Messwertgestützte Beratung zur optimalen Wartung und Einstellung von Heizungsanlagen - Energiemonitor
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Energiemonitor Messwertgestützte Beratung zur optimalen Wartung und Einstellung von Heizungsanlagen
Die Verbesserung der Energieeffizienz von Heizungsanlagen...
Der Kauf einer Immobilie aber auch Modernisierungs-, Sanierungs- oder Renovierungsmaßnahmen an Heizungsanlagen sind langfristige Inves-
titionen und haben weitreichende Folgen. Einen hohen Stellenwert im Rahmen dieser Entscheidungen hat die Effizienz der Wärmeerzeugung
einer Heizungsanlage. Diese Effizienz hängt maßgeblich von der richtigen Anpassung der Anlage an das Gebäude ab.
Mit energieeffizienter Technik ist es heute möglich, auch Bestandsgebäude wirtschaftlicher und umweltschonender zu betreiben als noch vor
einigen Jahren. Gerade bei investitionsintensiven Sanierungen von Bestandsgebäuden ist es wichtig, die richtigen Investitionsentscheidungen
zu treffen.
Energieverbrauch im Privathaus Den Hebel richtig ansetzen
1,0% Licht Untersuchungen belegen, dass ca. 78 %
2,5% Waschen, Kochen, Spülen des gesamten Energieverbrauchs im
3,0% Kühlen, Gefrieren Gebäude durch die Heizung verursacht
4,5% Sonstige Geräte wird. Lange Zeit war die Wärmedämmung
11,0% Warmwasser im Fokus von Sanierungsmaßnahmen.
78 % Heizung Inzwischen weiß man, dass vor allem durch
eine verbesserte und optimierte Einstellung
und Proportionierung der Heizungsanlage
beachtliche Einsparpotentiale ohne größere
Investitionsaufwendungen erschlossen wer-
78 % Heizung den können.
Quelle: DENA Deutsche Energie-Agentur, www.thema-energie.de
...entwickelt sich immer mehr zur Dienstleistung für den Heizungsbauer und
Energiemanager
Die Nachfrager dieser Dienstleistung sind vielfältig, z.B.
• der Energiecontractor, der die optimale Anlageneinstellung
für seine Kunden sucht.
• der Hausmeister, der u.a. für die korrekte Einstellung der
Heizungsanlage in einem Mehrfamilienhaus zuständig ist.
• der Facility Manager, der das komplette technische
Management eines Gebäudes übernimmt.
• und der Firmeninhaber, der zur Nebenkostensenkung auch
die Heizkosten minimal halten möchte.
Durch den Einsatz geeigneter Messtechnik kann die optimale Heiz- • der Vermieter, der den Marktwert seiner Immobilie durch
leistung ermittelt und eingestellt werden. Die messwertgestützte Ana- niedrige Energiekosten erhöhen möchte.
2 lyse des Einsparpotentials bietet dann die Grundlage für die qualifi- • der Hausbesitzer, der den steigenden Brennstoffkosten
zierte Beratung zu Optimierungsmaßnahmen oder Ersatz- und Neuin- entgegen wirken möchte.
vestitionen.
Maßnahmen zur Optimierung von Heizungsanlagen
Faktoren die den Energieverbrauch beinflussen:
Die Gebäudehülle:
Die Wertigkeit der Gebäudehülle kann über die ermittelte Heizlast
definiert werden. Überprüfen der Effekte von Sanierungsmaßnahmen,
wie z.B. Trockenlegung, Abdichtung, Dämmung oder Fensteraus-
tausch durch eine Vorher-/Nachher-Messung
Das Nutzerverhalten:
Der Nutzer hat erheblichen Einfluss auf seinen Energieverbrauch durch
- Festlegung der Innenraumtemperatur
- die Luftwechselraten (z.B. ungünstiges Lüftungsverhalten)
- die Wärmeverteilung (Einstellung der Heizkörperventile)
- durch den Brauchwasserbedarf
Aus diesem Umstand resultieren Vorschläge zur Optimierung des
Nutzverhaltens, um Energie und damit auch Kosten einzusparen.
Die Heizungsanlage:
Die Effizienz der Heizungsanlage is abhängig vom Nutzungsgrad des
Kessels. Durch die Optimierung bzw. den Austausch älterer Anlagen
bzw. der Konfiguration der Anlage kann der Verbrauch merklich opti-
miert werden.
Aber auch schon ein geringer Aufwand, wie beispielsweise eine opti-
mierte Regelungseinstellung der Heizungsanlage kann maßgeblich zur
Optimierung der Betriebsverhaltens einer Anlage beitragen.
Weitere Faktoren sind Betriebssicherheit und der Wartungsaufwand
Abgestimmte Maßnahmen:
• Optimierung der Regelungseinstellung der Anlage
• Erkennen und Beheben von Hydraulikfehlern
• Energiesparende Programmierung
• Erkennen von Fehleinstellungen und möglichen Schadensursachen an Brenner, Kessel- und Abgassystemen
• Sicherung eines störungsfreien Betriebs der Anlage
• Anpassung der Pumpenleistung
• Erkennen von Verschleiß oder Verschmutzungen an Kesselbau teilen
• Richtige Anpassung des Brenners an den Kessel
• Richtige Anpassung der Heizungsanlage an das Gebäude
• Anpassung der Dimensionierung des Wärmespeichers 3
• Vorschläge zur Optimierung des Nutzerverhaltens
• Austausch der Heizungsanlage
Der Ablauf der Energiemonitor-Messung
Der Ablauf der Energie-
monitor-Messung
Basis dieser Messung ist die
Heizungsanlage.
Die Messung geht in folgenden
Verfahrensschritten vor sich:
• Erfassen der energetisch
relevanten Daten des
Gebäudes und der
Heizungsanlage mit Hilfe
des Datenblatts
• Aufbau und Installation der
einzelnen Logger durch den
Fachmann
• eigenständige Aufzeichnung
der verschiedenen Mess-
werte durch den Energie-
monitor über einen definier-
ten Zeitraum von 24 h
Folgende Messwerte werden
dabei erfasst:
Raumtemperatur TeRa °C
Raumfeuchte FeRa %rF
Außentemperatur TeAu °C
Kessel Vorlauf VoKe °C
Kessel Rücklauf RüKe °C
Heizung Vorlauf VoHz °C
Heizung Rücklauf RüHz °C
Speicher Vorlauf VoSp °C
Speicher Rücklauf RüSp °C
O2 -Gehalt im Abgas O2 %
CO-Gehalt im Abgas CO ppm
Verbrennungstemp. VT °C
Abgastemperatur AT °C
Nach der Aufzeichnung erfolgt
die Auswertung der Daten durch
den Fachmann mit Angabe der
einzustellenden Brennerleistung
und des anlagenbedingten Ein-
4 sparpotentials.
Messung der Innen-
temperatur und
Feuchte in einem
Referenzraum
Messung der Außen-
temperatur
Messung der Vor-
und Rücklauftempe-
raturen, der Raum-
heizung, des Kessels
und der Brauch-
wasserbereitung
Messung der Abgasparameter
Fragebogen auf PC
zur Speicherung der
Gebäude- und Hei-
zungsdaten
Inhalt des Datenblatts:
• Kundendaten
• Gebäudeparameter (z.B. Nutzfläche, Baujahr, Sanierung, etc.)
• Auslegungstemperatur
• Energieträger und -verbrauch
• Parameter Heizkessel (z.B. Standard- oder Brennwertkessel,
Anzahl der Kessel, Raumluftabhängigkeit, etc.)
• Parameter des Abgassystems (z.B. Art des Kaminausgleichs)
• Parameter der Regelung (witterungsgeführte oder raumtemperatur-
geführte Regelung, Mischer vorhanden, etc.)
• Plazierung, Sensorik
• Wetterbedingungen am Messtag (z.B. sonnig, trocken, regnerisch)
• Ermittlung der aktuellen Brennstoffdurchsätze bei der Messung 5
Die Auswertung
Die jeweiligen Messungen werden grafisch dargestellt, um das unterschiedliche Betriebsverhalten der Heizungsanlage genauer untersuchen
zu können (z.B. Temperaturwerte, Taktung, Spreizung, Schaltzeiten, Abgaswerte, etc.).
unnötige Brennerstarts notwendige Brennerstarts
Werkseinstellung: Energieverschwendung durch bereitgestellte Anpassung: Energieeinstellung entsprechend Anforderung
aber nicht angenommene Wärme
Das obige, nicht untypische Beispiel, zeigt die Optimierung der Brennereinstellung und der Regelung bei einem Einfamilienhaus, Baujahr 1997
mit max. Heizlast 8 kW, Standard-Therme 18 kW und einem Brauchwasserspeicher von 120 Litern wie folgt.
Nennlast des Kessels Sommer- Winterumschaltung Brennerstarts innerhalb 24 Std. Mittlere Laufzeit des Brenners
Werkseinstellung 18 kW 20 °C 88 2,6 min / Takt
Nach der Optimierung 10 kW 15 °C 7 5,4 min / Takt
Das Ergebnis der Optimierung ist eine Kosteneinsparung von ca. 300 € pro Jahr
Die Auswertung enthält
• mittleren Wirkungsgrad/Abgasverlust in % über den Messzeitraum • Maximale Heizlast in kW
• Nutzungsgrad in % über den Messzeitraum • Einzustellende Brennerleistung in kW
• Wärmebedarf Heizung und Warmwasser / Jahr in kWh • Anlagenbedingtes Einsparpotentiale in kWh
Wirkungsgrad / Abgasverlust in % (feuerungstechnisch) Wärmebedarf Heizung und Warmwasser / Jahr in kWh:
Der Wirkungsgrad ist für den stationären Zustand definiert und Mit dem Wärmebedarf wird die für die Beheizung und Warmwasser-
schließt Strahlungs- und Abgasverluste ein. Der Strahlungsverlust ist aufbereitung pro Jahr benötigte Energie in kWh angezeigt.
dabei der Verlust, der durch das Abstrahlen der Wärme durch den
Kessel bzw. seine Bauteile verloren geht. Als Abgasverlust wird die Einzustellende Brennerleistung in kW
Wärme bezeichnet, die mit den heißen Kesselabgasen zum Schorn- Diese Angabe zeigt an, welche Leistung der Brenner mindestens
stein hinausgeht. Diese Verluste stehen dem Gebäude also nicht erbringen muss, um das Gebäude optimal mit Wärme und Warmwas-
mehr als Wärme zur Verfügung. ser zu versorgen.
Nutzungsgrad in %
Der Nutzungsgrad schließt neben den Abstrahl- und Abgasverlusten Anlagenbedingtes Einsparpotential in kW:
auch die Verluste mit ein, die durch das Takten des Brenners Das anlagenbedingte Einsparpotential zeigt, wie viel kW/h durch eine
entstehen. optimalere Einstellung von z.B. Brenner, Pumpen, Mischer bzw. durch
maximale Heizlast den Austausch des Kessels gespart werden können.
Die maximale Heizlast entspricht dem maximalen Wärmebedarf eines
6 Gebäudes bei der tiefsten statistisch zu erwartenden Außentempera-
tur (Auslegungstemperatur).
Richtlinie der EU zur Gebäudeenergieeffizienz
Nahezu unbemerkt von der Öffentlichkeit trat zum 04.01.2003 eine Da sich die Richtlinie nicht nur auf Neubauten, sondern auch auf alle
Richtlinie der europäischen Union zur Bestimmung der Energieeffi- Bestandsgebäude bezieht, ergeben sich dadurch neue Aufgaben bei
zienz von Gebäuden in Kraft. Bis zum 04.01.2006 muss diese Richtli- der Planung und Wartung von Heizungsanlagen. Hier sind Energiebe-
nie europaweit in nationales Recht umgesetzt werden. Ziel dieser rater, Heizungsbauer, Schornsteinfeger und Energieversorger gleich-
Richtlinie ist die Begrenzung und Senkung der CO2-Emissionen und ermaßen gefragt.
des Energieverbrauchs.
Inspektion von Heizungsanlagen: Auszug aus der EU-Richtlinie
Befeuerung mit nicht erneuerbaren festen oder flüssigen Brennstof-
fen:
Heizkessel 20 ... 100 kW: regelmäßige Inspektion
Heizkessel >100 kW: Inspektion mind. alle zwei Jahre
Heizkessel >20 kW einmalige Inspektion, Überprüfung des
und älter als15 Jahre: Wirkungsgrades und der Kesseldimensio-
nierung im Verhältnis zum Heizbedarf des
Gebäudes => Ratschläge zum Austausch
des Kessel, zu sonstigen Veränderungen
am Heizsystem oder für Alternativlösun-
gen.
Gas-H
Heizkessel: Inspektion mind. alle 4 Jahre
ODER (optional je nach Mitgliedstaat)
Der Mitgliedstaat legt Maßnahmen zur Beratung über die Effizienz
oder den Austausch von Heizkesseln, sonstigen Veränderungen am
Heizsystem oder Alternativlösungen fest.
Der „Energiepass“
Ausweis über die Gesamtenergieeffizienz
Der ab dem Jahr 2006 Pflicht werdende Energiepass für Neubauten
und Bestandsgebäude kann dem Heizungshandwerk bzw. dem
Energieberater bei negativer energetischer Bewertung von Gebäu-
den als Grundlage für weiterführende Analysen der Heizungsanlage
dienen.
Mit Hilfe dieser Analysen kann die Heizungsanlage optimiert bzw.
ausgetauscht werden, um den Wirkungsgrad der Anlage zu steigern
und damit Brennstoff und Kosten einzusparen und die Gesamtbe-
wertung des Gebäudes zu verbessern.
7
Die komplette Lösung in einem Set
Stück Das testo-Energiemonitor-Set auf einen Blick Art.nr 0563 0359 4950.00 €
Control-Unit Energiemonitor inkl. Akku und Kalibrier-Protokoll
--------- Analysebox testo 350 XL, bestückt mit O2, CO, Version Energiemonitor
PC-Auslese-/Konvertierungssoftware mit Auswerte- und Grafikfunktionen, Onlinemessung
Mini-Verbrennungsluftfühler, Eintauchtiefe 60 mm, Tmax. +100°C
Abgassonde 180 mm, 500°C, 8 mm
Halterung Abgassonde
Schlauch mit Kondensatableitung und Kondensatgefäß 2 m
Messkoffer (Leder) mit Schubfächern für Messgeräte und Zubehör
USB Anschlusskabel, Verbindung Messgerät – PC
Serielles Anschlusskabel für testo 350
Temperatur-Logger testo 175-T2 zur Messung der Außentemperatur
Temperatur-Logger testo 175 T3 zur Messung der Heizungs-, Brenner- und Kesseltemperatu-
ren, 3 Stück
Feuchte-/Temperatur-Logger testo 175-H2 zur Messung der Innentemperatur und der Raum-
feuchte
USB-Interface inkl. PC-Anschlusskabel für testo 175 inkl. Tischschalen
Klettbandfühler für Rohr bis 120 mm Durchmesser, 2 Stück
Rohranlegefühler für 5mm - 65 mm Rohrdurchmesser zur Bestimmung der Vor- und Rücklauf-
temperaturen, 4 Stück
Schloss für testo 175/177
Fax an: Stück Zusätzliche Bestell-Optionen zum Set
ratiodomo / id Ingenieurbüro Donath Ersatz-Thermopapier für Drucker, 6 RollenLangzeit-lesbare
--------- Messdatendokumentation bis zu 10 Jahren 0554 0568 18.00
Am Rondel 6
TÜV-geprüfte Abgassonde 335 mm Eintauchtiefe inkl. Konus,
18211 Ostseebad Nienhagen --------- Thermoelement NiCr-Ni bis + 500°C , 2,2 m 0600 8550 415.00
Telefon 038203-84855 --------- Ersatz-Schmutzfilter, 20er-Pack 0554 3381 35.00
Telefax 038203-84856 testo 175-T2, Temperatur-Datenlogger, 2-Kanal, mit internem
Sensor, externem Fühlereingang, Wandhalterung und
E-Mail: id.Donath@t-online.de
--------- Kalibrierprotokoll 0563 1755 113.00
Internet: www.ratiodomo.de
--------- Stummelfühler für testo 175-T2, IP 54 0628 7510 38.00
Testo 175-T3, Temperatur-Datenlogger, 2-Kanal, mit 2
--------- Fühlereingängen, Wandhalterung und Kalibrierprotokoll 0563 1756 154.00
Absender testo 175-H2 , Feuchte-/Temperatur-Logger, 2-Kanal, mit
--------- internen Sensoren, Wandhalterung und Kalibrierprotokoll 0563 1758 226.00
Rohranlegefühler mit Klettband, für die Temperaturmessung
Vor- und Zuname --------- an Rohren mit Durchmesser bis max. 120 mm. Tmax. + 120°C 0628 0020 40.00
0980 5711/oa/AC/Q/08.2005
Rohranlegefühler für Rohrdurchmesser 5...65 mm. mit
Firma --------- austauschbarem Messkopf. Messbereich kurzz. bis + 280°C 0602 4592 113.00
--------- Ersatz-Messkopf für Rohranlegefühler 0602 0092 36.00
Abteilung Magnetfühler, Haftkraft ca. 10 N, mit Haftmagneten für
--------- Messungen an metallischen Flächen, Temp.: -50...+170°C 0602 4792 134.00
Straße, Nr. Magnetfühler, Haftkraft ca. 20 N, mit Haftmagneten für höhere
Temperaturen, Temp. –50...+400°C für Messungen an
PLZ / Ort --------- metallischen Flächen 0602 4892 150.00
Datum, Unterschrift
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