Nach den Gesetzmäßigkeiten der Wärmeübertragung verringern sich mit abnehmendem Wärmebedarf und damit abnehmender Feuerungsleistung die Temperaturdifferenzen zwischen Abgasund Rücklauftemperatur (Abb. 2). Niedrige Abgastemperaturen sorgen für einen stärkeren Brennwerteffekt und gleichzeitig für einen geringeren Abgasverlust. Bei- nutzung des Energieträgers und damit höhere Nutzungsgrade. So vermeidet das Gerät das Takten, also ständiges Einund Ausschalten, Auskühlphasen entfallen und verschleißende Starts werden verringert. Modulierende Brenner sollten über den gesamten Modulationsbereich mit geringem Verbrennungsluft-Überschuss stabil (rußfrei) arbeiten, um den Abgasverlust zu minimieren. Bei Brennwertnutzung kommt noch ein weiterer Effekt hinzu, denn der Verbrennungsluft- Überschuss bestimmt den Wasserdampftaupunkt in den Heizgasen. Je geringer der Luftüberschuss, umso höher liegt dieser. Ein hoher Taupunkt sorgt für eine frühere und intensivere Kondensation des Wasserdampfes, was den Brennwerteffekt erhöht. Wie arbeitet der modulierende Ölbrenner im TOB? Die Wolf-Entwickler haben den Öl-Luftverbund des Öl-Brennwertkessels nochmals verbessert und modulierend ausgeführt. Das Verbrennungsprinzip beruht auf der bewährten Druckzerstäubung mit neuer patentierter Mischdralldüse. Dabei wird auf die stromfressende Öl-Vorwärmung beziehungsweise Öl-Verdampfung verzichtet. Die Ölpumpe ist mit einem Pumpenmotor ausgerüstet. Um die Grenzen des Modulationsbereichs optimal zu nutzen, ist auch das Vormischgebläse auf die minimale und maximale Leistung abgestimmt. Dazu muss das System aus den drei Komponenten Gebläse, Ölpumpe und Feuerungsautomat in der Lage sein, stets das optimale Mischungsverhältnis zur jeweiligen Leistung einzustellen. Dafür sorgt das aufeinander abgestimmte System aus Gebläse für die Verbrennungsluft und Ölpumpe für die Brennstoffzufuhr. Die Öldrucküberwachung der Düse wird über einen Feuerungsautomaten geregelt, der stets das ideale Mischungsverhältnis zur jeweiligen Leistung einstellt. Die Heizungsregelung bestimmt in Abhängigkeit von der jeweiligen Außentemperatur die erforderliche Vorlauftemperatur und die Heizleistung. Letztere hängt sowohl von der Verbrennungsluftmenge als auch vom Öldurchsatz ab. Die Größen Luft- und Öldurchsatz werden über die jeweiligen Antriebsmotoren ge- bürstenloser Gleichstrommotor) ausgeführt sind. Weicht die Gebläsedrehzahl vom aktuellen Sollwert ab, erkennt der Drehzahlregler die Abweichung und regelt die Drehzahl auf den Sollwert. Die Heizlast und damit die Feuerungsleistung sind eine Funktion des Öldurchsatzes und damit der Ölpumpendrehzahl. Ein Drucksensor erfasst kontinuierlich den Öldruck und gleicht diesen mit der Kenn- 3 3 Funktionsschema: Heizungsregelung und Feuerungsautomat des modulierenden Ölbrenners im TOB. 4 Oben: Das Verbrennungsprinzip des TOB basiert auf der Druckzerstäubung mit einer neuen Mischdralldüse. Unten: Zündelektrodenblock mit gleichzeitiger Ionisations- Flammüberwachung. 4 HEIZUNGSJOURNAL

3 FACHBEITRAG 5 Öl-Brennwertkessel 5 Aufbau der Öl-Brennwertkessel TOB und TOB-TS mit Schichtenladespeicher. Schichtenspeicher Zirkulation Kaltwasser Warmwasser linie, die im Feuerungsautomaten hinterlegt ist, ab. Über den Pumpenmotorregler wird die Drehzahl des Ölpumpenmotors so geregelt, bis der gemessene Ist-Druck gleich dem Soll-Druck ist. Auf diese Weise wird die modulierende Feuerungsleistung nach der aktuellen Heizlast eingestellt (Abb. 3). Die neuentwickelte und zum Patent angemeldete Luftdüse sorgt dabei immer für eine optimale Luftverwirbelung und damit für eine homogene Gemischaufbereitung, auch ohne Ölvorwärmung und Ölverdampfung. Um die Anfahremission zu minimieren, wird der Brenner mit einem mehr oder weniger fetten Gemisch gestartet. Bei einer Standzeit > 10 min. wird mit mehr Anfettung gestartet, bei einer Standzeit < 10 min. ist das Startgemisch weniger fett (Verbrennungsluft- Überschuss). Die Schalthysterese des Brenners wird nach der Brennerlaufzeit dynamisch geregelt. Ebenso ist die Nachspülzeit von der vorangegangenen Brennerlaufzeit abhängig. Der Brenner arbeitet mit einer blauen Flamme äußerst schadstoffarm. Der speziell gestaltete Zündelektrodenblock überwacht gleichzeitig die Flamme über Ionisation, wie dies auch bei Gasbrennern üblich ist (Abb. 4). Kesselaufbau und Konstruktionsmerkmale Der neue Wolf- TOB basiert auf dem Öl-Brennwertkessel COB-20. Beide kessel mit oben angeordneten Sturzbrennern konzipiert. Während der Vor- Öl-Luftverbund ausgerüstet wurde, wird beim TOB die Feuerungsleistung von 6,6 bis 18,6 kw modulierend geregelt (Abb. 5, linke Hälfte). Im oberen Drittel des Feuerraums überträgt die blau brennende Flamme zuerst die Strahlungswärme an die sie umgebende Brennkammer. Unterhalb der Flamme lenkt eine Prallplatte die Heizgase um 180 um, wodurch sie zurück zur Brennerplatte strömen. Dort werden die Heizgase erneut umgelenkt und strömen zwischen den und dem Brennraum-Verdränger nach chen sind aus einer korrosionsbeständigen und gut leitenden Aluminium-Silizium-Legierung gefertigt. Sie übertragen die sensible Wärme der Heizgase an das Kesselwasser auf der anderen Seite der ausgekühlt sind, dass der Taupunkt unterschritten wird, kondensiert der Wasserdampf aus den Heizgasen und die latente Brennwertwärme wird genutzt. In der darunter angeordneten Bodenwanne sammeln sich die Abgase und das Kondensat. Über die senkrechte Abgasleitung werden die Abgase ins Freie entsorgt. Das speziell gestaltete Abgasrohr sorgt für eine extrem geringe Schallemission. Wird der Kessel raumluftunabhängig mit einem koaxialen Luft-Abgas-System (LAS) betrieben, wärmen die im Kernrohr strömenden Abgase die im Ringspalt von außen herangeführte kalte Verbrennungsluft im Gegenstrom vor. Das Kondensat sammelt sich an der tiefsten Stelle der Bodenwanne und gelangt über einen Siphon in die Neutralisationsbox. Bei der Verwendung von schwefelfreiem Heizöl EL kann das Kondenswasser direkt ohne Neutralisation über das häusliche Abwassersystem entsorgt werden. Die TOB -Brennwertkessel eignen sich für den Betrieb mit Heizöl EL, Heizöl EL schwefelfrei und Bio-Öl (B10). Öl-Brennwertkessel TOB mit Schichtenladespeicher TS In Kombination mit dem Wolf- TS -Schichtenladespeicher kann der Brennwertkessel wirtschaftlich warmes Brauchwasser bereiten. Neben den energetischen Vorteilen garantiert diese Bauart auch konstant hohe Wassertemperaturen selbst bei größeren Entnahmemengen. 30 HEIZUNGSJOURNAL

4 Postversand E-Paper Informationen Jetzt Abo ist Ihre aktuelle Informationsquelle, denn Erfolg kommt nicht von allein, wenn es um Heizung, Lüftung und Regenerative Energien in der Gebäudetechnik geht. HeizungJournal ist ein Fachtitel von und für Spezialisten und sichern!heizungsjournal Praktiker der gesamten SHK-Branche. HZJ_1113_Junkers.pdf - Oktober 23, 2013 T R E N D S P R O D U K T E S Y S T E M E D E S I G N Heft 11 November 2013 H e i z e n m i t k o n v e n t i o n e l l e n u n d a l t e r n a t i v e n E n e r g i e t r ä g e r n Hybridheizungen von Junkers: Erneuerbare Energien ganz einfach nutzen. immer am Ball! Einsatz umweltschonender Heizsysteme, fortschrittlicher Kessel- und Brennertechnik, moderner Brennwertgeräte und bewährter Wärmeverteilsysteme, Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) bis Brennstoffzelle Die Kombination von Gas-Brennwert und Luft-Wärmepumpen oder Solaranlagen reduziert den Energieverbrauch Ihrer Kunden. Und Sie können die Systeme ganz einfach installieren. Gebäude- und Heizungsmodernisierung Wärme fürs Leben Unser Abo- Angebot für Sie: als Print als E-Paper HZJ_Titel_11_13.indd :29 als Print und E-Paper Weitere Informationen unter Systemtechniken und Innovationen Ständige Auswertung des Marktangebotes Entwicklungen auf dem wachsenden Markt der technischen Gebäudeausrüstung 4 x planpause tga sowie smartes Bauen und Sanieren 4 x FEE (Forum Erneuerbarer Energien). Das HeizungsJournal-Special für regenerative Energien und Systemtechniken Postversand E-Paper Informationen Bestellen Sie noch heute Ihr Abonnement service@heizungsjournal.de oder

5 FACHBEITRAG Stromverbrauch neuer und alter Heizungen im Vergleich mit anderen Haushaltsgeräten. 7 Das übersichtliche und leicht zu beherrschende Bedienmodul BM-2. Im Schichtenladespeicher wird die unterschiedliche Dichte von warmem und kaltem Wasser genutzt, um stabile Temperaturschichtungen im Speicher zu erzeugen. Das kalte Wasser sinkt nach unten, warmes Wasser steigt nach oben. Im Speicher TS (Abb. 5, rechte Hälfte) saugt eine Ladepumpe (Pos. 10) kaltes Trinkwasser unten aus dem Speicher an (Pos. 17) und fördert es über die sekundäre Seite eines Plattenwärmeübertragers (Pos. 9). Dort wird es über das primärseitige Heizungswasser aus dem Öl-Brennwertkessel (Pos. 2), das die Speicherladepumpe fördert (Pos. 7), aufgeheizt. Das auf diese Weise aufgeheizte Brauchwasser wird oben in den Warmwasserspeicher eingeleitet (Pos. 12). Leitbleche und Verteilsysteme verhindern, dass sich kaltes und warmes Wasser gegenseitig vermischen. Selbst bei großen Entnahmemengen stellt sich so eine ausgeprägte Temperaturschichtung ein. Auf diese Weise wird mit einem Speicherinhalt von 160 l ein Warmwasserkomfort erreicht, der sonst nur mit einem normalen 200-Liter-Speicher möglich ist. Da stets kaltes Wasser (Pos. 4) zur Aufheizung in den Brennwertkessel gelangt, kann die effektive Brennwertnutzung auch bei der Warmwasserbereitung aufrechterhalten werden. Variable Anpassung der Heizungspumpen-Drehzahl ent sein. Dazu gehört, dass neben dem Primärenergieeinsatz (Heizöl oder Bio- Öl) auch der Stromverbrauch (elektrische Hilfsenergie) minimiert wird. Bei der Berechnung nach EnEV 2014 wird der maximale Jahresprimärenergiebedarf der gesamten Anlagentechnik bestimmt. Dabei geht die elektrische Hilfsenergie mit dem Primärenergiefaktor f P = 2,6 in die Berechnung ein (zum Vergleich, Heizöl und Erdgas: f P = 1,1). Aus diesem Grund sind im TOB -Öl-Brennwertkessel alle elektrischen Antriebe mit stromsparenden EC-Motoren ausgerüstet, außerdem kann auf eine Ölvorwärmung, die zum Beispiel bei Verdampfungsbrennern üblich ist, verzichtet werden. Um auch den Strombedarf der angeschlossenen Heizungsanlage zu minimieren, sollten die Umwälzpumpen geregelt werden, um auf Änderungen in der Anlage optimal reagieren zu können. Die im Öl-Brennwertkessel TOB integrierte Regelung erfasst die Vor- und Rücklauftemperatur und regelt die Drehzahl der Heizkreispumpe über die Spreizung. Wird die Spreizung kleiner als der Sollwert, so reduziert sich die Pumpendrehzahl sukzessive um ein Prozent. Damit verringert sich der Volumenstrom, die Rücklauftemperatur sinkt, was sich positiv auf die Brennwertnutzung auswirkt. Auf diese Weise wird die Anlage stets mit optimalem Druck und einem niedrigen Massenstrom betrieben, was zur Senkung der Energie- und Betriebskosten beiträgt. Alle vorgenannten Maßnahmen dienen dem Ziel, den Stromverbrauch zu minimieren. Der jährliche elektrische Energieverbrauch des neuen Öl-Brennwertkessels kann so im Vergleich zu einem alten Kessel auf rund ein Fünftel reduziert werden. Der Einsatz einer neu- den Stromverbrauch im Vergleich zu einer alten Heizkreispumpe auf rund ein Zehntel (Abb. 6). Regelung, Fernbedienung und Diagnose Für den optimalen außentemperaturgeführten Betrieb der gesamten Hei- 32 HEIZUNGSJOURNAL

6 FORM VOLLENDET. Besuchen Sie uns auf der SHK Essen Halle 1, Stand 215 PAROS. Der zeitlos elegante Dekorativheizkörper. Paros, der besondere Dekorativheizkörper von Purmo, verbindet Form und Funktionalität auf einzigartige Weise. Das funktionale Design bringt zuverlässig Wärme in jeden Raum. Und seine klare Designsprache ist ein ausdrucksstarkes Statement für zeitlose Eleganz. Doch Paros überzeugt nicht nur durch seine Optik: ein geringer Wandabstand, eine montierbare Handtuchstange und die optionale elektrische Ausführung vergrößern die Einsatzmöglichkeiten für Ihre Kunden. RETTIG Germany GmbH D Goslar T +49(0) info@purmo.de

7 200 FACHBEITRAG Über das Schnittstellenmodul ISM7i kann die Heizungsanlage in ein LAN- oder WLAN-Netzwerk eingebunden werden. 9 Die Verbrennungseinheit ist so gelagert, dass sie im Falle einer Inspektion oder Wartung problemlos zugänglich ist. 10 EnEV 2014: Bandtacho im Energieausweis. zungsanlage steht das neue Wolf-Bedienmodul BM-2 als Zubehör zur Verfügung. Es lässt sich im Kesselschaltfeld als Alternative zum Anzeigemodul AM oder als externe Fernbedienung im Wandsockel einbauen. Die Anpassung des Brennwertkessels TOB an das Heizungssystem erfolgt durch rationen. Das farbige TFT-Display mit Klartext- werte übersichtlich dar. Eventuelle Störungen werden direkt erkannt. Das ermöglicht es dem Fachmann, sofort die benötigten Ersatzteile zu bestellen. Über vier Funktionstasten und einen Drehregler sind Bedienung und Einstellung leicht und intuitiv möglich (Abb. 7). Für ein Update der Software nutzt der Heizungsbauer den SD-Karten-Slot. Für die vernetzte, intelligente Steuerung der Gebäudetechnik verwendet Wolf den Begriff Smart Home : Dazu ENERGIEAUSWEIS dient das im TOB integrierbare Schnittstellenmodul ISM7i, mit dem das Heizungssystem in ein LAN- oder WLAN-Netzwerk eingebunden werden kann. Für die Internet-Kommunikation wird das Schnittstellenmodul einfach mit dem vorhandenen DSL-Router verbunden, über den die Verbindung zum gesicherten Wolf-Portal-Server hergestellt wird. Die Fernbedienung über das Internet erfolgt entweder mit Smartphone oder PC über die komfortable, Wolf-Portals. Das Kommunikationssystem erlaubt dem Fachhandwerker eine internetgestützte Ferndiagnose durch den Zugriff auf das Heizungssystem. Störmeldungen werden automatisch per an den Betreiber und Fachhandwerker versendet. Soll der Zugriff auf die Heizung nur lokal über das Heimnetzwerk erfolgen, ist keine Internetverbindung erforderlich. Für den stationären Betrieb vor Ort kann das Schnittstellenmodul direkt über ein Netzwerkkabel mit einem PC/ Laptop verbunden werden. Die Bedienung erfolgt dann über die PC-Software (Abb. 8). Einfache Montage und Wartung 10 A+ A B C D E F G H > 250 A+ < 30 A < 50 B < 75 C < 100 D < 130 E < 160 F < 200 G < 250 H > 250 Endenergiebedarf dieses Gebäudes kwh/(m 2 a) A+ A B C D E F G H > 250 Primärenergiebedarf dieses Gebäudes kwh/(m 2 a) A+ A B C D E F G H > 250 Quelle: Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena), Stand 11 /2013 Durch den kompakten Aufbau des Öl- Brennwertkessels TOB und des TS - Schichtenladespeichers sind die Geräte leicht zu transportieren und einfach einzubringen. Elektrisch sind sie steckerfertig ausgerüstet. Zusammen mit den vorkonfektionierten hydraulischen Anschlüssen entstehen so geringe Montage- und Installationskosten. Der TOB wird an der Wand stehend aufgebaut und benötigt Verbrennungseinheit ist so gelagert, dass sie für Inspektions- und Wartungsarbeiten 34 HEIZUNGSJOURNAL

8 schnell zugänglich ist (Abb. 9). Der Düsenstock ist mit nur einem Gabelschlüssel, ohne Gegenhaltung, auszu- en Kessel fünf Jahre Gewährleistung, zwei Jahre auf Aktuelle Vorschriften und Trends KfW - zugute käme. Qualität bieten heißt auf 22 Marken vertrauen. 1. Zur Qualität im Zeichen der Handwerkermarke bekennen BESUCHEN SIE UNS AUF DER SHK ESSEN HALLE GALERIA STAND 121 Christoph Theisen, Walter Hamburger GmbH, Morsbach-Lichtenberg Informationen und Vorteile ohne Kosten bekommen. Mit der vollen Unterstützung von 22 Herstellerpartnern nahmen. HEIZUNGSJOURNAL So einfach geht Qualität. Jetzt kostenlos Partner der Handwerkermarke werden unter