Was bringt mein Alter, lohnt sich ein Neuer ? - Effizienzbewertung bestehender Heizkesselanlagen - Baumesse Dresden - HAUS ® 2016 Fachforum: „Gebäude – effizient, regenerativ, nachhaltig“ Referent: SAENA

„Effizienzbewertung bestehender Heizkesselanlagen “ Sächsische Energieagentur - SAENA GmbH, Pirnaische Straße 9, Dresden Referent: Uwe Kluge Telefon Internet HAUS ® 2016 Jahresnutzungsgrade von Heizkesselanlagen in der Praxis

„Effizienzbewertung bestehender Heizkesselanlagen “ Sächsische Energieagentur - SAENA GmbH, Pirnaische Straße 9, Dresden Referent: Uwe Kluge Telefon Internet HAUS ® 2016 Heizkessel Effizienz von Heizungsanlagen M Heizkreis Endenergie/ Nutzenergie Nutzungsgrad Theorie: 90 – 110 % Nutzungsgrad Praxis: i.d.R.<< 70 % ? Wärmemengenzähler ? ? ? TVTV TRTR Kosten Verluste: Stillstandsverluste Abgasverluste Oberflächenverluste..... Wärmeverluste Verluste durch: Betriebsregime Betriebszeiten falsch Pumpen zu groß kein HA....

„Effizienzbewertung bestehender Heizkesselanlagen “ Sächsische Energieagentur - SAENA GmbH, Pirnaische Straße 9, Dresden Referent: Uwe Kluge Telefon Internet HAUS ® 2016 Abhängigkeit Abgastemperatur/ Brennwertnutzung Beginn der Brennwertnutzung: Kondensation Ölkessel < 48 °C Kondensation Gaskessel < 56 °C  T RL << 48°C bzw. 56 °C wirtschaftlicher Nutzen = H O -H U ~ 10% Bsp. Erdgas (H):H O = 11,66 kWh/m³ H U = 10,50 kWh/m³ Brennwertnutzung = Nutzung Kondensationswärme wesentlich ist die Rücklauftemperatur !!!

„Effizienzbewertung bestehender Heizkesselanlagen “ Sächsische Energieagentur - SAENA GmbH, Pirnaische Straße 9, Dresden Referent: Uwe Kluge Telefon Internet HAUS ® 2016 Effizienz von Heizungsanlagen allgemein Effizienz

„Effizienzbewertung bestehender Heizkesselanlagen “ Sächsische Energieagentur - SAENA GmbH, Pirnaische Straße 9, Dresden Referent: Uwe Kluge Telefon Internet HAUS ® 2016 Q zu Q AB Feuerungstechnischer Wirkungsgrad Nutzungsgrad Wärmeerzeugung Nutzungsgrad Heizungsanlage Energieverbrauch- Bilanz Wärmeversorgung

„Effizienzbewertung bestehender Heizkesselanlagen “ Sächsische Energieagentur - SAENA GmbH, Pirnaische Straße 9, Dresden Referent: Uwe Kluge Telefon Internet HAUS ® 2016 Verluste = unnütze Kosten !! Nutzenergie bzw. Bedarf Zugeführte Energie Kosten Anlagenverluste QVQV Q AB Q zu

„Effizienzbewertung bestehender Heizkesselanlagen “ Sächsische Energieagentur - SAENA GmbH, Pirnaische Straße 9, Dresden Referent: Uwe Kluge Telefon Internet HAUS ® 2016 Wie ermittelt man die Energieeffizienz einer Anlage? Gas- Kessel VL Vorlauf RL Rücklauf Q zu zugeführte Energiemenge Q ab abgeführte Energiemenge Wirkungsgrad 30 kW Beispiel Gaskessel: Bilanzgrenze „Wärmeerzeugungsanlage“ TRTR TVTV zuab

„Effizienzbewertung bestehender Heizkesselanlagen “ Sächsische Energieagentur - SAENA GmbH, Pirnaische Straße 9, Dresden Referent: Uwe Kluge Telefon Internet HAUS ® 2016 Wie ermittelt man die Energieeffizienz einer Anlage? Gas- Kessel Gaszähler Bestimmung Q zu : Gaszähler: Verbrauch: [m³] Rechnung: Brennwert: 11,282 [kWh/ m³] 30 kW Q zu = kWh Beispiel Gaskessel: TRTR TVTV zuab

„Effizienzbewertung bestehender Heizkesselanlagen “ Sächsische Energieagentur - SAENA GmbH, Pirnaische Straße 9, Dresden Referent: Uwe Kluge Telefon Internet HAUS ® 2016 Wie ermittelt man die Energieeffizienz einer Anlage? Beispiel Gaskessel: Gas- Kessel TRTR TVTV Bestimmung Q ab : Messung: Wärmemengenzähler 30 kW Q ab = kWh Gaszähler Wärmemengenzähler zuab

„Effizienzbewertung bestehender Heizkesselanlagen “ Sächsische Energieagentur - SAENA GmbH, Pirnaische Straße 9, Dresden Referent: Uwe Kluge Telefon Internet HAUS ® kWh kWh =0,60 = 60 %= Verlust: ca. 40% ca. 240 €/a (bei Gas) Ist-Zustand bekannt => nun ist der Vergleich mit einer alternativen Variante möglich! Beispiel Gaskessel: Gas- Kessel TRTR TVTV 30 kW Gaszähler Wärmemengenzähler Wie ermittelt man die Energieeffizienz einer Anlage? zuab

„Effizienzbewertung bestehender Heizkesselanlagen “ Sächsische Energieagentur - SAENA GmbH, Pirnaische Straße 9, Dresden Referent: Uwe Kluge Telefon Internet HAUS ® 2016 Heizkesselanlagen - Gründe für ineffizienten Betrieb 1.Heizkessel zu groß dimensioniert kürzere Laufzeiten des Brenners  höhere Abgasverluste größere Betriebs- und Stillstandswärmeverluste 2.Vorlauftemperaturen zu hoch höhere Rohrleitungswärmeverluste höhere Rücklauftemperaturen  kürzere Brennerlaufzeiten (s.o.)

„Effizienzbewertung bestehender Heizkesselanlagen “ Sächsische Energieagentur - SAENA GmbH, Pirnaische Straße 9, Dresden Referent: Uwe Kluge Telefon Internet HAUS ® 2016 Heizkesselanlagen - Gründe für ineffizienten Betrieb 3.Regelung nicht oder falsch eingestellt Versorgung nicht bedarfsgerecht (z.B. keine Heizzeiten, keine Absenkzeiten, keine Absenktemperaturen, etc.) 4.hydraulischer Abgleich mangelhaft über- und unterversorgte Bereiche höhere Rohrleitungswärmeverluste höhere Rücklauftemperaturen  kürzere Brennerlaufzeiten (s.o.) 5.Wärmedämmung mangelhaft

„Effizienzbewertung bestehender Heizkesselanlagen “ Sächsische Energieagentur - SAENA GmbH, Pirnaische Straße 9, Dresden Referent: Uwe Kluge Telefon Internet HAUS ® 2016 Auslegung von Heizungsanlagen – Berechnung eines thermischen Gleichgewichtszustandes 1.Ermittlung der Normheizlast nach DIN EN (Als Norm-Wärmebedarf eines Raumes wird die Wärmeleistung bezeichnet, die dem Raum unter Norm-Witterungsbedingungen zugeführt werden muss, damit sich die geforderten Norminnenbedingungen einstellen.)  statisches Berechnungsverfahren da nur der stationäre Zustand berechnet wird  es erfolgt eine Auslegung auf den Extremfall  die Möglichkeiten der Definition von Aufheizzeiten werden aus Kostengründen (größere Heizflächen) kaum genutzt. -14ºC (Dresden) 10ºC - 24ºC (je nach Nutzung) Heizkörper

„Effizienzbewertung bestehender Heizkesselanlagen “ Sächsische Energieagentur - SAENA GmbH, Pirnaische Straße 9, Dresden Referent: Uwe Kluge Telefon Internet HAUS ® 2016 Gebäudeheizlast Φ HL, Geb = ΣΦ T,i + Σ{MAX(ζ*Φ V,i ; 0,5* Φ V,min,i )} + ΣΦ RH,i Wärmeleistung Heizkörper bautechnische, klimatische, hygienische und rechtliche Rahmenbedingungen (i.d.R. fix) Thermodynamische, chemische und physikalische Rahmenbedingungen (z.T. variabel) U-Werte Luftwechselzahlen Raumtemperaturen Klimazone Heizflächen Systemtemperaturen Transport HA 3 2 1

„Effizienzbewertung bestehender Heizkesselanlagen “ Sächsische Energieagentur - SAENA GmbH, Pirnaische Straße 9, Dresden Referent: Uwe Kluge Telefon Internet HAUS ® 2016 Flussbild Heizung HeizkesselHeizungsnetzHeizkörperRaumheizlast

„Effizienzbewertung bestehender Heizkesselanlagen “ Sächsische Energieagentur - SAENA GmbH, Pirnaische Straße 9, Dresden Referent: Uwe Kluge Telefon Internet HAUS ® 2016 Heizkessel Heizkreis °C °C 8000 W T Bedarfsgerechte Regelung von Heizungsanlagen und Effizienz 100 %; 50 %; 33 % Heizbetrieb von T AU -15°C bis 15 °C Warmwasserbereitung 60 - ?? °C immer > 65°C 100 % Randbedingungen HK WW bestimmt die niedrigste Vorlauftemperatur Rücklauftemperturen < 50 °C im Betrieb nicht mgl.  höhere Wärmeverluste  höhere Taktzahl Beispiel 1 ungemischter HK; 1 HK Warmwasser

„Effizienzbewertung bestehender Heizkesselanlagen “ Sächsische Energieagentur - SAENA GmbH, Pirnaische Straße 9, Dresden Referent: Uwe Kluge Telefon Internet HAUS ® 2016 Heizkessel M Heizkreis °C °C 8000 W T Bedarfsgerechte Regelung von Heizungsanlagen und Effizienz 100 – 16 % A B AB Heizbetrieb von T AU -15°C bis 15 °C Warmwasserbereitung 60 - ?? °C immer > 65°C 100 % Randbedingungen für effizienten Betrieb von Heizkesseln niedrige Brennertaktungszahl niedrige Rücklauftemperaturen bedarfsgerechte Steuerung  Mischerregelungen sorgen durch bedarfsgerechte Bereitstellung von Heizwärme für längere Brennerlaufzeiten Beispiel 1 gemischter HK; 1 HK Warmwasser

„Effizienzbewertung bestehender Heizkesselanlagen “ Sächsische Energieagentur - SAENA GmbH, Pirnaische Straße 9, Dresden Referent: Uwe Kluge Telefon Internet HAUS ® 2016 Abhängigkeit Heizkörperleistung/ Systemtemperatur ohne WWB Beginn Brennwertnutzung Gas

„Effizienzbewertung bestehender Heizkesselanlagen “ Sächsische Energieagentur - SAENA GmbH, Pirnaische Straße 9, Dresden Referent: Uwe Kluge Telefon Internet HAUS ® 2016 Abhängigkeit Heizkörperleistung/ Systemtemperatur mit WWB Beginn Brennwertnutzung Gas

„Effizienzbewertung bestehender Heizkesselanlagen “ Sächsische Energieagentur - SAENA GmbH, Pirnaische Straße 9, Dresden Referent: Uwe Kluge Telefon Internet HAUS ® 2016 Heizkessel Hydraulischer Abgleich – Mittel zur Energieeffizienzverbesserung - warum ? M HK 55 °C Die Heizungspumpe transportiert die Wärmeenergie vom Heizkessel zum Heizkörper Wo ist das Problem ??? 70 °C Beispielrechnung: Massestrom 170 l/h bei 2973 Watt Heizkörperleistung W

„Effizienzbewertung bestehender Heizkesselanlagen “ Sächsische Energieagentur - SAENA GmbH, Pirnaische Straße 9, Dresden Referent: Uwe Kluge Telefon Internet HAUS ® 2016 Heizkessel Weil die Realität eben oft nicht so einfach ist M HK 01 TV Beispiel : HK 1  kürzester Weg  größter Massestrom HK 2  weiterer Weg als bei HK 1  geringerer Massestrom als bei HK 1  geringere Leistung HK 3  weitester Weg  höchster Druckverlust  geringster Massestrom  geringste Leistung 70°C ??? °C 70°C ??? °C ???? W ??? °C ??? W HK 02 HK 03 70°C ??? °C ??? l/h TV m 1 +m 2 +m 3 m 2 +m 3 m3m3

„Effizienzbewertung bestehender Heizkesselanlagen “ Sächsische Energieagentur - SAENA GmbH, Pirnaische Straße 9, Dresden Referent: Uwe Kluge Telefon Internet HAUS ® 2016 Heizkessel Beispiel - Anlage nicht abgeglichen M HK 01 TV Beispiel Anlage nicht abgeglichen: Raum 1 überheizt Raum 3 unterheizt Massestrom zu hoch Rücklauftemperatur zu hoch  Geringere Effizienz der Kesselanlage  Höhere Leistungsaufnahme der Pumpe 70°C 59,3°C 70°C 55,0°C 1064 W 48,09°C 991 W 869 W HK 02 HK 03 70°C 55,8°C 176 l/h überheizt unterheizt TV m 1 +m 2 +m 3 m 2 +m 3 m3m3

„Effizienzbewertung bestehender Heizkesselanlagen “ Sächsische Energieagentur - SAENA GmbH, Pirnaische Straße 9, Dresden Referent: Uwe Kluge Telefon Internet HAUS ® 2016 Eine bestimmungsgemäßer Betrieb einer Heizungsanlage unter Auslegungsbedingungen ist nur möglich, wenn die Masseströme im gesamten hydraulischen Netz bedarfsgerecht abgeglichen sind. Hydraulischer Abgleich ! Die hierfür infrage kommenden Bauteile bauen i.d.R. Drucküberschüsse ab!

„Effizienzbewertung bestehender Heizkesselanlagen “ Sächsische Energieagentur - SAENA GmbH, Pirnaische Straße 9, Dresden Referent: Uwe Kluge Telefon Internet HAUS ® 2016 Heizkessel Beispiel – Anlage abgeglichen M HK 01 TV Bauteile zu hydraulischen Abgleich: Voreinstellbare Ventileinsätze stellen jedem HK den bestimmungsgemäßen Massenstrom zur Verfügung Drehzahlgeregelte differenzdruckgesteuerte Pumpen reagieren auf den veränderlichen Bedarf  bei größeren Netzen sind weitere Bauteile zur Regulierung auf die Berechnungsmasseströme erforderlich 70°C 55 °C 70°C 55 °C 991 W 55 °C 991 W HK 02 HK 03 70°C 55 °C 170 l/h überheizt unterheizt TV m 1 +m 2 +m 3 m 2 +m 3 m3m3

„Effizienzbewertung bestehender Heizkesselanlagen “ Sächsische Energieagentur - SAENA GmbH, Pirnaische Straße 9, Dresden Referent: Uwe Kluge Telefon Internet HAUS ® 2016 hygienische Rahmenbedingungen bei der Warmwasserbereitung Warmwasserbereitung 100 % Randbedingungen Warmwasserbereitungsanlagen DVGW Arbeitsblatt W 551 – „techn. Maßnahmen zur Verhinderung des Legionellenwachstums“ WW ZW; bis zu 50 % Verlust ! KW Kleinanlagen < 400 Liter Speichervolumen < 3 Liter Leitungsinhalt WW Großanlagen > 400 Liter Speichervolumen > 3 Liter Leitungsinhalt WW Bedarf messen !!!! Wärmeeinsatz mess- technisch ermitteln Heizkessel Kaltwasserzähler

„Effizienzbewertung bestehender Heizkesselanlagen “ Sächsische Energieagentur - SAENA GmbH, Pirnaische Straße 9, Dresden Referent: Uwe Kluge Telefon Internet HAUS ® 2016 DVGW Arbeitsblatt W 551 – Vorgaben; Zwangspunkte KleinanlagenGroßanlagen Empfehlung 60 °C Warmwassertemperatur am Warmwasseraustritt des Trink- wassererwärmers Betriebstemperaturen < 50°C sollen vermieden werden im Zirkulationsnetz dürfen die Temperaturen max. 5K niedriger sein, als am Speicheraustritt Forderung mind. 60 °C Warmwassertemperatur am Warmwasseraustritt des Trink- wassererwärmers im gesamten Zirkulationsnetz dürfen die Temperaturen 55 °C nicht unterschreiten Bei hygienisch einwandfreien Verhältnissen dürfen die Zirkulationssysteme max. 8h in 24 h abgeschaltet werden.

„Effizienzbewertung bestehender Heizkesselanlagen “ Sächsische Energieagentur - SAENA GmbH, Pirnaische Straße 9, Dresden Referent: Uwe Kluge Telefon Internet HAUS ® 2016 häufige Gründe für geringe Effizienz der Warmwasserbereitung 1.Behältervolumen deutlich größer als Bedarf  häufig keine Kenntnis über den eigentlichen Warmwasserbedarf 2.i.d.R. keinerlei Informationen über den Wärmeeinsatz für die Warmwasserbereitung 3.mangelhaft ausgeführte Behälter- und Leitungsdämmung 4.bei geringem Warmwasserbedarf außerhalb der Heizperiode sinken die Nutzungsgrade von Heizkesseln dramatisch

„Effizienzbewertung bestehender Heizkesselanlagen “ Sächsische Energieagentur - SAENA GmbH, Pirnaische Straße 9, Dresden Referent: Uwe Kluge Telefon Internet HAUS ® 2016 Beispiel - Einfluss hoher Schaltzyklenzahlen auf den Nutzungsgrad Messung SAENA 2011: Verwaltungsgebäude - Nutzungsgrad Warmwasserbereitung Sommer 9 % Energieinput WW 91 % Verlust !! Heizungsanlage: Gaskessel 200 kW Niedertemperatur; Alter >15 Jahre; zentrale Warmwasserbereitung; nur Waschtische  Für diesen Fall bringt selbst die Umstellung auf direktelektrischen Betrieb noch ca. 400 € Erlös pro Jahr ! Effizienzkriterien bei der Warmwasserbereitung

„Effizienzbewertung bestehender Heizkesselanlagen “ Sächsische Energieagentur - SAENA GmbH, Pirnaische Straße 9, Dresden Referent: Uwe Kluge Telefon Internet HAUS ® 2016 Rechenbeispiel EFH: Allgemeine Daten: EFH mit EG+OG, Keller unbeheizt, freistehend, Südausrichtung WoFl = 163 m², A N = 184,5 m², Ve = 576,6 m³ Berechnung nach: DIN / Tabellenverfahren Software: ENVISYS EVEBI Planung und Visualisierung des Gebäudes mit E-Cad Programm Studie zur EnEV 2016 – SAENA “Neubau nach EnEV 2016 – Auswirkungen auf den baulichen Wärmeschutz und die Heiztechnologie”

„Effizienzbewertung bestehender Heizkesselanlagen “ Sächsische Energieagentur - SAENA GmbH, Pirnaische Straße 9, Dresden Referent: Uwe Kluge Telefon Internet HAUS ® 2016 Studie zur EnEV 2016 – SAENA Studie betrachtet drei Ausgangszustände für die bauliche Hülle  H‘ T 100 %  H‘ T 70 % (KfW-Effizienzhaus 55)  H‘ T 55 % (KfW-Effizienzhaus 40), und 5 Anlagen-Grundvariantenvarianten  Öl-Brennwert  Gas-Brennwert  Holzpellet  Luft-Wasser WP  Sole-Wasser WP, mit möglichen Zusatzmaßnahmen bzw. Kombinationen  Solaranlage klein 6,0 m² (WW, Erfüllung EEWärmeG)  Solaranlage groß 30,0 m² (WW und 50 % Heizung)  PV-Anlage klein 5,0 kWp  PV-Anlage groß 10,0 kWp  Lüftungsanlage mit 90% WRG  Kaminofen wasserführend.  Insgesamt 255 Varianten

„Effizienzbewertung bestehender Heizkesselanlagen “ Sächsische Energieagentur - SAENA GmbH, Pirnaische Straße 9, Dresden Referent: Uwe Kluge Telefon Internet HAUS ® 2016 Ergebnisse: Studie zur EnEV 2016 – SAENA

„Effizienzbewertung bestehender Heizkesselanlagen “ Sächsische Energieagentur - SAENA GmbH, Pirnaische Straße 9, Dresden Referent: Uwe Kluge Telefon Internet HAUS ® 2016 Ergebnisse: Studie zur EnEV 2016 – SAENA

„Effizienzbewertung bestehender Heizkesselanlagen “ Sächsische Energieagentur - SAENA GmbH, Pirnaische Straße 9, Dresden Referent: Uwe Kluge Telefon Internet HAUS ® 2016 Gesamtfazit der Studien:  Neubauten können ab dem noch mit Öl- oder Gas- Brennwerttechnik ausgestattet werden, wenn Erneuerbare Energien noch mehr zur Wärmeerzeugung beitragen oder der Wärmeschutz der baulichen Hülle verbessert wird  sämtliche Lösungen mit Wärmepumpen als Heizsystem ob monovalent oder als Hybridsystem führen zur Erreichung der EneV Vorgaben  schnelles Erreichen der EnEV- bzw. KfW Anforderungen z.B. mit einer Wärmepumpentechnologie in Verbindung mit einer PV-Anlage

„Effizienzbewertung bestehender Heizkesselanlagen “ Sächsische Energieagentur - SAENA GmbH, Pirnaische Straße 9, Dresden Referent: Uwe Kluge Telefon Internet HAUS ® 2016 Anlage in einen bestimmungsgemäßen Betrieb überführen A..aber genau !!! Nirgends ist der Unterschied zwischen Theorie und Praxis größer als in der Praxis

Die Sächsische Energieagentur - SAENA GmbH:  Energieeffizienz - Unternehmen  Energieeffizienz - Gebäude  Energieeffizienz - Verkehr  Energieeffizienz - Kommunen/Landkreise  Zukunftsfähige Energieversorgung  Projekte im schulischen Bereich  Beratung  Weiterbildung  Öffentlichkeitsarbeit Sprechen Sie uns an! Beratertelefon: Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!