Energieeinsparverordnung - Glossar

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1 Energieeinsparverordnung - Glossar Abgasverlust Bei der Verbrennung des Energieträgers kann die eingesetzte Energie nicht vollständig genutzt werden. Ein Teil der Energie entweicht über die warmen Abgase durch den Schornstein. Je höher die Abgastemperaturen sind, desto größer ist der Abgasverlust. Bei Brennwertkesseln ist der Abgasverlust daher um einiges geringer als bei Niedertemperaturkesseln, da bei diesen zwangsläufig die Abgastemperaturen über dem Taupunkt des Abgases gehalten werden müssen, um eine Kondensation im Kessel oder im Schornstein zu verhindern. Der Abgasverlust wird bei der jährlichen Messung durch den Schornsteinfeger festgestellt. Der Abgasverlust geht in den Normnutzungsgrad mit ein. Bei alten Kesseln wirken sich die Oberflächenverluste jedoch meist noch gravierender aus als die Abgasverluste auf den Normnutzungsgrad, sodass dieser zur alleinigen Beurteilung der Güte des Kessels nicht herangezogen werden sollte. Anlagen-Aufwandszahl siehe Primärenergie-Aufwandszahl Aufwandszahlen Verhältnis von Aufwand zu erwünschtem Nutzen bei einem Energiesystem. D. h., je schlechter die technische Anlage, desto höher ist der Aufwand, um den erwünschten Nutzen (Beheizung und Warmwasserbereitung) zu erzielen. Bei gleichem Gebäude (und damit gleichem Nutzen, nämlich der Beheizung des Gebäudes) bedeutet daher eine kleinere Aufwandszahl auch eine bessere technische Anlage (mit geringerem Aufwand). Aufwandszahlen von unterschiedlichen Gebäuden können nicht miteinander verglichen werden. Darunter fallen auch verschiedene Varianten eines Gebäudes, wenn sich z. B. durch unterschiedliche Dämmstärken der Heizwärmebedarf des Gebäudes ändert. Brennwertkessel Brennwertkessel werden ebenso wie der Niedertemperaturkessel temperaturveränderlich zwischen (theoretisch) Raumtemperatur und maximal bis zu 80 C betrieben. Sie sind prinzipiell mit Gebläsebrennern ausgestattet, die Leistung ist meist "modulierend", zwischen etwa 40 und 100 % Nennleistung veränderlich. Kondensatbildung ist beim Brennwertkessel nicht schädlich, sondern sogar gewünscht. Der auf den Heizwert bezogene Normnutzungsgrad erreicht je nach Betriebsverhältnissen Werte bis zu 109 %, was etwa 98 % bezogen auf den Brennwert ausmacht. Die Werte über 100 % können erreicht werden, da die Bewertung auf den Heizwert bezogen angegeben wird. Die Anlagentechnik hat sich mit der Zeit sehr stark weiterentwickelt, eigentlich wäre der Bezug auf den Brennwert sinnvoller, was aber zu großer Verwirrung führen würde, wenn alte Angaben auf den Heizwert, die neuen auf den Brennwert bezogen wären. Endenergiebedarf QE Energiemenge, die zur Deckung des Jahresheizenergiebedarfs QH und des Trinkwasser-Wärmebedarfs Qtw (Bedarf und Aufwand der Anlagentechnik) benötigt wird. Die Endenergie ist daher die Energiemenge, die den Anlagen für Heizung, Lüftung, Warmwasserbereitung zur Verfügung gestellt werden muss, um die normierte Rauminnentemperatur und die Erwärmung des Warmwassers sicherzustellen. Die dafür benötigte Hilfsenergie für Pumpen, Regelung usw. wird einbezogen. 1

2 Gradtagzahl Gt Um den Wärmeverbrauch während einer Heizperiode zu ermitteln und zu vergleichen, wurde der Begriff der Gradtagzahl Gt in Kd/a (Kelvin-Tage/Jahr) eingeführt. Diese ist die Summe der Temperaturdifferenzen zwischen der mittleren Raumtemperatur und der mittleren Außentemperatur über alle Heiztage. Aufaddiert wird erst ab einer Außentemperatur von 15 C. Daher ergibt sich die Gt für einen Tag mit mittlerer Außentemperatur von 15 C oder 20 C mit 0, bei 8 C ist die Gt = 12, bei -5 C beträgt sie 25. Über die Gt-Werte können auch die Energieverbräuche z. B. unterschiedlich warmer Jahre miteinander verglichen werden. Die Gt werden an verschiedenen Standorten in Deutschland aufgezeichnet. Die niedrigsten Gradtagzahlen für das gesamte Jahr liegen unter Kd/a und treten am Ober- und Niederrhein auf, die höchsten liegen über Kd/a im Gebirge. Heizgrenztemperatur Unter Heizgrenztemperatur versteht man die Außentemperatur, ab der geheizt werden muss. Je besser ein Gebäude ist, desto tiefer liegt die Heizgrenztemperatur, umso später muss mit dem Heizen begonnen werden. Allgemeine Berechnungen beziehen sich auf eine Heizgrenztemperatur von 15 C. Heizwärmebedarf Qh Wärmemenge, die dem Raum bzw. dem Gebäude vom Heizsystem über z. B. Heizkörper zugeführt werden muss, um die gewünschte Raumtemperatur aufrechtzuerhalten. Der Heizwärmebedarf wird durch die Bilanzierung von Wärmeverlusten (Transmission und Lüftung) und Wärmegewinnen ( solare und interne) ermittelt und kennzeichnet - unter Berücksichtigung definierter Nutzungsbedingungen - die wärmeschutztechnische Qualität der Gebäudehülle. Hüllfläche Unter der Hüllfläche des Gebäudes versteht man sämtliche Flächen, die das beheizte Gebäudevolumen einschließen. Über die Hüllfläche geht die Wärme an die Umgebung verloren. Die Hüllfläche stellt die Systemgrenze bei der Erstellung einer Wärmebilanz dar. Hydraulischer Abgleich Die Wassermengen im Heizungsnetz werden z. B. mithilfe von voreinstellbaren Thermostatventilen und bei größeren Anlagen zusätzlichen Strangregulierventilen auf den berechneten Wasserdurchsatz bei Auslegungstemperaturen z. B. von -12 C Außentemperatur und 20 C Raumtemperatur eingestellt. Da die Heizungsanlagen mit einer gleitenden Vorlauftemperatur betrieben werden, d. h., wenn die Außentemperatur steigt, sinkt auch die Vorlauftemperatur, bleibt theoretisch die Wassermenge im gesamten Leitungsnetz konstant. Durch äußere oder innere Lasten (wie Sonneneinstrahlung oder Personen-/Geräteabwärme) oder durch Änderung der gewünschten Raumtemperatur ändert sich die Stellung des Thermostatventils und somit auch die Wassermenge am Heizkörper. Da Wasser immer "den Weg des geringsten Widerstands" geht, wird durch den hydraulischen Abgleich verhindert, dass die Heizkörper, die der Umwälzpumpe am nächsten liegen, einen zu großen Wasserdurchsatz haben, und dafür andere Flächen kalt bleiben. Durch den zu großen Wasserdurchsatz wird ein unnötig hoher Stromverbrauch der Umwälzpumpe verursacht, und es können zusätzlich Fließgeräusche entstehen. Bei den meisten Förderprogrammen wird mittlerweile ein hydraulischer Abgleich der Heizungsanlage gefordert. 2

3 Jahresheizwärmebedarf Qh ist der zusätzliche zu dem Wärmegewinn erforderliche jährliche Wärmebedarf, um ein Gebäude auf einer gewünschten Temperatur zu halten. Konstanttemperatur-/Standardkessel Standardkessel werden mit konstanten Temperaturen betrieben. Sie passen die Vorlauftemperatur nicht den Witterungsverhältnissen an. Um ein häufiges Takten der Anlage zu vermeiden, werden Standardkessel hauptsächlich als Spitzenlastkessel in großen Heizungsanlagen oder in reinen Warmwasserbereitungsanlagen betrieben. Sobald der Kessel in Teillast gefahren werden muss, ist der Einsatz eines Niedertemperatur- oder Brennwertkessels angezeigt. Nennleistung Die Nennleistung wird vom Kesselhersteller angegeben und stellt die Leistung dar, die vom Kessel maximal zu Heizzwecken abgegeben werden kann. Niedertemperaturkessel Niedertemperaturkessel werden, meist in Abhängigkeit der Außentemperatur, temperaturveränderlich zwischen (theoretisch) Raumtemperatur und maximal etwa 80 C betrieben. Durch konstruktive Maßnahmen, z. B. spezielle interne Wasserleittechniken, muss die schädliche Kondensatbildung im Kessel vermieden werden. Der "Normnutzungsgrad" (nach DIN 4702/8 messtechnisch ermittelt) erreicht, auf Heizwert bezogen, Werte bis um 95 %. Auf Brennwert bezogen sind dies etwa 86 %. Die Schadstoffemissionen sind sehr gering und unterschreiten die zur Vergabe des "Blauen Engel" vorgegebenen Grenzwerte zum Teil deutlich. Normnutzungsgrad Der Normnutzungsgrad wurde eingeführt, um verschiedene Wärmeerzeuger hinsichtlich ihrer Energieausnutzung vergleichen zu können. Es handelt sich dabei um ein experimentelles Verfahren. Es wird praktisch ein "Jahresnutzungsgrad" des Heizkessels nach einheitlichen, normierten Bedingungen auf dem Prüfstand gemessen. Dazu werden mehrere Messpunkte im Teillastbereich (hier wird der Kessel die meiste Zeit des Jahres betrieben) festgehalten. Für einen richtig ausgelegten Kessel passen diese Werte recht gut auf die tatsächliche Betriebsweise im Alltag und geben ein realistisches Bild des zu erwartenden Wirkungsgrads wieder. Der Normnutzungsgrad wird beeinflusst von den während des Betriebs entstehenden Abgas- und Oberflächenverlusten. Oberflächenverlust Jeder Wärmeerzeuger gibt direkt über seine Oberfläche Wärme an die Umgebung ab. Diese Verluste können durch bestimmte Kesselkonstruktionen und durch eine gute Wärmedämmung reduziert werden. Die Oberflächenverluste sind bei alten Kesseln meist um einiges höher als die Abgasverluste, die durch den Schornsteinfeger gemessen werden, und schlagen sich entscheidend im Normnutzungsgrad nieder. Primärenergie-Aufwandszahl (Anlagen-Aufwandszahl) ep Quotient aus Primärenergie-Bedarf zur Erzeugung von Heizwärme und Trinkwasser und Heizwärme- und Trinkwasserbedarf des Gebäudes. Mit der Aufwandszahl werden sämtliche Anlagenverluste für Trinkwassererwärmung, Heizungs- und Lüftungstechnik beschrieben. In der DIN V sind entsprechende Kennwerte für diverse Anlagensysteme hinterlegt. 3

4 Primärenergiebedarf QP Energiemenge, die zur Deckung des Jahresheizenergiebedarfs QH und des Trinkwasser-Energiebedarfs QTW (Bedarf und Aufwand der Anlagentechnik) benötigt wird unter Berücksichtigung der zusätzlichen Energiemenge, die durch vorgelagerte Prozessketten außerhalb der Systemgrenze "Gebäude" bei der Gewinnung, Umwandlung und Verteilung der jeweils eingesetzten Brennstoffe entstehen. D. h., in die Primärenergie fließt zusätzlich zur Endenergie auch die für die Förderung/Erzeugung, Verarbeitung und den Transport des Energieträgers (Öl/Gas/Holz etc.) benötigte Energie ein. R-Wert, Wärmedurchlasswiderstand Der R-Wert ist der Kehrwert des Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Wert). Die Dämmeigenschaften eines Bauteils sind umso besser, je größer der Wärmedurchlasswiderstand ist. Solaranlage, thermische Solaranlage Mithilfe von Sonnenkollektoren (Flach- oder Röhrenkollektoren) wird Wasser zur Warmwasserbereitung und/oder Heizungsunterstützung erwärmt. Zur Solaranlage gehören außer den Kollektoren zusätzlich ein Pufferspeicher, der die Wärme aufnehmen und speichern kann, die nicht sofort verbraucht wird ein Solarkreislauf, meist mit Frostschutzmittel gefüllt, um ein Einfrieren im Winter zu verhindern ein Ausdehnungsgefäß, um die Ausdehnung des Frostschutzmittels bei Aufheizung und Abkühlung auffangen zu können. Ein falsch ausgelegtes oder defektes Ausdehnungsgefäß kann zu Funktionsstörungen führen: Ansprechen des Sicherheitsventils bei Aufheizung, Luft einsaugen in die Anlage bei Abkühlung des Systems. Hinweis: Wird die Anlage mit Frostschutzmittel betrieben, muss der Überlauf des Sicherheitsventils in einen Behälter führen, der groß genug ist, um das im Störfall verdrängte Frostschutzmittel aufnehmen zu können. eine Solarregelung, die eine sinnvolle Steuerung des Heizkessels vorsieht, damit nicht der Pufferspeicher bereits geladen ist, wenn die Sonne aufgeht eine Solarstation mit Pumpe, die von der Regelung angesteuert wird Taupunkt Temperatur, bis zu der man feuchte Luft abkühlen muss, bis sie gesättigt ist. Unterhalb tritt Kondensation des Wasserdampfes ein. Transmissionswärmeverluste Wärmeverluste über Wände, Fenster, Dach, Decken, Keller Trinkwasser-Energiebedarf QTW Energie, die dem Trinkwarmwassersystem zugeführt werden muss, um den Trinkwasser-Wärmebedarf decken zu können, unter Berücksichtigung der bei der Wärmeerzeugung entstehenden Verluste. Trinkwasser-Wärmebedarf Qtw Nutzwärme, die zur Erwärmung der gewünschten Menge des Trinkwassers zugeführt werden muss. 4

5 U-Wert, Wärmedurchgangskoeffizient (früher k-wert) Der Wärmedurchgangskoeffizient ist das Maß für den Wärmedurchgang durch ein Bauteil (monolithisch oder mehrschichtig) bei Anliegen einer Temperaturdifferenz. Der U-Wert gibt an, welche Energiemenge in einer Stunde durch eine Fläche von 1 m 2 fließt, wenn die Temperaturdifferenz 1 K beträgt (Temperaturdifferenzen werden nicht in C, sondern in Kelvin angegeben. 1 K entspricht 1 C). Ein Bauteil hat umso bessere Wärmedämmeigenschaften, je kleiner der Wärmedurchgangskoeffizient ist. Wärmedurchgangskoeffizient siehe U-Wert Wärmebrücke Ein Bauteil mit höherer Wärmeleitfähigkeit als die direkte Umgebung stellt eine Wärmebrücke dar. An dieser Stelle wird die Wärme schneller nach außen transportiert als in der direkten Umgebung dieser Stelle. Es werden zwei Arten von Wärmebrücken unterschieden: Die konstruktive Wärmebrücke kommt durch Materialien mit unterschiedlicher Wärmeleitfähigkeit oder fehlender Dämmung zu Stande, z. B. Fachwerk oder durchlaufende Geschossdecken. Die geometrische Wärmebrücke ergibt sich in homogenen Bauteilen, z. B. bei Gebäudeecken. Im Bereich der Wärmebrücken sinkt bei entsprechenden Außentemperaturen die Oberflächentemperatur auf der Innenseite der Wand. Bei Unterschreiten der Taupunkttemperatur fällt Kondenswasser aus (bei einer Raumtemperatur von 20 C und 65 % relativer Feuchtigkeit liegt die Taupunkttemperatur bei 13,2 C). An diesen Stellen steigt die Gefahr von Schimmelbildung stark an. Autor/in Dipl.-Ing. Sabine Pably, Staufen i.br. 5