Die Datei ist Teil der Ausbildung zum Energieberater an der FH Braunschweig/Wolfenbüttel

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1 Dimensionierung von Wärmeerzeugern Im Folgenden werden Aussagen zu Dimensionierung von Wärmeerzeugerleistungen zur: Heizung, Trinkwarmwasserbereitung, kombinierten Heizung und Trinkwarmwasserbereitung gemact. Wärmeerzeugerleistung für Heizung Wärmeerzeuger für Heizung werden biser nac der Gebäudeeizlastberecnung nac DIN bis 3 bemessen. Künftig erfolgt die Berecnung der vorandenen Heizlast nac DIN EN Die künftige Gebäudeeizlastberecnung kann und wird - je nac Vereinbarung mit dem Bauerrn - Zuscläge für die Wiederaufeizung des Gebäudes nac Absenkpasen bereits entalten. Je nac Gebäudetyp liegen diese Zuscläge in typiscen Größenordnungen von 2 bis %! Hier müssen also künftig keine weiteren "Angstzuscläge" berücksictigt werden. Wärmeerzeugerleistung für Trinkwarmwasser nac Verbraucskurve Wird die Verbraucskurve zur Auslegung eines Wärmeerzeugers verwendet, dann ergibt sic die Wärmeerzeugerleistung anand versciedener Einflussparameter. Dies können sein: Wie oft kann und soll der Wärmeerzeuger eingescaltet werden? Wie lange kann ein gemeinsamer Wärmeerzeuger der Heizung und Trinkwarmwasserbereitung eingescaltet werden (in der Zeit wird i. d. R. nict geeizt)? Wann (Tageszeiten) kann die Abscaltung erfolgen? Welce Leistung stet zur Speicerladung zur Verfügung? Einen kleinen Ausscnitt versciedener Problemfälle und Lösungsansätze zeigt Bild 1. Zur Erläuterung der Kurven drei Grundsätzlickeiten: 1. Je steiler der Kurvenverlauf (sowol Verbrauc, als auc ), desto öer die resultierende Leistung. 2. Die Wärmeerzeugungskurve muss grundsätzlic oberalb der Verbraucskurve liegen. 3. Die Speicerbemessung rictet sic nac dem maximalen senkrecten Abstand der skurve und der Verbraucskurve inneralb eines Tages. Berüren sic beide Kurven, ist keine Wärme im Speicer voranden. Inneralb eines Tages (24 ) werden im Beispielgebäude 2 kw Wärme für Warmwasser gebrauct. Bei stetiger Ladung (Dauerladung) ergibt sic die geringstmöglice Ladeleistung - also die flacste Leistungskurve. Im Bild wären dies 2 kw / 24 = 8,3 kw Ladeleistung. Dimensionierung von Wärmeerzeugern Seite 1

2 Die Trinkwasserdauerleistung (Warmwasser im Durclaufprinzip) für den Wärmeerzeuger ergibt sic aus der größten Steigung der Verbraucskurve. Im Bild zwiscen 4 und 8 Ur. Die Dauerleistung des Erzeugers beträgt: (8-15) kw / 4 = 16,3 kw. Es kann trotzdem sein, dass Wärmeerzeuger und Speicer noc größer ausgelegt werden müssen, wenn die Speicerladung nict ganztägig erfolgen kann. Verbraucskurve Verbrauc, in [kw] 2 Wärme im Speicer Verbraucskurve Verbrauc, in [kw] 2 Wärme im Speicer Zeit, in [] Leistung bei Dauerbetrieb Verbrauc Verbraucskurve Verbrauc, in [kw] 2 maximale Leistung Zeit, in [] verminderte Leistung Wärme im Speicer Verbrauc Zeit, in [] Verbrauc Bild 1 Verbraucskurven - Bemessung von Leistung und Speicervolumina Minimale Leistungs- und Speicerbemessung. Der Wärmeerzeuger ist stetig mit gleicer Leistung (= Steigung der Kurve) von 8 kw in Betrieb. Das Speicervolumen ist minimal: gespeicert werden müssen maximal 34 kw Wärme bzw. 6 Liter (bei 1/55 C). Große Leistungs- und Speicerbemessung, weil die Speicerladung nur von bis 4 Ur möglic ist. Kann für Gewerbebetriebe sinnvoll sein. Auc für Nactspeicer denkbar. Ladeleistung kw. Speicergröße 3 Liter (bei 1/55 C). Mittlere Leistungs- und Speicerbemessung. Ladung in der Nact mit maximaler Leistung (ier 22 kw), dann Unterbrecung der Speicerladung, um das Gebäude nac der Nactabsenkung wiederaufzueizen. Nac 8 Ur stetige Weiterladung des Speicers mit verminderter Leistung ( 8 kw). Speicervolumen 13 Liter. Dimensionierung von Wärmeerzeugern Seite 2

3 Für die Praxis sollte beactet werden, dass der Speicer vor einer Spitzenentnameperiode vollständig geladen ist. Auc Totzeiten von Fülern im Speicer sind von Bedeutung und sollten bei der Bemessung berücksictigt werden: so wird ein Speicer i.d. R. erst wieder nacgeladen, wenn er alb entleert ist. Eine vollständige Entleerung des Speicers - wie im Bild 1 oben angedeutet - ist in der Praxis ebenfalls zu vermeiden. In diesem Fall ist zwar kurz nac dem Wiederaufladebeginn Wärme voranden, aber auf zu geringem Temperaturniveau. Es kann sinnvoll sein, einen Speicer nie mer als alb zu entladen. Zur Bearbeitung des Temas wird auf weiterfürende Literatur (z.b. Böm: Auswal und Einsatz von Heizkesseln und Warmwasserspeicern) verweisen. Wärmeerzeugerleistung für Trinkwarmwasserbereitung nac DIN 478 Erfolgt die Dimensionierung des Wärmeerzeugers nac dem Verfaren der Leistungskennzal N nac DIN 478, so können Wärmeerzeuger und Speicer mit dieser Größe nac Herstellerunterlagen ausgewält werden. Die vom Hersteller angegebene Leistungskennzal muss mindestens so groß sein wie die berecnete. Eine andere Möglickeit ist die Bemessung mit Hilfe von Bild 2 (aus DIN 478). Bild 2 Warmwasserwärmebedarf nac Leistungskennzal Anand der berecneten Leistungskennzal N und eines gewünscten Bedarfszeitraumes z wird aus dem Diagramm der Warmwasserwärmebedarf abgelesen. Für eine Bedarfskennzal von 8, einem Bedarfszeitraum von 2 Stunden wird beispielsweise abgelesen: kw. Der Leistungsbedarf beträgt dann kw / 2 = 25 kw. Dimensionierung von Wärmeerzeugern Seite 3

4 Üblic ist ein Bedarfszeitraum von 1 Stunde. Bei Nactstromspeicern kann der Bedarfszeitraum mit "2 T N " angesetzt werden, die Ablesung erfolgt an der oberen Grenzkurve. Die Dimensionierung eines Wärmeerzeugers kann auc nac der Dauerleistung erfolgen. Dann ist für die Bedarfszeit 1 Minuten einzusetzen, bzw. an der Kurve "z B " abzulesen. Hersteller geben für diesen Fall auc Dauerleistungsdiagramme an. "2 t N " kennzeicnet die Spitzenverteilungszeit, näeres ierzu in DIN 478. Wärmeerzeugerleistung zur Trinkwarmwasserbereitung nac Betriebsfaktoren (Näerung) Wird die Erzeugerleistung für Trinkwarmwasserbereitung mit Hilfe des Näerungsverfaren der "Betriebsfaktoren" ermittelt, können die in Tabelle 1 angegeben Zalen verwendet werden. Zal der Wonungen,5 Erzeugerleistung in kw für Speicersysteme 1, 2,,5 Erzeugerleistung in kw für Durcflusssysteme 1, 2, Tabelle 1 Benutzungsfaktoren b für Wonbauten Die angegebene umfasst den Zeitraum, in der der zugeörige Speicer geladen wird. Die erzeugte Wassermenge reict dann für einen Tag. Kombinierte Heizung und Trinkwarmwasserbereitung Bei der Bemessung der Leistung eines Wärmeerzeugers zur kombinierten Heizung und Trinkwarmwasserbereitung müssen ggf. auf die ermittelte Gebäudeeizlast (nac DIN 471 oder EN 12831) Zuscläge für die Trinkwarmwasserbereitung gemact werden. Für Gebäude mit geringer Heizlast überscreitet die Leistung für Trinkwarmwasserbereitung die Gebäudeeizlast. Einen Überblick über üblice Leistungen im Wonungsbau gibt Bild 3. Dimensionierung von Wärmeerzeugern Seite 4

5 Leistungen von Wärmeerzeugern im Wonbau in Abängigkeit vom Baustandard Leistung, in [kw] 2 2 m² 2 m² 7 m² m² 4 m² Bild 3 Wärmeerzeugerleistungen im Wonungsbau Fläce, in [m²] Dimensionierung von Wärmeerzeugern Seite 5 7 Grenzw ert für Trinkw armw asserbereitung Zur Interpretation: eingetragen ist die Leistungsanforderung für Trinkwarmwasserbereitung für versciedene Gebäudefläcen. Weiterin sind fünf Kurven für die Leistungsanforderung der Heizung je nac fläcenbezogener Heizlast eingetragen. Die Gebäudestandards nac Wärmescutzverordnung oder Energieeinsparverordnung entsprecen etwa Heizlasten von 4 bis. Die Bemessung von Wärmeerzeugern ängt sowol von der Fläce als auc vom Dämmstandard der Gebäude ab. Bei einem alten Gebäude mit bestimmt ab einer Fläce von etwa 2 m² die Heizlast die Wal eines Erzeugers. In Gebäude mit ser geringen Heizlasten von z.b. 3 muss der Erzeuger bis etwa 7 m² Fläce ( Woneineiten) noc nac der Trinkwarmwasserbereitung gewält werden. Die Grenzpunkte sind grau markiert. Der Grapik liegen folgende wesentlice Randbedingungen zugrunde: Berecnung der Warmwassereizlast nac DIN 478 mit folgenden Eckdaten: bei m² Leistungskennzal N = 1 und Bedarfszeit 3 min, bei m² Leistungskennzal N = und Bedarfszeit 8 min. Muss der Wärmeerzeuger nac der Trinkwarmwasserbereitung gewält werden, so stet für die Beeizung des Gebäudes nac Absenkpasen oder nacdem die Speicerladung (Vorrangbetrieb) beendet ist, i. d. R. ausreicend Leistung zur Verfügung. Wenn der Wärmeerzeuger das Trinkwarmwasser im Parallelbetrieb bereiten soll, dann addieren sic die Leistungen für Heizung und Trinkwarmwasser. Diese Betriebsweise ist im Wonbau jedoc unüblic. 3

6 Einfluss von Speicerladung und Heizpausen auf den Leistungsbedarf Werden gemeinsame Wärmeerzeuger für Heizung und Trinkwarmwasserbereitung verwendet, sollte darauf geactet werden, dass Speicerladung und Wiederaufeizung des Gebäudes nac Absenkpasen nict zur selben Zeit erfolgen. Speicerladungen sollten möglicst wärend der Heizpause erfolgen. Müssen Speicer dennoc wärend der Morgenstunden nacgeladen werden, sollte - sofern die Trinkwasserbereitung im Vorrang betrieben wird - die Heizpause möglicst nict mer als eine albe Stunde betragen. Der Speicer sollte in diesem Fall ggf. nict ganz voll geladen werden. Quelle: K. Jagnow und D. Wolff Manuskript für "Der Energieberater" Verlag Deutscer Wirtscaftsdienst, Köln, Dimensionierung von Wärmeerzeugern Seite 6