[2] Hotel Solarventus Solarventus Str Eisenach. Anlagen-EKG Sehr geehrter Herr Lührs,

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1 Musterbericht [1]

2 Hotel Solarventus Solarventus Str Eisenach Anlagen-EKG Sehr geehrter Herr Lührs, in der Anlage erhalten Sie die softwaregestützte Auswertung des Betriebsverhaltens der in der Zeit vom :25 Uhr bis zum :24 Uhr untersuchten Heizungsanlage des Objektes Hotel Hainsstein mit den für die Interpretation genutzten Berechnungsergebnissen und Diagrammen. Die Expertenanalyse wird auf Grundlage der übermittelten Daten durch die ratioservice AG erstellt, die Aussagefähigkeit der erstellten Diagnose ist dabei vom Umfang und der Qualität der Datenerfassung abhängig. Unsere Analyse zeigt einen auf den oberen Heizwert des Energieträgers bezogenen Gesamtverlust von 34,9%. Ein nutzungsbedingter Mehrverbrauch besteht nicht. Das heißt, der Nutzungsgrad der Gesamtanlage im Messzeitraum beträgt ~ 65 %. Von diesem Gesamtverlust lassen sich ca. 14,5 % beeinflussen, der Rest ist technisch bedingt. Bezogen auf Ihren Jahresverbrauch 2014 entspräche dieser beeinflussbare Verlust ca kwh. Bei dem von Ihnen genutztem Brennstoff Erdgas H zu einem angenommenen Brennstoffpreis von ca. 0,07 pro kwh ergäbe sich ein theoretisches Einsparpotential von rd pro Jahr. Von den beeinflussbaren Verlusten lassen sich (bei gleicher Konfiguration) mit 'nichtinvestiven' Maßnahmen (< 1 pro m²) ca. 9 % realisieren. Dies entspricht Energieeinsparungen von ca kwh bzw für ein gleiches Jahr. Die Einsparungen für investive und geringinvestive Maßnahmen finden Sie im wirtschaftlichen Teil der Analyse. Alle weiteren Detail-Ergebnisse unserer Analyse finden Sie im technischen Teil unseres Berichts. Wir hoffen, dass der Bericht Ihren Vorstellungen entspricht. Sollten Sie oder Ihr Vertragsunternehmen Unterstützung bei der Durchführung der von uns vorgeschlagenen Maßnahmen benötigen, sind wir gerne bereit Sie oder Ihren Vertragspartner bei den gewünschten Optimierungsmaßnahmen zu unterstützen. Mit freundlichen Grüßen Ihr Solarventus Team [2]

3 Fazit der Analyse Ziel des Anlagen-EKG und der anschließenden Expertenanalyse war das Erkennen und Heben von Kostensenkungspotentialen durch das Beseitigen von Anlagenmängeln in der untersuchten Liegenschaft. Dazu wurden Anlagentechnik und Energieverbrauchsdaten erfasst und die energetische Qualität der Gebäudehülle, der Wärmeerzeugung, der Wärmeverteilung und -übergabe sowie der Trinkwassererwärmung ermittelt. Zur Überprüfung der Dimensionierung des installierten Wärmeerzeugers / Wärmeübertragers wurde die aktuell erforderliche Anschlussleistung errechnet. Für die im Rahmen der fachspezifischen Analyse erkannten Anlagenmängel wurden Empfehlungen zur Kostensenkung und zur Verbesserung der Energieeffizienz ausgesprochen. Dabei wurde zwischen nicht-investiven, gering-investiven und investiven Maßnahmen unterschieden. Bei der Ausarbeitung der Expertise wurden über diesen Leistungsumfang hinaus auftragsgemäß folgende von Ihnen genannten Problemstellungen untersucht: - Für die untersuchten Bereiche Wärmeerzeugung, Wärmeverteilung und -übergabe sowie für den Bereich Trinkwasserbereitung sprechen wir folgende Einsparempfehlungen aus: Bereich Wärmeerzeugung Anlagenproblem Empfehlung - durchgehend hohes Temperaturniveau und übermäßige Taktungen - Brennerleistung reduzieren - Warmwasserbereitung umgestalten Bereich Wärmeverteilung Anlagenproblem Empfehlung - nicht witterungsgerechtes Temperaturniveau der Mischerheizkreise - mangelhafter Betrieb des Lüftungsheizkreis - Hydraulikprobleme und geringe Spreizungen - Sollwertangleichung, Mischer aktivieren - Lüftung ertüchtigen - Pumpen einstellen Bereich Trinkwasserbereitung Anlagenproblem Empfehlung - durchlaufende WWB erzwingt hohe Kesseltemperaturen - gesetzliche Vorgaben der Trinkwasserverordnung werden teils nicht erfüllt - Regelungsmängel bei der Warmwasserbereitung - WW-Programm einführen, - Anlage ertüchtigen - Regelung justieren [3]

4 Übersicht Ergebnisse der Expertenanalyse Gebäudeeffizienzgrad (Wärmestrom bezogen auf die beheizte Fläche aller Gebäude) 2,2 W/(m²K) Verluste der Wärmeerzeugung, bezogen auf den oberen Heizwert des Energieträgers 28,5 % Verluste der Wärmeverteilung und -übergabe Raumheizung und Trinkwasser 6,4 % Nutzerbedingter Mehrverbrauch 0 % Installierte Kesselleistung 830 kw davon erforderlich ohne Leerstand 452 kw Verhältnis 1,8 Eingesetzte Endenergie kwh nach Berechnung erforderlich bei HG von 18 C kwh Verhältnis 1,1 Einhaltung thermische Vorgaben Trinkwasserverordnung gemäß DVGW Arbeitsblatt W551 Warmwassertemperatur/Zirkulationstemperatur 57/51 C/ C Restnutzungsdauer der Anlage (VDI ) -6 Jahre [4]

5 Inhaltsverzeichnis A. Wirtschaftlicher Teil 1.1 Aufgabenstellung der Messdurchführung und Analyse 1.2. Besonderheiten bei der Messdurchführung und Schlussfolgerungen aus den Berechnungen 2. Kostensenkungsfaktoren 2.1. Kalkulation der Einsparpotenziale 2.2. Kalkulation der Anschlussleistung B. Technischer Teil 1. Ausgangsdaten der Analyse 1.1. Daten des untersuchten Gebäudes 1.2. Energieverbrauchsdaten des untersuchten Gebäudes im Bezugszeitraum 1.3. CO 2-Emissionen in den Bezugsjahren 1.4. Daten der untersuchten Heizanlage 1.5. Bedingungen und Betriebszustand während des 24-h-Messzyklus 1.6. Darstellung des Betriebsverhaltens im 24-h-Messzyklus 2. Bewertung der energetischen Qualität 2.1. Gebäudehülle 2.2. Wärmeerzeugung 2.3. Wärmeverteilung und -übergabe Raumheizung 2.4. Wärmeverteilung und -übergabe Trinkwassererwärmung 2.5. Nutzereinflüsse 2.6. Verhältnis von installierter bzw. vereinbarter zu erforderlicher Leistung 2.7. Verhältnis von eingesetzter Endenergie und benötigter Heizwärme 2.8. Einhaltung der thermischen Vorgaben Trinkwasserverordnung 2.9. Restnutzungsdauer der Anlagenkomponenten 3. Fachspezifische Analyse 3.1. Analysecheckliste 3.2. Identifizierung von Anlagenmängeln aus der Begehung 3.3. Funktion und Verluste Wärmeerzeugung 3.4. Funktion und Verluste Raumheizung 3.5. Funktion und Verluste Warmwasserbereitung 3.6. Einhaltung gesetzlicher Vorgaben 3.7. Nutzereinflüsse 4. Empfehlungen zur Kostensenkung und Verbesserung der Energieeffizienz 4.1. Maßnahmen zur Anpassung der Anschlussleistung 4.2. Einsparempfehlungen nichtinvestiv 4.3. Einsparempfehlungen geringinvestiv 4.4. Einsparempfehlungen investiv 4.5. Empfehlung zur Korrektur technischer Fehlfunktionen 4.6. Empfehlung zur Einhaltung gesetzlicher Vorgaben 4.7. Empfehlung zur Korrektur Fehlfunktionen aus Nutzersicht 5. Anhänge 5.1. Anhang 1 24-h Heizleistung für Raumheizung und Warmwasser 5.2. Anhang 2 24-h Verluste Wärmeerzeugung 5.3. Anhang 3 Gebäudekennlinie mit Heizlast- bzw. Anschlusswertberechnung 5.4. Anhang 4 Heizkurve(n) 5.5. Anhang 5 Jahresnutzungsgrad gemäß WärmeLV 5.6. Anhang 6 Detailanalysen mit Bildern, Messwerten und Kommentaren 5.7. Anhang 7 Temperaturen Minimum/Maximum/Durchschnitt [5]

6 A. Wirtschaftlicher Teil 1.1 Aufgabenstellung der Messdurchführung und Analyse Viele Heizungsanlagen arbeiten nicht in ihrem energetischen Optimum. Die Ursachenanalyse macht deutlich, dass nach Errichtung der Anlage eine Abstimmung von Wärmeerzeugung, Wärmeverteilung und Wärmeübergabe oft nicht erfolgt ist bzw. mangelhaft durchgeführt wurde und wird. Die daraus resultierende Abweichung des Anlagen-Ist-Zustands vom dem bei Anlagenkonzeption definierten Soll-Zustand zeigt das verfügbare Energieeinsparpotential auf. Die mit dem Anlagen-EKG systematische Analyse des Anlagen-Ist-Zustands und damit die Erfassung und Bewertung der Abweichung vom anlagentechnischen Optimum ist Voraussetzung um das anlagenspezifische Einsparpotential zu quantifizieren und mögliche Energieeinsparungen zu generieren. Zielsetzung ist es dabei insbesondere durch nicht-investive bzw. gering-investive Maßnahmen den Anlagen-Soll-Zustand und damit das ursprünglich Energieeffizienzniveau (wieder-) herzustellen. Im Einzelnen wurde Optimierungspotential spezifiziert, die Heizlast bzw. der Anschlusswert des Gebäudes ermittelt und der Jahresnutzungsgrad der Anlage berechnet Besonderheiten bei der Messdurchführung und Schlussfolgerungen aus den Berechnungen Das Untersuchungsobjekt besitzt zwei unabhängig voneinander arbeitende Warmwasserbereiter mit einer sehr hohen Gesamtwassermenge von Liter. Aus den Ergebnissen der Messung und Berechnung ergibt sich, dass davon nur ein Speicher Wärme in nennenswerter Größe anforderte. Es ist davon auszugehen, dass der Anwendungsfall damit nicht repräsentativ für den gesamten Jahreszeitraum sein kann. Aus der Verarbeitung der Messergebnisse und der durch den Nutzer angegebenen Gebäudedaten ist ersichtlich, dass die gesamte zu beheizende Fläche größer sein muß, als angegeben. Weiterhin ist der Komplex in mehrere zu beheizende Gebäudeabschnitte unterschiedlichen Nutzungsprofils unterteilt. Unter Beachtung vorgenannter Aspekte ist mit einer starken Fehlerquote der Berechnungsergebnisse zum Gebäudeeffizienzgrad, der notwendig installierten Kesselleistung und berechneten Energiemenge zu rechnen. Unabhängig davon kann das Verhalten der Anlage analysiert werden. [6]

7 2. Kostensenkung 2.1 Kalkulation der Energieeinsparpotenziale Die Kalkulation der Einsparpotentiale wird nach Investitionshöhe gestaffelt. Nur wenn die technischen Voraussetzungen für die Durchführung der geringer investiven Maßnahmen nicht vorhanden sind, muss auf die jeweils höher investive Maßnahme zurückgegriffen werden. nichtinvestiv (< 1 /m²) geringinvestiv (1 bis 6 /m²) investiv (> 6 /m²) Modul Einsparpotenzial Modul Einsparpotenzial Modul Einsparpotenzial Kessel 3 Heizkreis (Hydraulischer Abgleich) 3 Heizkreis 2 Speicher 4 Summe in % 9,00 Summe in % 0,0 Summe in % 3,0 Summe in kwh/(m²a) 32,8 Summe in kwh/(m²a) 0,0 Summe in kwh/(m²a) 10,9 Summe in kgco 2/(m²a) 7,9 Summe in kgco 2/(m²a) 0,0 Summe in kgco 2/(m²a) 2,6 Summe in /(m²a) 2,30 Summe in /(m²a) 0,00 Summe in /(m²a) 0,77 Tabelle: Einsparpotentiale 2.2 Kalkulation der Anschlussleistung Bei der Planung einer Heizanlage wird die erforderliche bereitzustellende Wärmeleistung aus dem Verhältnis von gewünschter Innentemperatur, der für den Standort des Gebäudes statistisch ermittelten tiefsten über zwei Tage vorherrschenden mittleren Außentemperatur, der für die Trinkwassererwärmung erforderlichen Leistung und einem Zuschlag für eine Aufheizung des Gebäudes berechnet. Hinzu kommen weitere mögliche Sicherheitszuschläge. Diese sind vielfach nicht erforderlich. Hinzu kommt noch, dass bei der Errichtung der Anlage jeweils das Modul der Baureihe mit der größeren Leistung ausgewählt wird. Bei nachträglich gedämmten und mit neuen Fenstern versehenen oder auch einer neuen Nutzungsart zugeführten Gebäuden wird die Dissonanz zwischen der installierten und erforderlichen Leistung ein weiteres Mal gesteigert. Der Wert der messtechnisch aus dem Betriebsverhalten der Anlage ermittelten erforderlichen Leistung bietet in Kombination mit der Analyse des Optimierungspotentials und den Empfehlungen aus der Expertenanalyse die Entscheidungsgrundlage zur Verbesserung der Energieeffizienz und Kostenreduzierung durch Anpassung der installierten an die erforderliche Leistung. für Raumheizung Konvektoren und Flächenheizung mit Leerstand von 0 % bei gemessener Raumtemperatur 22 C bei gemessener Anfahrspitze von % 242 kw für Raumheizung Konvektoren und Flächenheizung ohne Leerstand bei gewünschter Raumtemperatur 22 C Bei Sicherheitsfaktor von 10 % 270 kw für Raumheizung Lüftung - kw für Warmwasserbereitung mit Leerstand von 0 % und Prinzip Speicherlad ung bei Schaltung Parallel 182 kw Warmwasserbereitung ohne Leerstand und Prinzip Speicherlad ung bei Schaltung Parallel 182 kw aktuell installierte Leistung 830 kw aktuell erforderlicher Anschlusswert ohne Leerstand 452 kw [7]

8 Tabelle: Kalkulation der Anschlussleistung [8]

9 B. Technischer Teil 1. Ausgangsdaten der Analyse 1.1 Daten des untersuchten Gebäudes Bezeichnung des Gebäudes Hotel Hainsstein (mehrere Gebäude) Anschrift des Gebäudes Am Hainstein Eisenach Gebäudecharakteristik Nutzungsart Hotel Baujahr 1900 Saniert Nein beheizte Nutzfläche gesamt m² Klimawerte am Standort Wunschraumtemperatur (lt. DWD-Standort Erfurt) 22 C (Nutzerangabe) Heizgrenztemperatur 18 C Tiefstes Zweitagesmittel -14 C Ø Jahreswert Heizgradtage Kd/a Tabelle: Gebäudedaten [9]

10 1.2 Energieverbrauchsdaten des untersuchten Gebäudes in den Bezugsjahren Das Gebäude wurde im untersuchten Zeitraum mit Erdgas H beheizt. Aus der nachfolgenden Tabelle kann der Brennstoffverbrauch, ein eventueller Verbrauch eines Zusatzbrennstoffs, der Solarenergiegewinn (summarisch durch Sonneneinstrahlung und thermische Solaranlagen) und die im Betrachtungszeitraum verbrauchte Elektroenergie (wird als Wärme in das Gebäude eingebracht) entnommen werden. Verbrauchszeiträume von bis Einheit Brennstoffverbrauch kwh Zusatzbrennstoffverbrauch kwh Elektroenergieverbrauch für Wärme kwh Endenergieverbrauch für Wärme kwh Energieverbrauch für Wärme bezogen auf beheizte Fläche kwh / (m²a) Elektroenergie gemessen bzw. mitgeteilt kwh Jahresprimärenergieverbrauch kwh p Jahresprimärenergieverbrauch bezogen auf beheizte Fläche kwh p/(m²a) Solarenergiegewinn kwh Tabelle: Energieverbrauchsdaten Der Endenergieverbrauch bezogen auf die beheizte Fläche zeigt die energetische Qualität von Gebäudehülle, Anlagentechnik und Nutzerverhalten auf. Er gibt an, wie viele kwh pro m² beheizte Fläche aufgewendet werden, um die gewünschte Raumtemperatur von 22 Grad Celsius und Warmwassermenge zu erreichen. Der Jahresprimärenergieverbrauch des untersuchten Objektes beträgt kwh p /a. Er ist abhängig von der Art des verwendeten Energieträgers (Öl, Gas, Kohle, Strom oder alternative Energieträger) und berücksichtigt den mit Verlusten behafteten Umwandlungs- und Übertragungsprozess von Primärenergie über Sekundärenergie in die vom Verbraucher nutzbare Endenergie. Der Jahresprimärenergieverbrauch bezogen auf die beheizte Fläche gibt an wie viele kwh Jahresprimärenergie pro m² beheizte Fläche aufgewendet wurden, um das Gebäude zu betreiben. 1.3 CO 2 -Emissionen in den Bezugsjahren Kohlendioxid entsteht bei der Verbrennung von Energieträgern. In der Atmosphäre ist Kohlendioxid mit ca. 0,039% enthalten. Seine mittlere atmosphärische Verweilzeit beträgt ca. 120 Jahre. Kohlendioxid wird etwa zu 20% für die Verursachung des Treibhauseffektes verantwortlich gemacht. Die folgende Tabelle zeigt die CO 2 - Emissionen des untersuchten Gebäudes. Verbrauchszeiträume von bis Einheit CO 2 Emissionen berechnet /(CO 2-Äquivalent) kg / a CO 2 Emissionen bezogen auf beheizte Fläche kg / (m²a) Tabelle: CO 2- Emissionen Die berechneten CO 2 -Emissionen beziehen sich auf die Primärenergie, die benötigt wurde um das Gebäude zu betreiben. Um die kg/a CO 2 -Emissionen im Vorjahr ausgleichen zu können müssten m² Wald aufgeforstet werden. [10]

11 1.4 Daten der untersuchten Heizanlage Bild 1: Wärmeerzeuger /Station Bild 2: Hydraulisches System [11]

12 Das Gebäude wird von 2 Wärmeerzeugern mit einer gesamt installierten Heizleistung von 830 kw versorgt. Wärmeerzeuger 1 Wärmeerzeuger 2 Wärmeerzeuger Heizkessel Heizkessel Bauart Standard Standard Hersteller Buderus Buderus Typ Lollar 505 Lollar 505 Leistung 415 kw 415 kw Baujahr Brenner Gebläse Gebläse Brennerhersteller Weishaupt Oertli Brennertyp WG 40N/1-A Unbekannt Leistungsbereich kw kw Baujahr Übertragungsmedium Wasser Wasser Tabelle: Wärmeerzeuger Die Wärmeerzeuger sind Baujahr Gemäß VDI E beträgt die Nutzungsdauer der Wärmeerzeuger 20 Jahre. Die Wärmeerzeuger haben somit noch eine Restnutzungsdauer von -6 Jahren. Der Brenner 1 ist Baujahr Gemäß VDI E beträgt die Nutzungsdauer vom Brenner 12 Jahre. Der Brenner 1 hat somit noch eine Restnutzungsdauer von -2 Jahren. Der Brenner 2 ist Baujahr Gemäß VDI E beträgt die Nutzungsdauer vom Brenner 12 Jahre. Der Brenner 2 hat somit noch eine Restnutzungsdauer von -14 Jahren. [12]

13 Heizkreise Heizkreis 1 Heizkreis 2 Heizkreis 3 Heizkreis 4 Gebäudebereich Kreis 1 Pfarrhaus Kreis 2 Pfarrhaus Kapelle Hotel Funktion Heizkörper Heizkörper Heizkörper Heizkörper Rohrsystem 2 Rohr 2 Rohr 2 Rohr 2 Rohr Auslegungstemperatur [ C] 80/60 80/60 80/60 80/60 Mischer Bauart 3 Wege mit Motor 3 Wege mit Motor Mischer Hersteller Honeywell Honeywell Mischer Typ Centra Centra Pumpe Hersteller Grundfos Wilo Pumpen Typ Nicht erkennbar Stratos Pumpe Geregelt Ja Effiz. Pumpe Pumpen Stufe 1 - Tabelle: Heizkreise Lüftungsanlagen Lüfter 1 Bereich Bauart Hersteller Restaurant Kombiniert Zuluft und Abluft Wolf Typ KG 63 Baujahr 2001 Luftvolumenstrom [m³/h] 5500 Antriebsleistung Lüftermotor [kw] 2,4 Heizregisterleistung 76,7 kw Auslegung Heizregister 60 C / 40 C Standort Kreislaufverbundpumpe Hersteller Kreislaufverbundpumpe Typ Kreislaufverbundpumpe Geregelt Hotel Keller Wilo Nicht erkennbar Ja Kreislaufverbundpumpe Stufe 1 Tabelle: Lüftungsanlagen [13]

14 Trinkwassererwärmung WW Erzeuger 1 WW Erzeuger 2 System Speicherladung Speicherladung Schaltung Parallel durchlaufend Parallel durchlaufend Speicherladung über Lade-Set (intern) Lade-Set (extern) Zirkulation Nach Bedarf Nach Bedarf Begleitheizung Nein Nein Tacosetter Nein Nein Speicherladepumpe Hersteller Wilo Grundfos Speicherladepumpe Typ Nicht erkennbar UPS Speicherladepumpe Geregelt Nicht erkennbar Ja Speicherladepumpe Stufe Nicht erkennbar 1 Zirkulationspumpe Hersteller Wilo Grundfos Zirkulationspumpe Typ Nicht erkennbar UP Zirkulationspumpe Geregelt Nicht erkennbar Ja Zirkulationspumpe Stufe Nicht erkennbar 1 Hersteller Buderus Buderus Typ SF 750 SF500 Anzahl 2 Stck. 2 Stck. Gesamtgröße in Liter Baujahr Tabelle: Trinkwassererwärmung [14]

15 1.5 Bedingungen und Betriebszustand während des 24-h-Messzyklus Bei der Bewertung der Messwerte werden Witterungseinflüsse (Außentemperatur, Feuchte, Wind und Solarstrahlung) sowie thermische Effekte eingebrachter elektrischer Energie und das Regelungsverhalten am Tag der Messung ebenso wie der Einfluss von Temperaturveränderungen an den beiden dem Messzeitraum vorangegangenen Tagen ermittelt und berücksichtigt. Die Bedingungen und die Berechnungsergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt. Zeitraum der Messung :25 bis :24 Heizenergieverbrauch kwh / d Thermischer Effekt der Gebäudespeichermasse -88 kwh / d Thermischer Effekt Eintrag Solarenergie 235 kwh / d Thermischer Effekt Windgeschwindigkeit -21 kwh / d Thermischer Effekt Eintrag Elektroenergie - kwh / d Thermischer Effekt Interne Wärmegewinne - kwh / d Thermischer Effekt Nachtabsenkung / Nachtabschaltung - kwh / d Außentemperatur 2 Tage vor Messung Ø 2 C Außentemperatur 1 Tag vor Messung Ø 2 C Außentemperatur Tag der Messung Ø 3 C Raumtemperatur Ø 22 C Raumfeuchte Ø 31 % Betriebszustand Gebäude bei Messung Sondersituation Leerstandquote 0 % Tabelle: Betriebszustand während des 24-h-Messzyklus Die Strahlung der Sonne wird beim Auftreffen auf das Gebäude in Wärme umgewandelt und führt somit zu einem Energiegewinn. Der thermische Effekt der Solarstrahlung betrug über den Messzyklus 235 kwh. Wind führt zu einer Erhöhung der Luftwechselrate und damit zu einer Verstärkung der Auskühlung des Gebäudes. Der thermische Effekt der Windgeschwindigkeit betrug über den Messzyklus -21 kwh. Gebäude sind, in Abhängigkeit von Ihrer Bauweise, in der Lage Wärme zu speichern. Der thermische Effekt der Gebäudespeichermasse betrug über den Messzyklus -88 kwh. [15]

16 1.6 Bildliche Darstellung des Betriebsverhaltens im 24-h-Messzyklus Die im Rahmen der Analyse erforderliche Messwerterfassung erfolgte mit Hilfe einer mobilen Messeinheit. Die Festlegung der Messstellen erfolgte in Abhängigkeit von der Anlagenkomplexität und der Analysezielsetzung. Der Messzyklus wurde am :25 Uhr gestartet und am :24 Uhr beendet. Während des 24-stündigen Messzyklus wurden die Messstellen im 12-Sekunden-Takt erfasst und gespeichert. Insgesamt wurden dabei pro Messstelle Messwerte erfasst. Die nachfolgende Grafik zeigt den Verlauf ausgewählter Sensoren während des 24-stündigen Messzyklus. Beispielhaft werden für Kessel 1 die Abgastemperatur, die Sauerstoffkonzentration des Abgases, die Vorlauftemperatur, die Rücklauftemperatur des Kessels und die Außentemperatur über den 24-stündigen Messzyklus aufgetragen. Die Messwerte und Kurvenverläufe sind die Grundlage für die fachspezifische Analyse und die Empfehlung zur Kostensenkung und Verbesserung der Energieeffizienz. Die Detailanalysen mit Bildern, Messwerten und Kommentaren sind im Anhang zu finden. Bild 3: Übersicht (ausgewählte Sensoren) [16]

17 2. Bewertung der energetischen Qualität des untersuchten Gebäudes 2.1. Gebäudehülle Der angegebene Wert des Gebäudeeffizienzgrades wird auf die die bewirtschaftete und beheizte Nutzfläche des Gebäudes bezogen, wobei der Wärmebedarf für Trinkwassererwärmung nicht berücksichtigt wird. Er sagt aus, welcher Wärmestrom von der Gebäudeinnenseite an die Außenluft bei einer Temperaturdifferenz Innen- Außen von 1 K bei einer Beheizung von 1 m² beheizte Fläche des Gebäudes auftritt. Durch die Angabe dieses messwertbasierten Wertes wird die Gebäudehülle hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit der Dämmung und Dichtheit vergleichbar. Die Größe des Wärmestroms bzw. der Gebäudeeffizienzgrad ist das Maß für die Dämmqualität und Dichtheit der Gebäudehülle bei dem während der Messung vorherrschendem Betriebszustand. Dieser Wert bietet in Kombination mit der Fehleranalyse und den Empfehlungen aus der Expertenanalyse die Entscheidungs-grundlage für Maßnahmen zur Verbesserung der Energieeffizienz der Gebäudehülle. Gebäudeeffizienzgrad (Wärmestrom bezogen auf die beheizte Fläche aller Gebäude) 2,2 W/(m²K) 2.2. Wärmeerzeugung Für die Erzeugung der benötigten Heizwärme wird der bezogene Brennstoff in einem Wärmeerzeuger verbrannt. Dieser Energieumwandlungsprozess ist immer mit Verlusten verbunden. Ein Wärmeerzeuger besteht aus einem oder mehreren Heizkesseln mit jeweils einem Brenner. Die Kessel werden miteinander und mit weiteren Modulen kombiniert, dabei entstehen weitere Verluste. Die Höhe der Verluste ist abhängig von der Bauart der Kessel, der Brenner und der weiteren Module, der Dämmung, der Justierung der jeweiligen Module und ihrer Abstimmung zueinander. Der Wert der messtechnisch aus dem Betriebsverhalten der Anlage ermittelten Verluste bietet in Kombination mit der Fehleranalyse und den Empfehlungen aus der Expertenanalyse die Entscheidungsgrundlage zur Verbesserung der Energieeffizienz der Wärmeerzeugung. Verluste der Wärmeerzeugung, bezogen auf den oberen Heizwert des Energieträgers 28,5 % 2.3. Wärmeverteilung und Übergabe Raumheizung Die erzeugte Wärme wird bei den in der Mehrzahl verwendeten Zentralheizungsanlagen über wasserund/oder luftgestützte Verteilsysteme in die jeweiligen zu beheizenden Räume verteilt und an die Raumluft übergeben bzw. in den Raum abgestrahlt. Die Höhe der Verluste ist abhängig von der Bauart der verwendeten Verteil- und Übergabemodule, der Dämmung, der Justierung der jeweiligen Module und ihrer Abstimmung zueinander. Der Wert der messtechnisch aus dem Betriebsverhalten der Anlage ermittelten Verluste bietet in Kombination mit der Fehleranalyse und den Empfehlungen aus der Expertenanalyse die Entscheidungsgrundlage zur Verbesserung der Energieeffizienz der Wärmeverteilung und -übergabe Raumheizung Wärmeverteilung und Übergabe Trinkwassererwärmung Die erzeugte Wärme wird bei den in der Mehrzahl verwendeten Zentralheizungsanlagen über wassergestützte Verteil- und Speichersysteme an die jeweiligen Zapfstellen verteilt. Die Höhe der Verluste ist abhängig von der Bauart der verwendeten Verteil- und Übergabemodule, der Dämmung, der Justierung der jeweiligen Module und ihrer Abstimmung zueinander. Der Wert der messtechnisch aus dem Betriebsverhalten der Anlage ermittelten Verluste bietet in Kombination mit der Fehleranalyse und den Empfehlungen aus der Expertenanalyse die Entscheidungsgrundlage zur Verbesserung der Energieeffizienz der Wärmeverteilung und übergabe Trinkwassererwärmung. Verluste der Wärmeverteilung und -übergabe Raumheizung und Trinkwasser 6,4 % [17]

18 2.5. Nutzereinflüsse Der Nutzer bestimmt durch sein Verhalten die Höhe des Verbrauchs für Raumheizung und Trinkwassererwärmung. Er beeinflusst über die ihm zugänglichen Regeleinrichtungen und sein Verhalten die Wärmeanforderung und die Betriebsweise der Heizungsanlage. Die Höhe des nutzerbedingten Mehrverbrauchs ist abhängig von den Nutzeransprüchen, den Nutzergewohnheiten, der Nutzerqualifikation und der Bauart der verwendeten Regel- und Verbrauchsmonitoring-Module. Der Wert des messtechnisch aus dem Betriebsverhalten der Anlage ermittelten nutzerbedingten Mehrverbrauchs bietet in Kombination mit der Fehleranalyse und den Empfehlungen aus der Expertenanalyse die Entscheidungsgrundlage zur Verbesserung der Energieeffizienz in Abstimmung mit dem Nutzer. Nutzerbedingter Mehrverbrauch 0 % 2.6. Verhältnis von installierter bzw. vereinbarter zu erforderlicher Leistung Bei der Planung einer Heizanlage wird die erforderliche bereitzustellende Wärmeleistung aus dem Verhältnis von gewünschter Innentemperatur, der für den Standort des Gebäudes statistisch ermittelten tiefsten über zwei Tage vorherrschenden mittleren Außentemperatur, der für die Trinkwassererwärmung erforderlichen Leistung und einem Zuschlag für eine Aufheizung des Gebäudes berechnet. Hinzu kommen weitere mögliche Sicherheitszuschläge. Diese sind vielfach nicht erforderlich. Hinzu kommt noch, dass bei der Errichtung der Anlage jeweils das Modul der Baureihe mit der größeren Leistung ausgewählt wird. Bei nachträglich gedämmten und mit neuen Fenstern versehenen oder auch einer neuen Nutzungsart zugeführten Gebäuden wird die Dissonanz zwischen der installierten und erforderlichen Leistung ein weiteres Mal gesteigert. Der Wert der messtechnisch aus dem Betriebsverhalten der Anlage ermittelten erforderlichen Leistung bietet in Kombination mit der Fehleranalyse und den Empfehlungen aus der Expertenanalyse die Entscheidungsgrundlage zur Verbesserung der Energieeffizienz und Kostenreduzierung durch Anpassung der installierten an die erforderliche Leistung. Installierte Kesselleistung 830 kw davon erforderlich ohne Leerstand 452 kw Verhältnis 1, Verhältnis von eingesetzter Endenergie zu benötigter Heizwärme Aus den zuvor ermittelten und dargestellten Werten Gebäudeeffizienzgrad, Bauform des Gebäudes, Verluste der Wärmeerzeugung, Wärmeverteilung, Wärmeübergabe, nutzerbedingtem Mehrverbrach und erforderlicher Leistung wird die benötigte Heizwärme für den Messzyklus berechnet. Unter Berücksichtigung der für den Standort des Gebäudes angegebenen mittleren solaren Wärmegewinne, mittlerem Temperaturverlauf und mittlerer Windgeschwindigkeit wird die benötigte Heizwärme auf das Jahr extrapoliert. Der Wert der messtechnisch aus dem Betriebsverhalten der Anlage ermittelten benötigten Heizwärme bietet eine zusätzliche Entscheidungsgrundlage zur Verbesserung der Energieeffizienz und Kostenreduzierung durch die Zusammenfassung der zuvor ermittelten Einzelwerte. Eingesetzte Endenergie kwh nach Berechnung erforderlich bei HG von 18 C kwh Verhältnis 1,1 [18]

19 2.8. Einhaltung thermische Vorgaben Trinkwasserverordnung Temperaturen Warmwasser/Zirkulation Die Trinkwassererwärmung, -speicherung und -verteilung in Zentralheizungsanlagen führt zu längeren Verweilzeiten von erwärmtem Trinkwasser innerhalb des Systems. Zur Vermeidung der Bildung von Keimen ist das Warmwasser auf einem Temperaturniveau größer 60 C zu halten. Die Temperatur des Trinkwassers, das innerhalb des Systems zirkuliert, darf bei Wiedereintritt in den Speicher nicht unter 55 C liegen. Die Zirkulation kann zeitweilig maximal für 8h abgeschaltet werden. Die konkreten Festlegungen, die auch unterschiedliche Speichergrößen und Leitungslängen berücksichtigen, finden sich im DVGW-Arbeitsblatt W551. Die Werte der messtechnisch aus dem Betriebsverhalten der Anlage ermittelten Temperaturen für das erwärmte Trinkwasser bieten die Entscheidungsgrundlage zur Vermeidung von Verstößen gegen gesetzliche Auflagen. Einhaltung thermische Vorgaben Trinkwasserverordnung gemäß DVGW Arbeitsblatt W551 Warmwassertemperatur/Zirkulationstemperatur 57/51 C/ C 2.9. Restnutzungsdauer der Anlage (VDI ) Durch die in die Messdurchführung integrierte Datenaufnahme und Dokumentation der Anlagenparameter kann aus dem Baujahr die Restnutzungsdauer der Hauptmodule der Anlage bzw. des Wärmeerzeugers festgestellt werden. Der berechnete Wert kann in Bezug zu den messtechnisch aus dem Betriebsverhalten der Anlage ermittelten Verlusten in Kombination mit der Fehleranalyse und den Empfehlungen aus der Expertenanalyse gesetzt werden und bietet somit eine Entscheidungsgrundlage für die kostenoptimierte Vorgehensweise zur Verbesserung der Energieeffizienz. Restnutzungsdauer der Anlage (VDI ) -6 Jahre [19]

20 3. Fachspezifische Analyse 3.1 Analysecheckliste Aufgefallene Anlagenmängel- Checkliste - Hinweise des Auftraggebers - Störungsmeldungen - defekte Sicherungseinrichtungen - Undichtigkeiten - lose Kabelverbindungen - Beschädigungen der Isolierung - nicht vorhandener Potenzialabgleich - auffällige Geräusche - auffällige Gerüche - auffällige Einstellwerte - auffällige Messdaten - defekte Absperreinrichtungen - defekte Hausanschlüsse - defekte Abgasführung - Störung Verbrennungsluftzuführung Funktion und Verluste Wärmeerzeugung Taktung Kesselkaskade Durchströmung bei Brennerstillstand Brenneransteuerung - CO-Emission Verluste bei Brennerbetrieb Verluste bei Brennerstillstand Bereitschaftsverluste Abgastemperatur - O2-Konzentration - Brennwertnutzen Spreizung im Kesselkreis Kesselrücklauftemperatur Kesselvorlauftemperatur - Kesselmaximaltemperatur - Kesselsockeltemperatur Funktion und Verluste Raumheizung - Auslegungstemperaturen Heizkreis - Heizkörperdimensionierung Witterungsführung Hydraulischer Abgleich Strangisolierung Pumpeneinstellung Versorgungssicherheit Mischerregelung Heizgrenze Nachtabschaltung Nachtabsenkung - Interaktion Heizkreis - Heizkörperfunktion - Heizflächenfunktion Funktion und Verluste Warmwasserbereitung Volumenstrom Speichertemperatur Funktion Heizregister Speicherladetemperatur Speicherladefrequenz Speicherladeintervalle Speicherauslegung Warmwassertemperatur Zirkulationstemperatur Zirkulationsintervalle - Warmwasserentnahme Einhaltung gesetzlicher Vorgaben Baujahr Heizkessel Abgasverlust - Dämmung Warmwasserleitung CE Kennzeichnung Kessel Außentemperaturregelung - Thermostatventile Regelung Umwälzpumpen Nutzereinflüsse - Eingriffe in Heizungsregelung - Behaglichkeit - Luftwechselrate - Heizkörpernutzung - Störungen Warmwasserentnahme [20]

21 3.2 Aufgefallene Anlagenmängel aus der Begehung Fehlerbeschreibung -z.t. stark korrodierte Wasserleitungen (Gefahr eines Wasserschadens) 3.3 Funktion und Verluste Wärmeerzeugung Fehlerbeschreibung - hohe Vorlauftemperaturen wegen nicht abgestimmter Warmwasserbereitung erhöhte Kesseltaktungen und Verlusten - Abgasverlust nahe Grenzwert 3.4 Funktion und Verluste Raumheizung Fehlerbeschreibung Heizung - evtl. defekte / ausgeschaltete Mischerregelung - nicht witterungsgerechte Vorlauftemperaturen - Hydraulikprobleme durch mögliche Überhitzungen und nicht bedarfsgerechte Volumenströme - geringe Spreizung durch mangelhafte Wärmeabnahme Fehlerbeschreibung Lüftung - nicht bedarfsgerechter Volumenstrom über das Heizregister - geringe Wärmeabnahme durch wahrscheinlich ausgeschalteten Lüfter - fehlender Heiz- und Abschaltbetrieb - Fehlende Koordinierung zwischen Heizungs- und Lüfterbetrieb 3.5 Funktion und Verluste Warmwasserbereitung Fehlerbeschreibung - durchlaufende Warmwasserbereitung auf hohem Temperaturniveau generiert Kesseltaktungen, überhöhten Verlust und Energieeinsatz - kein Zeitprogramm für WWB und Zirkulation - mangelhafte Einstellungen zum Ladepumpen-Set 3.6 Einhaltung gesetzlicher Vorgaben Fehlerbeschreibung - Beachtung der EnEV zu witterungsgerechten Kessel-/Heizkreisführung - Beachtung des DVGW-Arbeitsblattes W551 notwendig 3.7 Nutzereinflüsse Fehlerbeschreibung - [21]

22 4. Empfehlung zur Verbesserung der Energieeffizienz und Kostensenkung 4.1 Maßnahmen zur Anpassung der Anschlussleistung Maßnahme - Reduzierung Brennerleistung beider Kessel 4.2 Einsparempfehlungen nichtinvestiv durch Vertragsanpassungen, Fehlerbehebung und Regelungskorrekturen < 1 /m²) Anlagenmodul Maßnahme Kesselkaskade Heizkreise Lüfter - Verbesserung des Taktbetriebes durch Minimierung der Brennerleistungen - Vermeidung von unnötigen Taktungen durch Anpassung der WWB - Kesseltemperaturniveau so weit wie möglich senken, Übertemperatur zu den Heizkreisen minimieren - Mischerbetrieb aktivieren - Sollwerteinstellung und Heizprogramm nach Nutzerbedürfnissen und Witterung ausrichten bzw. senken - Abstimmung der Volumenströme auf dem Bedarf, Pumpe auf Auslegungsspreizung 20 K einregeln - Absenk-/Abschaltbetrieb für den Heizkreis optimieren/einführen - Überhitzungen der Räume vermeiden - Mischer aktivieren, Sollwerteinstellungen überprüfen/senken - Heiz- und Lüfterbetrieb aufeinander abstimmen - Volumenstrom auf Bedarf des Heizregisters abstimmen Speicher - durchlaufende WWB beenden - Einführung eines Zeitprogramms für WWB und Zirkulation unter Beachtung DVGW-Arbeitsblatt W551, dabei Zirkulation nachts von ca Uhr bis Uhr (oder entsprechend Nutzerwunsch) sperren - Abstimmung der Volumenströme der Ladepumpen-Sets auf den Bedarf 4.3 Einsparempfehlungen geringinvestiv durch Optimierung (1 bis 6 /m²) Anlagenmodul Maßnahme Einsparempfehlungen investiv durch Erneuerung (> 6 /m²) Anlagenmodul Heizkreise Maßnahme - Hydraulischer Abgleich bei Unterversorgung in Bereichen, Einsatz von Effizienzpumpen 4.5 Empfehlungen zur Korrektur technischer Fehlfunktionen durch Fehlerbehebung und Regelungskorrekturen Maßnahme Empfehlungen zur Einhaltung gesetzlicher Vorgaben Maßnahme - kontinuierliche Inspektion, Wartung und Pflege der Kesselanlage - Einhaltung von Forderungen der EnEV und des DVGW 4.7 Empfehlungen zur Korrektur Fehlfunktionen aus Nutzersicht durch Fehlerbehebung und Regelungskorrekturen Maßnahme [22]

23 5. Anhänge 5.1. Anhang 1 - Leistungskurve Wärmeerzeugung Bild 4 Leistungskurve Wärmeerzeuger Taktverhalten (Leistungsanforderung) 5.2. Anhang 2-24-h Verluste Wärmeerzeugung Bild 5 Verluste Wärmeerzeugung [23]

24 5.3. Anhang 3 - Gebäudekennlinie mit Heizlast- bzw. mit Trinkwassererwärmung Die Gebäudekennlinie visualisiert den Zusammenhang zwischen der vorherrschenden Außentemperatur und der benötigten Wärmeleistung des jeweiligen Gebäudes. Aus den Werten der messtechnisch aus dem Betriebsverhalten der Anlage ermittelten Arbeiten für Raumheizung, Trinkwassererwärmung und Lüftung wird in Bezug zu der im Messzeitraum herrschenden Außentemperatur die erforderliche Gesamtleistung errechnet. Diese messtechnisch ermittelte Leistung wird mit einem Punkt im Koordinatensystem sichtbar markiert. Danach erfolgt unter Beachtung der Konfiguration der Heizanlage die Extrapolation der berechneten Werte auf die Auslegungstemperatur. Die Extrapolation erfolgt entweder als Regressionsgerade mehrerer Messpunkte oder hat ihren Fußpunkt bei der Heizgrenztemperatur des Gebäudes. Die Heizgrenztemperatur ist abhängig von Gebäudeeffizienzgrad und Nutzungsart des Gebäudes. Standardmäßig beträgt die Heizgrenztemperatur Innentemperatur minus 4 K. Die Genauigkeit der Extrapolation ist von der während der Messung vorherrschenden Außentemperatur abhängig. Bis zu einer Außentemperatur von 8 C ist die Toleranzgrenze kleiner 20%. Der rote Balken kennzeichnet die erforderliche Spitzenleistung für die Raumheizung, der blaue Balken die erforderliche Spitzenleistung für die Trinkwassererwärmung. Je nach Schaltung der Systeme (Vorrangschaltung oder Parallelschaltung) werden diese Balken nebeneinander oder übereinander angeordnet. Die Darstellung der Gebäudekennlinie unterstützt daher die Entscheidungsfindung bei der kostenoptimierten Neukonfiguration der Heizungsanlage. Bild 6: Gebäudekennlinie Heizlast mit Trinkwassererwärmung 5.4. Anhang 4 - Heizkurve Die Heizkurve visualisiert analog der Gebäudekennlinie den Zusammenhang zwischen der vorherrschenden Außentemperatur und der benötigten Leistung für Raumheizung. Durch die Heizkurve wird festgelegt, bei welcher Außentemperatur welche Vorlauftemperatur für das jeweilige Raumheizungssystem bereitzustellen ist. Die Heizkurve wird durch den Fußpunkt und den Anstieg charakterisiert. Durch den Fußpunkt ist definiert, mit welcher minimalen Vorlauftemperatur das Heizungssystem bei Unterschreiten der Heizgrenztemperatur beschickt wird. Der Anstieg kennzeichnet das Verhältnis von sinkender Außentemperatur und steigender Vorlauftemperatur. Die maximale Vorlauftemperatur ist die bei der für den Standort des Gebäudes statistisch ermittelten tiefsten über zwei Tage vorherrschenden mittleren Außentemperatur. Wegen fehlender Angaben konnte keine Heizkurve generiert werden. [24]

25 5.5. Anhang 5 - Jahresnutzungsgrad der Gesamtanlage gemäß WärmeLV Bei dem Jahresnutzungsgrad handelt es sich um das Verhältnis aus der jährlichen erzeugten Heizwärmemenge für Raumwärme und, wenn vorhanden, der Warmwassererzeugung zu der jährlich eingesetzten Brennstoffwärmemenge. Der Jahresnutzungsgrad setzt sich aus dem feuerungstechnischen Wirkungsgrad ergänzt um Bereitschafts- und Verteilungsverluste der Wärmeversorgungsanlage zusammen. Der feuerungstechnische Wirkungsgrad gibt das Verhältnis an, wie viel der im Brennstoff (Öl, Gas,...) enthaltenen Energie bzw. Leistung (Feuerungsleistung) an den Abgängen des Wärmeerzeugers als Wärmemenge bzw. Heizleistung (Kesselleistung) abgegeben wird. Der feuerungstechnische Wirkungsgrad nimmt ab, wenn die Einstellung der Verbrennungswerte am Brenner nicht optimal ist bzw. wenn die Abgastemperatur auf Grund der Kesselkonstruktion oder wegen verschmutzter Wärmetauscherflächen im Kessel zu hoch ist. Die Ermittlung des feuerungstechnischen Wirkungsgrades ist nur bei Brennerbetrieb möglich. Über das Betriebsjahr wechseln - je nach Lastanforderung - Kesselphasen mit und ohne Brennerbetrieb. In der gesamten Betriebs- und Bereitschaftszeit der Kesselanlage während der Heizperiode, bei ganzjähriger Warmwasserbereitung mit der Kesselanlage somit auch im Sommer, entstehen zusätzlich Bereitschaftsverluste, die aus der Wärmeabgabe der Kesselanlage über die Kesseloberfläche an den Raum sowie Auskühlungsverlusten der Kesselanlage entstehen. Bereitschaftsverluste sind ebenfalls im Jahresnutzungsgrad zu berücksichtigen. Ergänzt um die Verteilungsverluste aus Raumheizung und/oder der Erzeugung und Bereitstellung von Warmwasser errechnet sich aus dem feuerungstechnischen Wirkungsgrad den Jahresnutzungsgrad der Gesamtanlage. Der Jahresnutzungsgrad der Gesamtanlage hängt von den durch Über- bzw. Unterdimensionierung beeinflussten Vollbenutzungsstunden der Kesselanlage, der Qualität der Wärmedämmung des Wärmeerzeugers, den Wärmeverlusten des Heizungsrohrleitungsnetzes, den Verlusten der Warmwasserbereitung und der Warmwasserbereitstellung, den Regelungseinstellung und dem Nutzerverhalten ab. Abweichend davon bleiben zur Bestimmung des Jahresnutzungsgrades der Wärmeerzeugung nach den Anforderungen gemäß 10 der Wärmelieferungsverordnung nachfolgend die Wärmeverluste des Rohrleitungsnetzes (Verteilungsverluste) unberücksichtigt. Auf Grundlage der in der Zeit vom :25 Uhr bis zum :24 Uhr im Objekt durchgeführten Kurzzeitmessung wird, bei näherungsweiser linearer Abhängigkeit von Außentemperatur und Wärmebedarf sowie Analogie zwischen tatsächlichem Wärmebedarf und tatsächlich erforderlicher Kesselleistung, nachfolgend für das untersuchte Objekt aus der Jahresdauerlinie der Außentemperatur des Standortes und der tatsächlich erforderlichen Kesselleistung die theoretische ungeordnete Jahresdauerlinie für eine Heizgrenztemperatur von 18 C konstruiert. Bild 7 Ungeordnete Jahresdauerkennlinie [25]

26 Aus der in Bild 7 gezeigten ungeordneten Jahresdauerkennlinie wurde die in Bild 8 dargestellte geordnete Jahresdauerkennlinie für das untersuchte Objekt erstellt. Die geordnete Jahresdauerkennlinie gibt an, wie viele Stunden im Jahr eine bestimmte Kesselleistung nachgefragt wird und zeigt damit den objektspezifischen Wärmeenergieverbrauch. Objekte ohne Warmwassererzeugung sind durch steiler abfallende Jahresdauerkennlinien als Objekte mit Warmwasserbereitung gekennzeichnet. Zudem sind bei ersteren Objekten die Betriebszeiten um die Tage oberhalb der Heizgrenze verkürzt. Im untersuchten Objekt beträgt die installierte Gesamtleistung des Wärmeerzeugers 830 kw. Die im Rahmen der Expertenanalyse berechnete theoretisch erforderliche Gesamtleistung des Wärmeerzeugers beträgt 452 kw und beinhaltet einen Sicherheitszuschlag von 10 %. Bild 8 Theoretische und tatsächliche geordnete Jahresdauerkennlinie Der Verlauf der grünen Kurve zeigt den unter den vorliegenden Bedingungen theoretisch erforderlichen Heizleistungsbedarf des Objektes, der über die Analyse der Messwerte der Kurzzeitmessung errechnet wurde. Die Fläche unter der Kurve stellt die theoretisch erforderliche Jahreswärmemenge dar. Die im Rahmen der Analyse der Messwerte der Kurzzeitmessung auf die Normwerte angepasste, theoretische Jahreswärmemenge für Heizung und Warmwasser beträgt im untersuchten Objekt kwh. Der Verlauf der roten Kurve zeigt den tatsächlichen jährlichen Heizleistungsbedarf des Objektes für die Raumheizung und der Warmwasserbereitung. Der daraus resultierende Wärmeverbrauch betrug im Jahr kwh. Der Jahresnutzungsgrad der Wärmeerzeugung errechnet sich auf Grundlage der durchgeführten Kurzzeitmessung wie folgt: Jahresnutzungsgrad gemäß WärmeLV = Wärmebedarf Wärmeverbrauch = 72 % Eine Verbesserung des Jahresnutzungsgrades der Wärmeerzeugung kann durch Umsetzung der unter Abschnitt 4.2 und 4.3 dargestellten nicht-investiven bzw. gering-investiven Maßnahmen erreicht werden. [26]

27 5.6. Anhang 6 - Detailanalysen mit Bildern, Messwerten und Kommentaren In den folgenden Seiten werden Probleme aufgezeigt die in der Analyse gefunden wurden. Diese Probleme werden mit Hilfe einer Tabelle und einer Grafik/Bild dokumentiert. Die Tabelle und das Bild werden entsprechend dem auf der Seite gezeigtem Muster aufgebaut. Modul Die Module zeigen die Bereiche an in denen das Optimierungspotential bei der Analyse identifiziert wurden Kommentar Im Kommentar wird der identifizierte Punkt zur Nachbesserung detailliert beschrieben und die Maßnahme zur Optimierung aufgezeigt Das Bild bzw. die Grafik zeigt die Verlaufskurven an Hand derer der Analytiker bzw. unsere Analysesoftware auf den Fehler / das Problem aufmerksam geworden sind. Bild 9: Beispiel Modulname [27]

28 Analysepunkt 1 Modul Kommentar Kessel 1 Die Anlage besteht aus zwei Gebläsebrennerkesseln, die über eine Hydraulische Weiche an das Heizungsnetz angeschlossen sind. Eine Kaskadenbesteuerung wird angenommen. Kessel 1 arbeitet im Messzeitraum mit 149 Starts und einer Brennerlaufzeit von 14,8 h. Die durchschnittliche Laufzeit pro Start beträgt ~ 6 min. und die Taktrate ~ 6,2 / h. Auf Grund der fast doppelten Überdimensionierung der Kessel ist eine hohe Starthäufigkeit zu beklagen. Das führt zu hohen Bereitschaftsverlusten von ca. 10% Der Kessel ist durchgängig und ohne Absenkung in Betrieb. Das widerspricht dem Anliegen der EnEV. Die Kesseltemperaturen sind auf zu hohem, nicht witterungsgerechtem Niveau (vgl. Bild 12) und verursachen überhöhte Verluste und Energieeinsätze. Sie werden durch die Anforderung aus der Warmwasserbereitung in der Höhe und der Zeit bestimmt Die Abgastemperatur entspricht den Herstellerangaben für den Teillastbetrieb, jedoch beträgt der Abgasverlust über 7% und ist damit nahe dem Grenzwert lt. 1. BImSchV von 9%. Die Verbrennungsluft wurde dem Heizraum entnommen. Sie beträgt im Mittel 15,3 C. Ihre Höhe gilt erfahrungsgemäß als Maß für die Qualität der Isolierung der Anlagenteile im Heizraum. Danach ist die Qualität der Isolierung als befriedigend einzuschätzen. Empfehlung: 1. Brennerleistung soweit wie techn. zugelassen absenken. 2. Kesselwartung und Inspektion zur Senkung der Abgasverluste 3. Kesseltemperatur durch Veränderungen zur Warmwasserbereitung entsprechend Kommentar zu Bild 17 und 26/27 soweit wie möglich senken. 4. Regelungsparameter optimieren Bild 10: Kessel 1 [28]

29 Analysepunkt 2 Modul Kessel 2 Kommentar Kessel 2 arbeitet im Messzeitraum nicht. Die Vor- und Rücklauftemperatur ist in gleicher Höhe. Sie werden in ihrer Höhe durch Wärmeleitung über den Rücklauf bestimmt. Durch die während des Kesselstillstandes in den Brennraum abgestrahlte Wärme steigt die Abgastemperatur. Beide nicht quantifizierbare Energiemengen sind als Verluste zu werten. Empfehlungen wie zu Kessel 1. Bild 11: Kessel 2 [29]

30 Analysepunkt 3 Modul Kommentar Hydraulische Weiche Die Hydraulische Weiche arbeitet gut. Durch einen höheren Volumenstrom in der Heizungsanlage wird über den Rücklauf der Hydraulischen Weiche die Verteiler-VL-Temperatur gegenüber der Kessel-VL- Temperatur bis gegen 0 Uhr abgesenkt. Auf Grund der dann niedrigeren Volumenströme im Heizungsnetz bleibt die VL-Temp. aus dem Kessel in ihrer Höhe erhalten, jedoch wird die Kessel-RL.-Temperatur angehoben. Bild 13: Die nur teilweise gemessene RL-Temperatur zur Wasserweiche wird durch den Anschluss der Villa Anna beeinflusst. Es ist anzunehmen, dass der RL aus der Villa wegen geringer Wärmeabnahme hoch ist. Bild : Temperaturverhalten über der Hydraulischen Weiche [30]

31 Analysepunkt 4 Modul Heizkreis 1 (Pfarrhaus) und Heizkreis 2 Kommentar Beide Heizkreise werden über einen gemeinsamen Mischer mit Wärme versorgt, der von ca Uhr außer Betrieb ist. Die HK-Auslegungen sind 80 C/60 C. Mängel: 1. Nach der Witterung um bis zu 10 K zu hohe VL-Temperaturen 2. Zeitlich zu geringer nächtlicher Abschaltbetrieb. Empfehlung: 1. Abstimmung/Korrektur der Sollwerteinstellungen an der Mischerregelung und der Pumpenvolumenströme lt. Bedarf 2. Unter Beachtung des Nutzungsprofils sollte ein Abschaltbetrieb zwischen ca Uhr und 5.00 Uhr geprüft werden. 3. Sollte durch die Maßnahmen eine Unterversorgung in Bereichen eintreten, wird ein Hydraulischer Abgleich empfohlen Bild 14: Temperaturverhalten nach dem Mischer [31]

32 Analysepunkt 5 Modul Heizkreis 1 (Pfarrhaus) Heizkreis 2 Kommentar Das Vorlauftemperaturverhalten beider HK ist gleich und entspricht den nach dem Mischer lt. Bild 14. Das Rücklauftemperaturverhalten der Heizkreise beeinflusst in Summe das Temperaturverhalten des Rücklaufs am Mischer. Die Mängel und Empfehlungen entsprechen denen des vorhergehenden Analysepunktes. Bild 15: Heizkreis 1 Bild 16: Heizkreis 2 [32]

33 Analysepunkt 6 Modul Speicher (Pfarrhaus) Kommentar Die Warmwasserbereitung erfolgt über zwei parallel geschaltete WW-Speicher mit integriertem Lade-Set und einer Gesamtwassermenge von Liter. Nach dem Kurvenverlauf erfolgt die WWB zur Erhöhung der Leistungskennzahl in durchgängigen Betrieb. Diese Betriebsweise bewirkt ständige Kesselanforderungen auf gleichmäßig hohem Temperaturniveau von im Mittel 75,6 C. Sie ist uneffektiv und führt zu erhöhtem Taktverhalten, Wärmeverlust durch Abstrahlung und Energieeinsatz. Die Notwendigkeit der Warmwasserleistung von mind l/h und die Sinnhaftigkeit der durchgängigen WW-Bereitung sind zu prüfen. Die Zirkulation ist wie die WWB in der gleichen Zeit in Betrieb. Erfahrungsgemäß verursachen eine zeitlich ungünstig gesteuerte oder durchgehende Zirkulation ein übermäßiges Abkühlen des Speicherwassers und überhöhte Verluste und Energieeinsätze. Die gemessenen Zirkulationstemperaturen (VL: 53,7-58,4 C und RL: 48,4 C - 52,0 C) erfüllen die Forderungen des DVGW-Arbeitsblattes W551 nicht. Danach muß die Zirkulationstemperatur mind. 60 C im Vorlauf und 55 C im Rücklauf betragen. Von der VL-Temperatur der Zirkulation kann auf die Höhe der Speichertemperatur geschlossen werden. Sie wird demnach unter 60 C angenommen. Aus der niedrigen Speichertemperatur und dem durchgängigen Ladebetrieb ist auf eine Fehleinstellung der Speichertemperatur und/oder des Speicherlade-Sets zu schließen. Es scheint die die Speichertemperatur zu gering eingestellt und/oder der für die Ladung notwendige Heizwasserbedarf nicht zur Verfügung zu stehen. Empfehlungen: 1. Überprüfung/Veränderung der Speichertemperaturhöhe bzw. Anpassung des Ladestromvolumens des Lade-Set an den Bedarf 2. Überprüfung der Notwendigkeit einer hohen Warmwasserleistung und eines durchgehenden Speicherbetriebes an Hand des Nutzungsprofils und Einführung von Speicherlade- und Zirkulationszeiten unter Beachtung der Möglichkeiten, die das DVGW-Arbeitsblattes W551 bietet. 3. Verringerung der Auskühlverluste durch Überprüfung der Isolation der Zirkulationsleitung und Beseitigung von evtl. Isolationsmängeln. Zirkulationsnetz ggfls. abgleichen 4. Der Warmwasserspeicher und das Lade-Set sollte bei den jährlichen Wartungszyklen der Heizungsanlage einer Kontrolle und Wartung unterzogen und ggfls. gereinigt/entschlammt werden. [33]

34 Bild 17: Warmwasserbereitung Pfarrhaus [34]

35 Analysepunkt 7 Modul Kommentar Heizkreis 4 (Hotel) Die Bilder verdeutlichen das Temperaturverhalten im Mischerheizkreis 4 (Hotel). Bild 20 zeigt den Temperaturverlauf am Strangende bzw. an einem Verbraucher. Zum Heizkreis ist eine Systemauslegung von 80 C/60 C angegeben. Mängel: 1. durchgängiger Betrieb entgegen den Forderungen der EnEV; kein Heiz- und Absenk-/Abschaltprogramm 2. offener bzw. defekter Mischer bzw. nicht witterungsgerechte Regelung des Heizkreises mit bis zu 20 K zu hohen Vorlauftemperaturen 3. geringe Spreizung im HK 4 und alternierender Rücklauf verdeutlicht geringe bis keine Wärmeabnahme 4. hydraulische Probleme wegen zur Einhaltung der Raumtemperatur und zur Vermeidung von Überhitzungen im unteren Bereich arbeitende Thermostatventile 5. zu hohe VL-Temperaturen am Verbraucher bei fast normaler Spreizung Empfehlungen: 1. Überprüfung und evtl. Reparatur/Inbetriebnahme des Mischers / der Regelung 2. Minimierung der Sollwerteinstellungen zum Mischerheizkreis, Anpassung der Mischerregelung an die Witterung 3. Einführung eines Heizzeit- und Absenk-/Abschaltprogramms nach dem Nutzungsprofil 4. Einregulierung des bedarfsgerechten Pumpenvolumenstromes 5. Unter Beachtung des Nutzungsprofils und der Güte des Baukörpers wird bei Außentemperaturen über dem Gefrierpunkt eine nächtliche Abschaltung des HK anstatt einer Absenkung empfohlen. Absenkphasen führen bei Außentemperaturen über dem Gefrierpunkt erfahrungsgemäß zu keinen nennenswerten Absenkergebnissen und können die Raumtemperatur noch auf zu hohem Niveau halten. Eine optimale Einstellung mindert die Verluste und spart Heizkosten. 6. Sollte durch die Maßnahmen eine Unterversorgung in Bereichen eintreten, wird ein Hydraulischer Abgleich empfohlen Bild 18: Temperaturverlauf vor dem Mischer (Anlagentemperatur) [35]

36 Bild 19: Temperaturverlauf nach dem Mischer (Heizkreistemperatur) Bild 20: Temperaturverlauf am Strangende bzw. Verbraucher [36]

37 Analysepunkt 8 Modul Lüfterheizkreis (Restaurant) Kommentar Der Lüfterheizkreis ist mit einem Heizregisters von 76,7 kw und einer Systemauslegung von 60 C/40 C angegeben. Nach Hydraulikbild 2 wird der Heizkreis über einen Mischer besteuert. Er ist von ca Uhr mit einer kurzzeitigen Unterbrechung gegen 6 Uhr abgeschaltet. Mängel: 1. stark alternierender VL in Bild 21 verdeutlicht stark schwankenden Volumenstrom durch sich öffnenden und schließenden Mischer (Hydraulikprobleme nach dem Mischer) 2. mangelhafter Volumenstrom im Heizregisterkreislauf (Bild 22) bewirkt stark alternierenden Mischerbetrieb 3. geringe Spreizung im Betriebsfall (Bild 22) verdeutlicht geringe Wärmeabnahme durch wahrscheinlich ausgeschaltete Lüftung Empfehlungen: 1. Überprüfung und evtl. Anpassung der Sollwerteinstellung der Lüfterkreisregelung an die Anschlussbedingungen des Verbrauchers 2. Überprüfung, ob nach dem Nutzungsprofil ein sinnvolle Verquickung zwischen Heizzeit-/Abschaltprogramms für das Heizregister und der Lüfterbesteuerung möglich ist (Heizkreisabschaltung bei Lüfter-Aus). 3. Überprüfung der Einstellung des für das Heizregister notwendigen bzw. bedarfsgerechten Pumpenvolumenstromes 4. Vermeidung nutzungsbedingter Beeinflussungen der Verbraucher Bild 21: Lüfterheizkreis (vor dem Mischer - Anlage)) [37]

38 Bild 22: Lüfterheizkreis (nach dem Mischer - Lüfterkreis) [38]

39 Analysepunkt 9 Modul Kommentar Heizkreis 3 (Kapelle) Die Bilder verdeutlichen das Temperaturverhalten im Mischerkreis 3 (Kapelle). Bild 25 zeigt den Temperaturverlauf am Strangende bzw. an einem Verbraucher. Zum Heizkreis ist eine Systemauslegung von 80 C/60 C angegeben. Mängel: 1. durchgängiger Betrieb entgegen den Forderungen der EnEV; kein Heiz- und Absenk-/Abschaltprogramm 2. offener bzw. defekter Mischer bzw. nicht witterungsgerechte Regelung des Heizkreises mit bis zu 20 K zu hohen Vorlauftemperaturen 3. Temperaturverlust von mind. 10 K vom Mischer bis zum Verbraucher durch wahrscheinliche Isolationsmängel 4. hydraulische Probleme und sehr hohe Spreizung am Verbraucher wegen zur Einhaltung der Raumtemperatur und zur Vermeidung von Überhitzungen im unteren Bereich arbeitende Thermostatventile und nicht bedarfsgerechter Volumenströme 5. nicht witterungsgerechte VL-Temperaturen am Verbraucher Empfehlungen: 1. Überprüfung und evtl. Reparatur/Inbetriebnahme des Mischers / der Regelung 2. Minimierung der Sollwerteinstellungen zum Mischerheizkreis, Anpassung der Mischerregelung an die Witterung 3. Einführung eines Heizzeit- und Absenk-/Abschaltprogramms nach dem Nutzungsprofil 4. Einregulierung des bedarfsgerechten Pumpenvolumenstromes 5. Unter Beachtung des Nutzungsprofils und der Güte des Baukörpers wird bei Außentemperaturen über dem Gefrierpunkt eine nächtliche Abschaltung des HK anstatt einer Absenkung empfohlen. Absenkphasen führen bei Außentemperaturen über dem Gefrierpunkt erfahrungsgemäß zu keinen nennenswerten Absenkergebnissen und können die Raumtemperatur noch auf zu hohem Niveau halten. Eine optimale Einstellung mindert die Verluste und spart Heizkosten. 6. Sollte durch die Maßnahmen eine Unterversorgung in Bereichen eintreten, wird ein Hydraulischer Abgleich empfohlen Bild 23: Temperaturverlauf am Strangende (Kapelle) [39]

40 Bild 24: Temperaturverlauf nach dem Mischer (Heizkreis) Bild 25: Temperaturverlauf am Strangende bzw. an einem Verbraucher [40]

41 Analysepunkt 10 Modul Speicher (Kapelle) Kommentar Die Warmwasserbereitung erfolgt über zwei parallel geschaltete WW-Speicher mit externem Lade-Set und einer Gesamtwassermenge von Liter. Nach dem Kurvenverlauf erfolgt die WWB zur Erhöhung der Leistungskennzahl in durchgängigen Betrieb. Diese Betriebsweise bewirkt ständige Kesselanforderungen auf gleichmäßig hohem Temperaturniveau von im Mittel 75,6 C. Sie ist uneffektiv und führt zu erhöhtem Taktverhalten, Wärmeverlust durch Abstrahlung und Energieeinsatz. Demgegenüber sind aus Bild 27 diskontinuierliche Ladezyklen (Temperatureinbrüche zu Ladebeginn) und damit ein beschränkter Bedarf ersichtlich. Außerdem ist während der bedarfsschwachen Zeiten von ca. 0 Uhr bis 6 Uhr eine Überladung des Speichers zu erkennen. Aus diesem Grunde wird die Sinnhaftigkeit der durchgängigen WW-Bereitung und die Notwendigkeit einer permanenten Bereitstellung einer Warmwasserleistung von mind l/h im hohen Maße bezweifelt. Die Zirkulation ist wie die WWB in der gleichen Zeit in Betrieb. Erfahrungsgemäß verursachen eine zeitlich ungünstig gesteuerte oder durchgehende Zirkulation ein übermäßiges Abkühlen des Speicherwassers und überhöhte Verluste und Energieeinsätze. Aus der Spreizung in der bedarfsschwachen Zeit von ca. 0 Uhr bis 6 Uhr lässt sich dies ableiten. Die gemessenen Zirkulationstemperaturen (VL: 62,1-71,0 C und RL: 56,3 C - 62,6 C) erfüllen die Forderungen des DVGW-Arbeitsblattes W551. Von der VL-Temperatur der Zirkulation kann auf die Höhe der Speichertemperatur geschlossen werden. Sie wird demnach mitunter bis 71 C angenommen. Bei ihrer Höhe ist Kesselsteinbildung zu befürchten. Aus der Intensität und Folge der Ladezyklen und dem durchgängigen Ladebetrieb ist auf eine Fehleinstellung des Speicherlade-Sets und der diesbezüglichen Regelung zu schließen. Empfehlungen: 1. Für die Betriebsführung der Kesselanlage und zur Vermeidung durchgängig hoher Kesseltemperaturen und Energieverluste wäre es sinnvoll die Notwendigkeit der permanenten Bereitstellung einer hohen Warmwasserleistung und eines durchgehenden Speicherbetriebes zu überprüfen. 2. Es wird unter Beachtung des Nutzungsprofils die Einführung von Speicherlade- und Zirkulationszeiten und die Überprüfung/Anpassung des Ladestromvolumens des Lade-Sets an den Bedarf empfohlen (vgl. DVGW-Arbeitsblatt W551) 3. Verringerung der Auskühlverluste durch Überprüfung der Isolation der Zirkulationsleitung und Beseitigung von evtl. Isolationsmängeln. Zirkulationsnetz ggfls. abgleichen 4. Der Warmwasserspeicher und das Lade-Set sollte bei den jährlichen Wartungszyklen der Heizungsanlage einer Kontrolle und Wartung unterzogen und ggfls. gereinigt/entschlammt werden. [41]

42 Bild 26: Warmwasserbereitung Kapelle (vor Wärmetauscher-Set) Bild 27: Warmwasserbereitung Kapelle (nach dem Wärmetauscher-Set) [42]