Heizwert oder
Brennwert? |
| Geschichte
der Sanitär-, Heizungs-, Klima- und Solartechnik
Abkürzungen
im SHK-Handwerk
Bosy-online-ABC |
Immer wieder kommt es
zu Streitigkeiten über das Ergebnis der Abgasmessungen.
Warum wird bei der Aussage über die Abgasverluste
oder dem feuerungstechnischen Wirkungsgrad nicht
der Brennwert (alt. oberer Heizwert Ho)
zur Grundlage genommen? Dann würde es keine Prozentwerte über
100 mehr geben. Auch wäre die Vergleichbarkeit der verschiedenen
Brennstoffe realer.
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Heizwert
(Hi) (H inferior)
ist die Energie, die bei einer vollständigen
Verbrennung frei wird, wenn der Wasserdampf in den Rauch- oder Abgasen
nicht kondensiert. Der aus der Verbrennung entstandene Wasserdampf
bleibt gasförmig. Alte
Bezeichnung "unterer Heizwert Hu"
Der Heizwert eines Brennstoffes war in früheren Zeiten deshalb
wichtig, da es zwingend notwendig war, den Wasserdampf im Abgas durch
hohe Abgastemperaturen gasförmig zu belassen, um eine mögliche
Korrosion des Heizkessels oder ein Versotten des Schornsteines zu verhindern.
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Brennwert (Hs)
(H superior)
ist die Energie, die bei einer vollständigen
Verbrennung frei wird. Der Brennwert beinhaltet zusätzlich zum
Heizwert die durch Kondensation des entstandenen Wasserdampfes
freiwerdende Energie, die Kondensationswärme.
Alte Bezeichnung "oberer
Heizwert Ho" |
Quelle: Institut für Wärme
und Oeltechnik e. V. (IWO) |
Bezogen auf den (alten)
Heizwert ergeben sich für die Brennwertnutzung bei
Heizöl EL und Erdgas folgende maximalen Wirkungsgrade.
Das ist physikalisch durch den unterschiedlichen Wasserstoffgehalt von
Heizöl EL und Erdgas bedingt. |
| Wirkungsgrad-Verhältnisse
umrechnen |
Heizöl EL |
Erdgas |
Flüssiggas |
| Brennwert |
10,57
kWh/l |
9,77-11,48
kWh/m³ |
13,98
kWh/kg |
| Η bez. auf Heizwert
(Hi)(alt)
|
105% |
110% |
109% |
| Wirkungsgrad-Multiplikator
Heizwert - auf Brennwert-Bezug |
0,953 |
0,9 |
0,917 |
| Η bez. auf Brennwert
(Hs)(real)
|
100% |
100% |
100% |
Quelle: Institut für Wärme
und Oeltechnik e. V. (IWO) |
Bezugsgröße Heizwert Hi
Der linke Teil des Bildes mit der Bezugsgröße
Heizwert kommt nur für den Niedertemperaturkessel
bei beiden Energieträgern zu identischen Wirkungsgradangaben: Bei
einem Niedertemperaturkessel ergibt sich der Gesamtverlust durch den
Abgasverlust von 7 % und den entgangenen Brenn-wertnutzen von 6% bei
Heizöl EL zu 13 %. Analog setzt er sich beim Erdgas aus 7 % und 11
% zu 18 % Gesamtverlust zusammen. |
Hier zeigt sich, daß
der Energieverlust für einen mit Erdgas befeuerten Niedertemperaturkessel
deutlich höher ist als bei Heizöl EL. Hier werden also 18 % der (Gas-)
Brennstoffkosten nicht genutzt, im herkömmlichen Sinne wird aber der
Abgas- bzw. Energieverlust nur mit 7 % angegeben. |
Bezugsgröße Brennwert Hs
Der rechte Teil des Bildes nutzt die Bezugsgröße
Brennwert (Ηmax = 100 %). Logischerweise ergeben
sich nun für beide Kessel gleiche Wirkungsgrade unabhängig vom Brennstoff.
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Die Verluste reduzieren
sich auf den nicht nutzbaren Anteil des Brennwerteffektes und machen
die Energieeffizienz des Kessels anschaulich. Bei den Wirkungsgradangaben
für den Niedertemperaturkessel werden die tatsächlichen Energieverluste
aufgezeigt, die durch den Einsatz eines Niedertemperaturkessels hingenommen
werden müssen. |
| Brennstoff |
Feuchtigkeit
[%] |
Brennwert
[GJ / t] |
Brennwert
[kWh / kg] |
Dichte
[ kg / m³] |
| Stroh: |
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| Stroh,
gelb |
15 |
14,4 |
4,00 |
80-125 |
| Stroh,
grau |
15 |
15,0 |
4,17 |
100-135 |
| Stroh
mit Getreide |
15 |
15,0 |
4,17 |
200-230 |
| Rapsstroh |
15 |
15,0 |
4,17 |
100-130 |
| Elefantengrass |
10 |
15,9 |
4,40 |
130-150 |
| Strohpellets |
8 |
16,0 |
4,44 |
600 |
| Getreide |
15 |
15,0 |
4,17 |
670-750 |
| Rapskörner |
9 |
24,6 |
6,83 |
700 |
| Holz: |
Feuchtigkeit
[%] |
Brennwert
[GJ/t] |
Brennwert
[kWh/kg] |
Dichte
[kg/m³] |
| Waldhackschnitzel,
alt |
40 |
10,4 |
2,89 |
235 |
| Waldhackschnitzel,
frisch |
55 |
7,2 |
2,00 |
310 |
| Sägespäne,
feucht |
40 |
4,5 |
2,92 |
240 |
| Sägespäne,
getrocknet |
20 |
15,2 |
4,22 |
175 |
| Weidenschnitzel,
frisch |
50 |
8,0 |
2,21 |
280 |
| Weidenschnitzel,
alt |
30 |
12,2 |
3,38 |
200 |
| Tannenrinde |
50 |
7,7 |
2,14 |
280 |
| Sägemehl |
20 |
15,2 |
4,2 |
160-175 |
| Scheitholz,
Buche |
20 |
14,7 |
4,08 |
400-450 |
| Scheitholz,
Buche |
45 |
9,4 |
2,61 |
650 |
| Holzpellets |
6 |
17,5 |
4,90 |
660 |
| Andere: |
Feuchtigkeit
[%] |
Brennwert
[GJ/t] |
Brennwert
[kWh/kg] |
Dichte
[kg/m³] |
| Haushaltsmüll |
30-40 |
9,0 |
2,50 |
|
| Heizöl,
schwer |
|
42,7 |
11,86 |
840 |
| Schweröl |
|
40,4 |
11,22 |
980 |
| Gebrauchtöl |
|
42,0 |
11,67 |
900 |
| Kohle |
10 |
25,0-28,0 |
6,9-7,0 |
|
| Erdgas
|
|
39,0 |
10,83 |
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| Braunkohle |
|
18-20 |
5,1-5,5 |
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| "grüne
Kohle" |
. |
20 |
. |
. |
| Heizöl
EL |
|
34,2 |
10,57
kWh/Liter |
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Umrechnung: 1 kcal =
4,1868 kJ / 1 kJ = 0,2388 kcal / 1 kcal = 1,163 Wh
1 Gigajoule = 109 J = 1.000
Megajoule
1 Megajoule = 106 J = 1.000 Kilojoule
1 Joule ist definitionsgemäß 1 Nm (Newtonmeter), 1 kJ demnach 1000
Nm.
Ein kg Masse erfährt in unseren Breiten die Erdanziehung von 9,81
(ca. 10) Newton.
Um ein kg Masse anzuheben sind also etwa 10 Newton an Kraft nötig.
Um 1 kJ an Energie aufzubringen muss demnach z. B. eine Masse von
100 kg einen Meter hoch gehoben werden oder auch die Masse von 1 kg
um 100 m gehoben werden.
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Quelle: Institut für Wärme
und Oeltechnik e. V. (IWO)
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Langezeitmessung / Brennwert-Check |
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Einbau des Wöhler Kondensatzählers |
Quelle: Wöhler Technik GmbH |
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Brennwert-Check
Der Brennwert-Check ist ein Teil eines Heizungschecks. Mit dem Check kann festgestellt werden, ob und in welchem Maße eine Heizung vor
Ort tatsächlich im Brennwertbetrieb arbeitet. Bei der Brennwertnutzung wird der im Abgas enthaltene
Wasserdampf zusätzlich auskondensiert, um ihm nutzbare Energie zu entziehen. Der Brennwert-Check
muss während der Heizperiode (Oktober bis April) vorgenommen werden. Dabei sollte an den Messtagen die Nutzung der Heizung im normalen
Betrieb erfolgen. Der Warmwasseranteil sollte entsprechend abgeschätzt und berücksichtigt
werden. Besser wäre es, während der Messzeit die Warmwasserbereitung nicht einzuschalten,
um einen realen Wert für den Heizbetrieb zu erhalten.
Das Messgerät misst über einen Zeitraum von mehreren Tagen incl. ein Wochenende die im Betrieb angefallene Kondensatmenge. Ein Kondensatmengenzähler wird zwischen dem Kondensatablaufschlauch der Heizung
und dem Abfluss eingesetzt und über ein USB-Kabel mit dem Messgerät verbunden.
Die ermittelte Kondensatmenge wird in Beziehung zum entsprechenden Energieverbrauch (Ölzähler, Gaszähler) des Messzeitraums gesetzt. Das Messgerät zeigt als Ergebnis den spezi?schen Kondensatanfall in g/kWh an. Auf der Grundlage des spezi?schen Kondensatanfalls ist es möglich zu beurteilen, ob die Brennwertheizung eine schlechte, mittelmäßige oder gute Brennwertnutzung aufweist.
Ein Protokollausdruck zeigt den aufgeführte Bestwert, der für eine Heizungsanlage des überprüften Typs
möglich ist. Die Wöhler PC-Software (DC-Serie) erleichtert die Ergebnisanalyse des
Brennwert-Checks. Hier wird der Ergebniswert in eine Vergleichsskala eingetragen, die die Qualität der
Brennwertnutzung deutlich macht.
Außerdem erfasst das Gerät über Temperatursensoren die Vorlauf- und Rücklauftemperatur, deren Verlauf wird nach der Messung im Display grafisch angezeigt. Dadurch ist
eine Ursachenanalyse einer nicht optimalen Brennwertnutzung möglich.
Brennwert-Check
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Der Brennwert-Check wird in 3 Schritten durchgeführt:
1. Über einen Zeitraum von mehreren Tagen wird die im Betrieb angefallene Kondensatmenge (mittels Kondensatmengenzähler) von einem Messgerät gemessen. Sinnvoll ist dabei auch die Wochenenden mit einzubeziehen.
2. Die ermittelte Kondensatmenge wird zur Auswertung der Messung in Beziehung zum entsprechenden Energieverbrauch des Analysezeitraums gesetzt. Das Ergebnis zeigt den spezifschen Kondensatanfall in g/kWh an. Die Langzeitmessung garantiert dabei die Verlässlichkeit des Resultats. Zusätzlich werden über Temperatursensoren die Vorlauf- und Rücklauftemperatur erfasst. Deren Verlauf wird ebenfalls grafisch (Kurven) dargestellt, was zur Ursachenanalyse einer nicht optimalen Brennwertnutzung von Nutzen ist.
3. An Hand des spezifschen Kondensatanfalls ist es mir nun möglich zu beurteilen, ob die Brennwertheizung eine schlechte, mittelmäßige oder gute Brennwertnutzung aufweist. Werkzeuge zur Beurteilung und Darstellung des Ergebnisses sind u.a. der auf dem Protokollausdruck aufgeführte Bestwert, der für eine Heizungsanlage des überprüften Typs möglich ist. Zudem wird der Ergebniswert in eine Vergleichsskala eingetragen, welche die Qualität der Brennwertnutzung deutlich macht. Die Auswertung gibt zudem Hinweise auf ggf. vorhandenes Verbesserungspotential.
Quelle: me. Thomas Kuntke (Schornsteinfegerbetrieb Kuntke) |
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Hinweis!
Schutzrechtsverletzung: Falls Sie meinen, dass von
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ich Sie, zur Vermeidung eines unnötigen Rechtsstreites, mich
umgehend bereits im Vorfeld zu kontaktieren,
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