Felduntersuchung: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gas ...

Verzeichnis von Begriffen und AbkürzungenSymbol Physikalische Größe GrundeinheitenQ B Brennstoffwärmemenge bezogen auf den Brennwert kWh/aQ B(Ho) Brennstoffwärmemenge bezogen auf den Brennwert kWh/aQ B(Hu) Brennstoffwärmemenge bezogen auf den Heizwert kWh/aQ & B(HU)Feuerungsleistung bezogen auf den HeizwertkWQ & B(H) Feuerungsleistung bezogen auf den Brennwert kWOQ & NU Abgegebene Kesselnutzleistung kWH U Heizwert kWh/m³H O Brennwert kWh/m³H U,n Heizwert im Normzustand kWh/m³H O,n Brennwert im Normzustand kWh/m³H O,B Brennwert im Betriebszustand kWh/m³H U,B Heizwert im Betriebszustand kWh/m³Q h Abgegebene Wärmemenge für Raumheizung kWh/aQ TW Abgegebene Wärmemenge für Trinkwarmwasser kWh/aq h Spezifische Wärmemenge für Raumheizung kWh/(m²a)q TW Spezifische Wärmemenge für Trinkwarmwasserbereitung kWh/(m²a)q nutz Spezifische Nutzwärmemenge kWh/(m²a)Q nutz Nutzwärmemenge kWh/aq Verlust (Hu) Spezifischer Wärmeverlust des Erzeugers kWh/(m²a)η (Hu) Kesselnutzungsgrad -η Kessel Kesselwirkungsgrad -V & GAS Gasvolumenstrom m³/hm&WHeizwassermassenstrom kg/sc p Spezifische Wärmekapazität kJ/(kgK)t VL Heizwasservorlauftemperatur °Ct RL Heizwasserrücklauftemperatur °Cb vh Kesselvollbenutzungsstunden h/aG Heizgradtage Kd/aG 12 Heizgradtage bei Heizgrenztemperatur 12 °C Kd/aϑ HG Heizgrenztemperatur °Cϑ am Mittlere Außentemperatur über der Heizzeit °C∆ ϑA Auslegungstemperaturdifferenz KQ & N Gebäudeheizlast kWH Spezifische Gebäudeheizlast W/KTabelle 1: Begriffe und AbkürzungenAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 5

2 Zusammenfassung der ErgebnisseIm Rahmen des Projektes "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagenmit Gasbrennwertkessel" - im Folgenden kurz "Brennwertkessel" - wurden 60Heizungsanlagen mit Gas-Brennwertkesseln und 7 mit Gas-Niedertemperaturkesselnmit zusätzlichen Wärmemengenzählern ausgestattet, so dass die zugeführte Energie(Aufwand) über die Gasmenge und die abgeführte Energie (Nutzen) über die Wärmemengenzählererfasst werden konnte. Die Auswertung des Messprogramms solldie Frage beantworten, ob für die Bewertung von Wärmeerzeugern häufig herangezogeneNormnutzungsgrade von bis zu 109 % (H u bezogen) im Praxisbetrieb erreichtwerden und ob der Jahresnutzungsgrad des Kessels als alleiniges Beurteilungskriteriumeiner Heizungsanlage für die energetische Effizienz ausreicht.Die Analyse der Feldmessungen zeigt eine mehr oder weniger ausgeprägte Abhängigkeitdes realen Nutzungsgrades von Merkmalen des von den Wärmeerzeugernversorgten Heizsystems, v. a.:▫▫▫von den am Kesselregler eingestellten Vorlauftemperaturen,von der hydraulischen Einbindung mit oder ohne ein Überströmventil zur Gewährleistungeines Mindestkesselwasservolumenstromes undvom Aufstellort des Wärmeerzeugers im beheizten oder unbeheizten BereichWeiterhin wurde versucht, Ursachen für erhöhte Energieverluste bei den untersuchtenAnlagen zu lokalisieren und daraus Auslegungsempfehlungen für zukünftig einzusetzendeGeräte- und Anlagentechnik abzuleiten.Die gemessenen Wärmeverbrauchswerte zeigen, dass der Großteil der Gebäudesehr geringe Energiebedarfswerte aufweist, so dass auch die Einsparpotentiale begrenztsind. Hervorzuheben sind jedoch die erhöhten Verluste von Systemen mit Zirkulationsleitungenzur Trinkwarmwasserverteilung gegenüber Systemen ohne Zirkulation.Als eines der wichtigsten Ergebnisse konnte eine unmittelbare Abhängigkeit des Jahresnutzungsgradesvom Wärmeverbrauch und von der mittleren Kesselauslastungfestgestellt werden. Hier ergeben sich die größten Abweichungen zwischen dem realund dem auf Prüfständen gemessenen Normnutzungsgrad nach DIN 4702-8. Währendder Normnutzungsgrad von einer mittleren Belastung von 38,8% ausgeht, liegtdie mittlere Belastung aller im Projekt eingesetzten Brennwertkessel bei ca. 9%!Hauptgründe für diese hohe Abweichung liegen:▫ in der Ableitung des Normnutzungsgrades aus Belastungen nach dem Verlauf dermittleren Tagesaußentemperaturen mit geringfügiger Berücksichtigung von Heizpausenund Fremdwärmegewinnen,▫ in der Gleichsetzung von Kesselnennleistung und Gebäudeheizlast nach DIN4702-8, obwohl im Einfamilienhausbereich die Kesselnennleistung von den Leistungsanforderungender Trinkwarmwasserbereitung bestimmt wird. Die Kesselsind daher gegenüber der Gebäudeheizlast um etwa das zwei- bis vierfache ü-berdimensioniert.Der Nutzungsgrad der Anlagen nimmt mit sinkendem Wärmeverbrauch ab, wobeijedoch die absoluten Kesselverluste geringer werden. Der Nutzungsgrad sollte des-Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 6

halb nicht das einzige Kriterium zur Beurteilung eines Wärmerzeugers sein. Eine weiterführendeAnalyse der Ergebnisse, die aufgrund aktueller Fachdiskussionen imRahmen der vorgesehenen Normung (DIN 18599) zur geplanten EU-Gebäuderichtlinie 2006 erst am Ende des Projektes (10/2003) eingearbeitet wurde,nutzt die Bewertung der Effizienz von Wärmeerzeugungsanlagen mit der Größe:"Normierter Aufwand in Abhängigkeit von der mittleren Kesselbelastung".Weiterhin zeigt die Untersuchung, dass gleiche Wärmerzeuger in verschiedenen Anlagenbei annähernd gleicher Wärmeabnahme unterschiedliche Jahresnutzungsgradeaufweisen. Für die Effizienz der Heizungsanlage ist die Qualität des Wärmeerzeugersnur zum Teil verantwortlich; einen mindestens gleich großen Einfluss habendas Nutzerverhalten, die Reglereinstellung und die hydraulische Einbindung desWärmeerzeugers in der Anlage. In den folgenden Tabellen sind einige wichtigeMessergebnisse kurz dargestellt. Nähere Erläuterungen zu den Tabellenwerten sindin den entsprechenden Kapiteln des Berichtes zu finden.Einheit BW-Kessel NT-KesselZahl der Anlagen 60 7Jahresnutzungsgrad % (H U ) 96,4 83,4Jahresnutzungsgrad % (H O ) 86,6 75,3Spez. Kesselverluste (H O ) kWh/(m²a) 15,9 37,8Mittlere Kesselbelastung % 9Mittlerer Kesselwirkungsgrad η K % (H O ) 90,0Mittlerer Bereitschaftsverlust % (H O ) 0,47Betriebsbereitschaftsverlustleistung kW 0,1Mittlerer Nutzungsgradaus normiertem Energieaufwand% (H O ) 85,9Stromverbrauch kWh/(m²a) 2,91 1,64Tabelle 2: Durchschnittliche Kesselnutzungsgrade und BetriebsbereitschaftsverlustleistungEinheitKessel ohne Kessel mitÜberströmventil ÜberströmventilZahl der untersuchten Anlagen 23 35Jahresnutzungsgradaus Jahresmesswerten% (H O ) 89,0 85,0Spez. Kesselverluste (H O ) kWh/(m²a) 14,3 17,0Mittlere Kesselauslastung % 10,1 8,2Mittlerer Kesselwirkungsgrad η K % (H O ) 91,8 87,8Mittlerer Bereitschaftsverlust % (H O ) 0,53 0,34Mittlerer Nutzungsgradaus normiertem Energieaufwand% (H O ) 87,7 84,6Tabelle 3: Anlagenvergleich mit/ohne Überströmventil im KesselkreisEinheitAufstellung im unbeheiztemBereich beheiztem BereichAufstellung imZahl der untersuchten Anlagen 47 (47) 11 (12)Jahresnutzungsgradaus Jahresmesswerten% (H O ) 86,6 88,5Spez. Kesselverluste (H O ) kWh/(m²a) 16,6 12,9Mittlere Kesselauslastung % 9,0 9,4Mittlerer Kesselwirkungsgrad η K % (H O ) 89,3 93,9Mittlerer Bereitschaftsverlust % (H O ) 0,46 0,56Mittlerer Nutzungsgradaus normiertem Energieaufwand% (H O ) 85,3 89,2Tabelle 4: Einfluss des KesselaufstellortesAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 7

EinheitReferenzraumregelungWitterungsgeführteVorlauftemperaturregelungWitterungsgeführteVorlauftemperaturregelungmit RaumaufschaltungZahl der untersuchtenAnlagen6 43 (10) 9Jahresnutzungsgradaus Jahresmesswerten% (H O ) 84,2 87,3 86,5Spez. Kesselverluste (H O ) kWh/(m²a) 20,0 15,3 15,9Mittlere Kesselauslastung % 7,3 9,8 6,1Mittlerer Kesselwirkungsgrad η K % (H O ) 91,4 90,0 88,3Mittlerer Bereitschaftsverlust % (H O ) 0,62 0,45 0,38Mittlerer Nutzungsgrad ausnormiertem Energieaufwand% (H O ) 84,7 86,4 83,5Tabelle 5: Einfluss der Regelung auf den WärmerzeugerverlustEinheitAnlagen mitfreien HeizflächenAnlagen mit integriertenHeizflächenAnlagen mit freienund integriertenHeizflächenZahl der untersuchtenAnlagen40 (41) 3 (3) 15 (15)Jahresnutzungsgradaus Jahresmesswerten% (H O ) 86,3 92,6 87,2Spez. Kesselverluste (H O ) kWh/(m²a) 16,8 11,0 14,1Mittlere Kesselauslastung % 9,1 10,8 8,7Mittlerer Kesselwirkungsgradη K% (H O ) 89,8 91,5 90,3Mittlerer Bereitschaftsverlust % (H O ) 0,49 0,16 0,43Mittlerer Nutzungsgrad ausnormiertem Energieaufwand% (H O ) 85,6 90,4 86,4Tabelle 6: Einfluss der HeizflächenartEinheitAnlagen mit Anlagen ohneSolarunterstützung SolarunterstützungZahl der untersuchten Anlagen 11 (11) 47(46)Jahresnutzungsgradaus Jahresmesswerten% (H O ) 85,1 86,9Spez. Kesselverluste (H O ) kWh/(m²a) 16,7 15,9Mittlere Kesselauslastung % 8,6 9,1Mittlerer Kesselwirkungsgrad η K % (H O ) 89,2 90,2Mittlerer Bereitschaftsverlust % (H O ) 0,37 0,50Mittlerer Nutzungsgradaus normiertem Energieaufwand% (H O ) 86,0 85,9Wärmemenge Kesselzur TWW BereitungkWh/(m²a) 10,7 21,5Tabelle 7: Anlagenvergleich mit/ohne solare TrinkwarmwasserbereitungAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 8

3 ProjektabwicklungVor der detaillierten Erläuterung der technischen Ergebnisse wird im Folgenden einkurzer Überblick über die Projektabwicklung gegeben. Zeit- und Kostenplan werdenumrissen, die Projektdurchführung beschrieben und zu den geplanten und erreichtenZielen wird Stellung genommen. An geeigneter Stelle werden Hinweise für dieDurchführung ähnlich gearteter Projekte gegeben.3.1 Zeitlicher VerlaufDer erste Projektantrag mit dem Titel "Untersuchung des Betriebsverhalten vonBrennwertgeräten im tatsächlichen Betrieb" wurde am 19. Januar 1998 bei der DBUzur Prüfung vorgelegt. Nach Ergänzungen im Juli und Oktober wird am 19. Oktober1998 die endgültige Antragsfassung erstellt und eingereicht.Am 23. November 1998 wird das Projekt von der DBU bewilligt. Das Institut für Heizungs-und Klimatechnik der Fachhochschule Braunschweig/Wolfenbüttel erhält diezusage über Fördermittel in Höhe von 118.456 DM. Die gesamten Projektkostenbetragen 201.459 DM.Der offizielle Projektbeginn der Bearbeitung durch die Fachhochschule ist der 1. November1998.Bereits während des ersten Jahres der Projektlaufzeit wird klar, dass das geplanteProjektende nicht eingehalten werden kann, da sich die Auswahl und der Umbau derzur Untersuchung vorgesehenen Anlagen verzögert. Der Zeitplan für den Einbau derWärmemengenzähler kann aufgrund von Terminschwierigkeiten bei den Heizungsfachfirmennicht eingehalten werden. Ein Ausweichen auf andere Firmen war in denmeisten Fällen jedoch nicht möglich, da die Anlagenbetreiber den Einbau durch eineFirma Ihrer Wahl durchführen lassen wollten (Gewährleistung). Am 26. September1999 beantragt die Fachhochschule eine 9-monatige Projektverlängerung. Damit sollsichergestellt werden, dass die geplanten Messphasen lang genug sind.Die geplanten Messungen mit Stand Dezember 1999 zeigt Tabelle 8. Zusätzlich zuden ursprünglichen Messphasen 1 bis 4 wurden die Phasen 5 und 6 vorgesehen.Messung Zeiten Messziel Messung Zeiten Messziel1 04/99 - 09/99 2 10/99 - 04/00SommernutzungsgrazungsgradWinternut-3 05/00 - 09/00 4 10/00 - 04/015 05/01 - 09/016 10/01 - 04/02Tabelle 8: Geplante MessphasenDie Verlängerungsbitte wird am 31. Januar 2000 von der DBU genehmigt. Das Projektendewird auf den 30. Juni 2002 festgelegt.Ab dem Spätsommer 2000 werden - bis auf wenige Ausnahmen - von allen Anlagenbetreibernregelmäßig Messwerte an die Fachhochschule übermittelt. Die Auswertungder ersten vollständigen Messperiode ab Sommer 2001 zeigt einzelne unerklärbareUnregelmäßigkeiten bei der Nutzungsgradbestimmung (viel zu hohe oder niedrigeNutzungsgrade). Die offenbar fehlerbehafteten Anlagen mussten besichtigt, teilweisenoch optimiert und anschließend ausreichend lange gemessen werden.Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 9

Hinweis:die Zeitdauer, die für die Installation der Messeinrichtungen vorgesehenwurde, war vorher viel zu optimistisch geplant. Für künftige Projektekann der Hinweis gegeben werden, derartige Installationen flächendeckendvon 2 bis 3 vorher festgelegten, zuverlässigen Fachunternehmendurchführen zu lassen.Abbildung 3: Messungen der EinzelanlagenNach Fertigstellung der Messdatenerfassung waren die Anlagenbetreiber angehalten,die Zählerstände mindestens zweimal jährlich (Anfang Mai und Anfang Oktober)oder besser monatlich an die Fachhochschule zu übermitteln. Dazu wurde ihnen einleeres Messprotokoll zur Verfügung gestellt, welches sie per Fax oder Brief übersen-Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 12

den konnten. Ein Beispielprotokoll für die erste Messphase befindet sich in Anhang10.4. Die Zeiträume, in denen jeweils für die einzelnen Anlagen Messdaten verfügbarsind, zeigt Abbildung 3.Etwa drei viertel der Anlagenbetreiber lieferten Messprotokolle mit etwa monatlichenZählerständen an die Fachhochschule. Anlagenbetreiber, welche die Ablesung vergaßen,wurden per Erinnerungsschreiben aufgefordert, die Zähler abzulesen - sieheSchreiben in Anhang 10.5.Hinweis:in künftigen Projekten könnten Wärmemengenzähler mit Speicherfunktioneingesetzt werden. Diese speichern 12 Monatswerte zum Stichtagund sind nicht teurer als vergleichbare Modelle ohne diese Funktion. Mitder manuellen Messdatenerfassung durch die Eigentümer wurden dennochsehr gut Erfahrungen gemacht, so dass diese Art der Ablesungauch für künftige Projekte zu empfehlen ist. wichtig ist jedoch, dassdem Ablesenden klar ist, dass das Ablesedatum exakt angegeben werdenmuss, auch wenn die Ablesung nicht genau am Stichtag erfolgte.Parallel bearbeitete Projekte mit Funkdatenübertragung erwiesen sichals vergleichsweise unzuverlässig.BrennwerteNeben den Zählerständen der Gebäude recherchierten die Projektbearbeiter die monatlichenGasbrennwerte für die einzelnen Gebäudestandorte. Die Werte musstennicht monatlich abgefragt werden, sondern konnten halbjährlich oder jährlich rückwirkenderfragt werden. Von Juni 1999 bis zum Projektende wurden für die in Tabelle 9genannten Gebiete jeweils verschiedene Brennwerte ermittelt.VersorgerAvaconEnergieverband WittingenGLGRWESchleswagStadtwerke BraunschweigStadtwerke HamelnStadtwerke HolzmindenStadtwerke WolfenbüttelStadtwerke WolfsburgWEVGVersorgungsgebietBad SalzdetfurthDorstadt, Groß Biewende, Hedeper, Kissenbrück, Remlingen und BörßumGebhardshagen, Destedt, Volzum, Cremlingen und SchöppenstedtHordorfKlein DenkteLiebenburgÖstrumSalzgitter ThiedeSarstedtSchladenVarrigsen und DelligsenHankensbüttelWedesbüttel, Isenbüttel und GifhornBelmWesselburenBraunschweigHamelnHolzmindenWolfenbüttelWolfsburgSalzgitter BadTabelle 9: Regionen mit unterschiedlichen BrennwertenAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 13

Zwischen- und EndberichteDen Gebäudeeigentümern wurde nach der ersten vollständigen Jahresmessung einZwischenbericht zugesendet; ein Beispiel befindet sich in Anhang 10.6. Der zweiseitigeBericht teilt dem Anlagenbetreiber mit, wie gut sein Kessel verglichen mit demDurchschnitt ist.Auch nach Projektabschluss werden die Anlagenbetreiber in ähnlicher Art über dieErgebnisse unterrichtet.Hinweis:Dass einzelne Eigentümer beinahe geschockt auf die schlechten Ergebnissedes ersten Jahres (94 % Nutzungsgrad bei Brennwertkesselnstatt 106 … 109 %) reagierten und teilweise sogar ihren Anlagenbauerper Telefon dafür verantwortlich machten, zeigt Handlungsbedarf beider Endkundenaufklärung. In vergleichbaren zukünftigen Projektenmüssen die Endkunden ggf. umfassender über die Aussagekraft dieserErgebnisse informiert werden.Für den Endbericht an die Teilnehmer des Projektes ist dies folgendermaßengeplant: Neben dem Aufzeigen der reinen Messergebnisse sollenim Anschreiben auf einfache Art und Weise die verknüpften Einflüsseauf den Nutzungsgrad klargestellt werden. Es muss deutlich klarwerden, dass ein Großteil der Nutzungsgradeinbußen an der Gerätetechnikselbst liegt, nicht am Fachunternehmen. Andererseits wirdtrotzdem auf die Notwendigkeit des hydraulischen Abgleichs hingewiesen,so dass auch der Fachhandwerker seinen Teil zur Anlagenoptimierungbeitragen kann.Darüber hinaus wird dem Kunden auch erläutert, dass der Nutzungsgradbei geringer Belastung des Kessels sinkt, dass dies aber nicht bedeutet,dass ein schlechter Nutzungsgrad auch gleich hohe Verlusteund Kosten bedeutet.3.4 Geplante und erreichte ZieleGeplante ZieleHauptziel der Untersuchung war die Beantwortung der Frage, ob die von Herstellernabgegebenen 105...109 % Normnutzungsgrad im tatsächlichen Praxisbetrieb überhaupterreicht werden können. Damit verbunden waren folgende Detailfragen:▫▫Welchen Einfluss hat die Überdimensionierung und der Teillast (Sommer-) betriebauf den Nutzungsgrad von Brennwertkesseln?Welchen Einfluss haben regelungstechnische (Art der Vorlauftemperaturregelungund Pumpenregelung), hydraulische (Überströmventile, hydraulischer Abgleich)und andere Merkmale der Anlage (Einbindung von Fußbodenheizung, Solartechnik)auf den Nutzungsgrad von Brennwertkesseln?Die Untersuchung sollte sich auf etwa 100 Feldanlagen (Ein- oder Zweifamilienhaus)über eine Zeit von zwei Heizperioden erstrecken. Es sollten der Sommer-, WinterundJahresnutzungsgrad bestimmt werden.Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 14

Aus den Messergebnissen sollten Regeln für eine optimale Dimensionierung vonBrennwert-Wandgeräten unter Berücksichtigung aller beteiligten Anlagenkomponentenabgeleitet werden. Es war vorgesehen, die abgeleiteten Planungs- und Betriebshinweisezusammengefasst in Fachzeitschriften aber auch in Publikationen für ausführendesHandwerk und Endverbraucher zu veröffentlichen.Erreichte ZieleDie gesteckten Ziele konnten mit teilweise anderer Schwerpunktlegung erreicht werden.Die angestrebte Heizungsanlagenzahl von 100 Anlagen konnte jedoch nichtrealisiert werden. Da sich bei der Besichtigung der Anlagen herausstellte, dass eingroßer Teil der Heizungsanlagen zur korrekten Erfassung der abgegebenen Energiemengenmit zwei Zählern ausgestattet werden musste, die Anschaffung zusätzlicherZähler aus Kostengründen jedoch nicht möglich war, wurde die Zahl der Anlagenauf 67 reduziert. Auch diese Anzahl von Anlagen wurde als ausreichend repräsentativfür eine zuverlässige Aussage angesehen.Die Untersuchungen der Einflüsse auf den Nutzungsgrad (Überdimensionierung,Überströmventile etc.) wurde wie geplant über 2 Jahre durchgeführt. Die Ergebnissesind in Kapitel 6 zusammengestellt.Anstelle der geplanten Darstellung der Ergebnisse als Sommer-, Winter- und Jahresnutzungsgradwurde der normierte Energieaufwand ausgewiesen. Diese Art derErgebnisdarstellung ist universeller, lässt jedoch mindestens die gleichen Rückschlüsseauf die Anlagenqualität zu. Der normierte Energieaufwand lässt sich - unddas ist die Begründung für die Abweichung vom ursprünglichen Projektziel - ausMessergebnissen besser, d.h. mit geringerem Fehlerpotential reproduzieren.Aus den Messergebnissen wurden wie geplant Regeln für die Auswahl, Auslegungund den Betrieb abgeleitet - soweit dies die Messergebnisse gestatteten, vgl. Kapitel7. Die Ergebnisse werden, wie vorgesehen veröffentlicht, vgl. Kapitel 8.3.5 BewilligungsauflagenAuflagen der BewilligungDas Projekt wurde unter folgenden, hier zusammengefassten Auflagen von der DBUbewilligt:1. In die Untersuchung sind 20 konventionelle Anlagen einzubeziehen.2. Es sind in den Anlagen zu erfassen: der Gasverbrauch, die Wärmemengenabgabesowie die Anzahl der Ein/Ausschaltzyklen des Kessels an 5 Anlagen und derStromverbrauch an 20 Anlagen.3. Es ist eine detaillierte Fehleranalyse durchzuführen.4. Es ist zu erarbeiten, an welcher Stelle der Wissens-/Informationstransfer zuverbessern ist, um die Planung/Ausführung/Nutzung von Brennwertkesselanlagenzu optimieren.Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 15

5. Bei der Auswertung ist abzuleiten, welche zukünftige Ausstattung von Brennwertkesselanlagenmit Blick auf die optimierte Planung, Installation, Betrieb erforderlichwäre.6. Im Abschlussbericht soll über Maßnahmen der Verbreitung berichtet werden.Stellungnahmezu 1: Die Untersuchung sollte ursprünglich 100 Anlagen, davon 20 Anlagen mitkonventionellem Kessel (hier Niedertemperatur- oder Standardkessel) umfassen.Da die Messtechnik im einzelnen Gebäude jedoch umfangreicher als geplantausfiel, konnten insgesamt nur 67 Anlagen untersucht werden. Damit dieZahl der im Mittelpunkt der Untersuchung stehenden Brennwertkesselanlagentrotzdem ausreichend groß bleibt, wurden nur 7 Anlagen mit konventionellerTechnik untersucht. Die Unterschiede im Betriebsverhalten konnten auch mitdieser Anzahl deutlich herausgearbeitet werden.zu 2: Der Gasverbrauch und die Wärmemengenabgabe der Kessel wurde wie geplanterfasst. Da der messtechnische Aufwand zur Bestimmung derEin/Ausschaltzyklen sehr groß geworden wäre, wurde auf eine Messung verzichtet.Die Zusammenhänge wurden jedoch sehr ausführlich im Labor nachgewiesenund veröffentlicht [10] [11]. Der Stromverbrauch wurde nicht an 20%, sondern an 13 % der Anlagen gemessen. Die Ergebnisse lassen auch hierverallgemeinerbare Rückschlüsse zu.zu 3: Die Fehleranalyse befindet sich in Kapitel 5.4.zu 4 und 5: Aussagen zur Verbesserung des Wissenstransfers und zur zukünftigenAusstattung von Brennwertkesselanlagen sind in Kapitel 7 zusammengestellt.zu 6: Möglichkeiten der Verbreitung sind in Kapitel 8 beschrieben.Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 16

4 Einleitung zum technischen TeilDieses Kapitel gibt einen Überblick über die Bestimmung des Normnutzungsgradeseines Kessel sowie des Nutzungsgrades im Feld. Theorie- und Praxis werden verglichenund die Haupteinflussgrößen für die Abweichungen genannt. Die Bewertungeines Erzeugers mit Hilfe des normierten Energieaufwandes wird beschrieben.Bedeutung der BrennwerttechnikDer Einsatz von Brennwertanlagen nimmt in der Heizungstechnik einen immer größerwerdenden Stellenwert ein. Wie in Abbildung 4 dargestellt, stiegen die Absatzzahlenfür Brennwertkessel innerhalb von 10 Jahren fast um das 10-fache von27.000 Anlagen auf 240.000 Anlagen im Jahr 2000 an. Der wesentliche Vorteil derGeräte gegenüber herkömmlichen NT- Kesseln liegt darin, dass die eingesetzte E-nergie um ca. 10 % besser ausgenutzt werden kann. Gleichzeitig führt der verstärkteEinsatz von Brennwerttechnik zu einer Verringerung der CO 2 -Emissionen.Abbildung 4: Verkaufszahlen für Gas-Brennwertkessel in den letzen 10 Jahren [1]Der Einsatz von "wandhängenden Kesseln", die sich durch ihren geringen Platzbedarfauszeichnen, gewinnt hierbei immer größere Bedeutung, vgl. Abbildung 5. Speziellfür diese Gerätetechnik stellt sich die Frage, ob die Norm-Nutzungsgrade zwischen105 ...109 % bezogen auf den unteren Heizwert H u im tatsächlichen Praxisbetriebüberhaupt erreicht werden. Die hohen Normnutzungsgrade nach DIN 4702-8können nur eingehalten werden, wenn im Praxisbetrieb der Heizungsanlagen diegleichen Randbedingungen wie im Messverfahren der DIN 4702-8 zur Bestimmungdes Normnutzungsgrades vorliegen.Ein wesentliches Ziel der Untersuchungen dieses Projektes liegt darin, den Ist-Zustand typischer Heizungsanlagen im Einfamilienhaus (mit dem Neubau alsSchwerpunkt) darzustellen und die vorgefundenen tatsächlichen Betriebszuständeden Randbedingungen des Prüfstandes gegenüberzustellen. Aus diesem Grundwurde bewusst auf Optimierungsmaßnahmen an der Heizungsanlage verzichtet,auch wenn im Verlauf der Projektdurchführung große Abweichungen zwischen Prüfstandund Praxis festzustellen waren.Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 17

Abbildung 5: Absatz von Heizkesseln in Deutschland [12]In einem bereits begonnenen Folgeprojekt, dem ebenfalls von der DBU gefördertenProjekt "Optimus", wird an etwa 100 Mehr- und Einfamilienhäusern der Einfluss eineranlagentechnischen Optimierung wie Reglereinstellung und hydraulischer Abgleichmesstechnisch erfasst und dokumentiert.4.1 Nutzen und Aufwand von WärmeerzeugernSeit Einführung des NT-Kessels (Niedertemperaturkessel) in den 1970er Jahrenwurde in einer nicht mehr überschaubaren Zahl von Fachveröffentlichungen versucht,die Effizienz der Energieausnutzung von gas- bzw. ölbefeuerten Wärmeerzeugernmit dem Begriff "Nutzungsgrad" als Verhältnis von abgegebener Nutzenergieund zugeführter Brennstoffenergie zu bewerten. Gleichung 1 formuliert den allgemeinenZusammenhang.η =QNutzV ⋅HBUmit: η NutzungsgradQ Nutz vom Kessel abgegebene WärmemengeV B zugeführte Brennstoffmengeunterer HeizwertH UGleichung 1Der Nutzungsgrad ist dabei vom Wirkungsgrad zu unterscheiden. Dieser bewertetnur die Effizienz im Betrieb, d.h. bei laufendem Brenner, wenn lediglich Wärmeverlusteüber die Kesseloberflächen (Strahlungsverluste) und Abgasverluste - abhängigvon der Abgastemperatur und dem eingestellten Luftüberschuss - auftreten.Im realen Betrieb über einen längeren Zeitraum, z. B. für den Jahresnutzungsgradüber 1 Jahr, sind zusätzlich Stillstands- und Bereitschaftsverluste zu berücksichtigen.Diese werden durch Wärmeverluste über die Kesseloberflächen, durch innereAuskühlverluste des Feuerraumes wegen des Schornsteinzugs bei Brennerstillstand,durch die Vorspülverluste vor dem Brennerstart und vor der Zündung sowie durch dieAnfahrverluste bis zum Erreichen stabiler Verbrennungswerte verursacht.Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 18

Problematik des Bezugs: unterer und oberer Heizwert (Brennwert)Bei Angaben von Wirkungs- und Nutzungsgraden wird von der Heizungs- und Gasversorgungsbranchebis heute leider noch immer der Bezug auf den unteren HeizwertH U (bzw. heute besser europäisch H i ) bevorzugt. Dadurch entstehen - speziellfür Brennwertkessel - unsinnige Effizienzbewertungen: "Nutzungsgrade bis 110 %".Dies suggeriert, dass einem normalen, nicht-regenerativen Wärmeerzeuger mehrNutzenergie entnommen werden kann, als an Brennstoffenergie eingesetzt wird.Dies ist selbstverständlich nicht der Fall, außerhalb des Fachs aber praktisch nichtvermittelbar.In diesem Projekt werden daher konsequent alle energetischen Kennwerte auf denoberen Heizwert bzw. auf den Brennwert H O (bzw. heute besser europäisch H s ) bezogen.Hierdurch können auch keine "negativen Kesselverluste" (d.h. der oben beschriebene"regenerative Effekt") entstehen, die sonst bei Nutzungsgraden über 100% auftreten.Zum Vergleich werden in einzelnen Übersichten die auf den unteren Heizwert H Ubezogenen Kenngrößen zusätzlich mit angegeben.4.2 Normnutzungsgrad nach DIN 4702-8In einem Standard-Handbuch für Heizungs- und Klimatechnik eines bekannten Kessel-und Heizsystemherstellers finden sich noch in einer älteren Ausgabe von 1995die folgenden Aussagen:"Um Heizkessel-Anlagen der verschiedenen Bauarten energiewirtschaftlich auf reinmesstechnischer Grundlage miteinander vergleichen zu können, kann der Jahresnutzungsgradaus Gründen des Versuchszeitraumes praktisch nicht herangezogenwerden. Damit aber eine vernünftige Beurteilung erreicht werden kann, wird - sozusagenals Kurzverfahren - eine neue Vergleichszahl angewandt, die auch in DIN4702-8 als sog. Norm-Nutzungsgrad η N definiert ist.Das Bestreben dazu ist, das Messverfahren zur Ermittlung dieser Kennzahl mit einemgeringstmöglichen Aufwand durchzuführen. Das verlangt, von vereinfachtenAnnahmen auszugehen. Deshalb bleibt auch die Anwendbarkeit dieses Verfahrensauf Einkesselanlagen beschränkt.Der Norm-Nutzungsgrad soll funktionsbedingt allein auf den Wärmeerzeuger selbstbezogen sein. er kann daher besondere Einflußgrößen, wie Gebäudeart, Heizgewohnheiten,Kesseldimensionierungsqualitäten und -genauigkeiten o.ä.m., die bekanntlichim normalen Jahresnutzungsgrad zusätzlich noch Berücksichtigung finden,nicht enthalten. Aus diesem Grunde lässt sich auch der Norm-Nutzungsgrad nicht mitdem Jahresnutzungsgrad ohne weiteres vergleichen, denn für ein und denselbenWärmeerzeuger liegt der Norm-Nutzungsgrad in der Regel um bis zu 1% über demJahresnutzungsgrad" [8].Mit dieser Aussage wurde und wird teilweise auch heute noch allen am Bau Beteiligten- Planern, Handwerkern, Endkunden - suggeriert, dass der reale Jahresnutzungsgradeines Wärmeerzeugers nur geringfügig (max. 1%!) vom Normnutzungsgradabweicht. Die Ergebnisse dieses Projektes liefern jedoch Unterschiede zwi-Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 19

schen real gemessenem Nutzungsgrad und Normnutzungsgrad von 10 … 13 Prozentpunkten.Der Normnutzungsgrad für den Heizbetrieb eines Kessels wird aus den Teillastnutzungsgradenbei 5 festgelegten Kesselbelastungen und Temperaturpaarungen bestimmt,siehe Tabelle 10.RelativeKesselleistung(Kesselbelastung)Temperaturpaar75/60°CHeizmitteltemperaturenTemperaturpaar40/30°CVorlauftemp. Rücklauftemp. Vorlauftemp. Rücklauftemp.0,13 27 25 23 210,30 37 32 26 230,39 42 36 28 240,48 46 39 30 250,63 55 45 33 26Tabelle 10: Kesselbelastungen und Temperaturpaarungen für die NutzungsgradmessungFolgendes, den realen Gegebenheiten nicht mehr entsprechendes Modell liegt derAbleitung des Normnutzungsgrades bzw. den verwendeten 5 Kesselbelastungennach DIN 4702-8 zu Grunde:Die Auslastung des Kessels, der jährliche Wärmebedarf und damit die abgegebeneHeizwärme hängen zunächst von der Häufigkeitsverteilung der Außentemperatur ab.Zur Vereinfachung bezieht sich die Norm auf den Mittelwert von 10 deutschen Großstädten.Die zusätzlich erforderliche Berücksichtigung interner und externer Fremdwärmequellenerfolgt durch eine Verringerung der Heizkreisbelastung um einheitlich10 %. Diese Annahme entspricht bei heutigen neuen Gebäuden mit hohem Wärmedämmstandardbei weitem nicht mehr der Realität; der Anteil Fremdwärme liegt bezogenauf die Auslegungsheizlast bei mehr als dem Doppelten.Die Nachttemperaturabsenkung hat im Verfahren der DIN 4702-8 ausgehend von dertiefsten Außentemperatur (wo sie keine Wirkung besitzt) bis zur Heizgrenze von14°C hin einen kontinuierlich ansteigenden Einfluss. Die Praxis zeigt allerdings, dassNachtabsenkungen in gut gedämmten Neubau praktisch keine Bedeutung für dieKesselverluste haben [13].Nicht berücksichtigt wird eine bei heutigen, neuen Gebäuden durchschnittliche Überdimensionierungder Kesselleistung gegenüber der Auslegungsheizlast um durchschnittlichden Faktor 3 … 5 im Einfamilienhaus. Begründet ist dies durch die Leistungsanforderungender Trinkwarmwasserbereitung im kleinen Gebäude.Der Kessel wird bei den Messungen zum Norm-Nutzungsgrad nach DIN 4702 aufNennwärmeleistung bei den Temperaturen 75/60°C bzw. 40/30°C eingestellt. Dabeimüssen Nennmassenstrom und Vorlauftemperatur entsprechend einreguliert werden.Unter Beibehaltung des Heizmittelmassenstroms werden nun fünf Teillastnutzungsgradein Abhängigkeit von der relativen Kesselleistung gemessen.Hierzu sind die fünf Werte der relativen Kesselleistung aus Tabelle 10 einzustellen.Die fünf Betriebspunkte sind für die oben beschriebene Häufigkeit des mittleren Außentemperaturverlaufsso gewählt, dass jeder Betriebspunkt eine gleich starke Ge-Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 20

wichtung erhält. Der Normnutzungsgrad für den Heizbetrieb ergibt sich aus dem a-rithmetischen Mittelwert der 5 Teillastnutzungsgrade.Im Praxisbetrieb einer Heizungsanlage werden sich die nach dem Verfahren der DIN4702-8 ermittelten Normnutzungsgrade jedoch nur einstellen, wenn die Anlage beiähnlichen Belastungsprofilen und Temperaturspreizungen wie in Tabelle 10 dargestelltbetrieben wird. Die Feldmessungen ergaben in drei Punkten wesentliche Abweichungenzu den Prüfbedingungen der DIN 4702-8, auf die oben bereits teilweisehingewiesen wurde:1. Aus den 5 Kesselbelastungen in Tabelle 10 ergibt sich eine mittlere Kesselbelastungvon 39 %, Die Auswertung der Feldmessungen ergab jedoch eine durchschnittlicheKesselauslastung von lediglich 9 % im Einfamilienhaus.2. Die Messung des Normnutzungsgrades erfolgt bei konstantem Volumenstrom,während im Praxisbetrieb, bedingt durch den Einsatz von Thermostatventilen, dieVolumenströme im Teillastbereich abnehmen.3. Der Normnutzungsgrad berücksichtigt lediglich den Heizbetrieb, bei denuntersuchten Anlagen handelt es sich jedoch um Kessel, die sowohl zurRaumheizung als auch zur Trinkwarmwasserbereitung eingesetzt werden.Weiterhin ergeben sich speziell für Brennwertkessel bei nicht angepassten Reglerheizkurven- wovon im Regelfall leider auszugehen ist [14] - und v. a. bei Einsatz vonÜberströmventilen sehr hohe Kesselrücklauftemperaturen, die zu keiner oder nur zueiner verminderten Kondensation und damit Brennwertnutzung führen.Aufgrund dieser unterschiedlichen Randbedingungen sind erhebliche Abweichungenzwischen Normnutzungsgrad und gemessenen Nutzungsgradverläufen der Feldanlagenzu erwarten. Während der Einfluss der Trinkwarmwasserbereitung auf denJahresnutzungsgrad allgemein bekannt ist, wurde der geringen Kesselauslastungund den abnehmenden Volumenströmen im Teillastbereich in der Vergangenheitkaum Bedeutung beigemessen.4.3 Realer Jahres-Nutzungsgrad aus FelduntersuchungenDie in Kapitel 4.1 genannten Einflüsse während Brennerbetrieb, Brennerstillstandund Brennerstart bestimmen zusammen mit den Merkmalen der nach geschaltetenHeizsystemkomponenten (Heizflächen, Pumpe, Hydraulik), der zentralen Regelungund der sich einstellenden Kesseltemperaturen sowie der sich aus Gebäudeheizlastund installierter Kesselnennleistung ergebenden mittleren Kesselbelastung den Jahresnutzungsgrad.Eine umfangreiche theoretische Analyse der Wechselwirkungen zwischen allen Einzeleinflüssendes Systems kann und soll im Rahmen dieses Projektes nicht durchgeführtwerden. Hier sei auf die Literatur verwiesen, z.B. [8].Durch Messung der beiden Größen: "Nutzenergieabgabe" und "Brennstoffenergiezufuhr"bei unterschiedlichen Belastungen über Monats- bzw. Jahreszeiträume könnenjedoch die Hauptmerkmale des Gesamtsystems: Wärmeerzeuger und nachgeschaltetes Heizsystem und ihr Einfluss auf die Kesseleffizienz ermittelt werden.Dabei stellt der mittlere bzw. Jahresnutzungsgrad nicht die aus Sicht der Autoreneinzig sinnvolle Bewertungsgröße für das Anlagensystem dar.Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 21

Mögliche Darstellung der VerlustkennwerteDie wichtigsten Verlustkennwerte von Heizkesseln sind Abgas- und Abstrahlungsverlustesowie Verluste der inneren Auskühlung. Die Kennwerte können zu Verlustenwährend des Betriebs (Abgas- und Abstrahlungsverluste) und Betriebsbereitschaftsverlusten(Auskühlung und Abstrahlungsverluste) zusammengefasst werden.Es gibt verschiedene Darstellungsformen für die Verlustkennwerte, gebräuchlich sindder Nutzungsgrad η und die Aufwandszahl e beide aufgetragen über der Kesselauslastung- siehe Abbildung 6 a und b. Beide Kennwerte sind bezogene Größen, d.h.sie geben keine Auskunft über die absolute Höhe der Verluste. Die Darstellung vonNutzungsgrad und Aufwandszahl als Funktion der Auslastung ergibt stark gekrümmteVerläufe.Vor allem im Bereich geringer Belastungen sind beide Größen nur ungenau per Ablesungbestimmbar. Umgekehrt müssen zur Reproduktion der Kurve sehr vieleMesspunkte - vor allem im unteren Lastbereich - vorhanden sein.NutzungsgradηAufwandszahleAuslastungAuslastungWärmeabgabea) Nutzungsgrad b) Aufwandszahl c) absolute VerlusteAbbildung 6: Nutzungsgrad, Aufwandszahl, absolute VerlusteWärmeaufnahmeQ g,UmwandlungQ g,NutzQ g,SowiesoAlternativ können zwei absolute Kennwerte verwendet werden, siehe Abbildung 6 c.Zum einen ist dies der von der Wärmeabgabe relativ unabhängige Kennwert für diesowieso vorhandenen Bereitschaftswärme- und Abstrahlungsverluste Q g,Sowieso . Vereinfachtwird hier angenommen, dass die zugehörige Verlustleistung unabhängigvom Betriebszustand (Brenner ein oder aus) etwa konstant ist. Der zweite Wert,Q g,Umwandlung , beschreibt die Verluste bei der Energieumwandlung der Nutzwärme undder sowieso vorhandenen Kesselverluste, d.h. er entspricht mittleren Abgasverlusten.Der Zusammenhang dieser Größen ist praktisch linear und kann im besten Fallmit zwei Messpunkten reproduziert werden.Eine Weiterentwicklung dieses Ansatzes und damit eines Alternative zu Nutzungsgradund Aufwandszahl ist in Kapitel 4.6 beschrieben.AufwandszahlDie neben dem Nutzungsgrad durch die VDI-Richtlinie 2067 neu eingeführte Größezur Effizienzbewertung ist die Aufwandszahl als Kehrwert von energetischem Aufwandzum abgegebenen Nutzen.In der neuen DIN V 4701-10 (für den primärenergetischen Nachweis nach der Energieeinsparverordnungstatisch in Bezug genommene Norm für die Anlagentechnik)werden die Erzeugerverluste für Trinkwarmwasserbereitung, Lüftung und Raumheizungebenfalls mit Hilfe von Aufwandszahlen - leider unter Bezug auf den unterenHeizwert H U - berechnet. Die Erzeugeraufwandszahl entspricht dem Verhältnis vonAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 22

energetischem Aufwand zum Nutzen, ist also der Kehrwert des Nutzungsgrades. Innachfolgender Gleichung für die Aufwandszahl wird jedoch der Bezug auf den oberenHeizwert/Brennwert H O gewählt.QB(Ho)QNutz+ Qg(Ho)eg(Ho)= =QNutzQNutzmit: e g (Ho) Erzeugeraufwandszahl bezogen auf H OQ B (Ho) Brennstoffwärmemenge bezogen auf H OQ g (Ho) Erzeugerverlust bezogen auf H ONutzwärmemenge ab KesselQ NutzGleichung 2Vorgehensweise und Messmethodik zur Bestimmung der Kesseleffizienz in diesemProjekt werden detailliert in Kapitel 5.3 beschrieben.4.4 Vergleich der gemessenen Erzeugerverluste mit BedarfswertenIn der DIN V 4701-10 zur Berechnung des Primärenergieaufwandes nach der Energieeinsparverordnungwerden die Erzeugerverluste getrennt für Trinkwarmwasserbereitungund Raumheizung mit Hilfe von Aufwandszahlen berechnet. Die Erzeugeraufwandszahlbeschreibt das Verhältnis von Aufwand zu Nutzen. In dieser Norm wirdder Bezug auf den unteren Heizwert gewählt.QB(Hu)QNutz+ Qg(Hu)eg(Hu)= =QNutzQNutzmit: e g (Hu) Erzeugeraufwandszahl bezogen auf H UQ B (Hu) Brennstoffwärmemenge bezogen auf H UQ g (Hu) Erzeugerverlust bezogen auf H UNutzwärmemenge ab KesselQ NutzGleichung 3Um eine vergleichbare Datenbasis zu erhalten, müssen die auf den Heizwert bezogenenStandard-Aufwandszahlen nach DIN V 4701-10 nach Gleichung 4 in BrennwertbezogeneErzeugerverluste umgerechnet werden.Die Berechnung des Erzeugerverlustes erfolgte mit einem an der FachhochschuleBraunschweig/Wolfenbüttel erstellten Rechenprogramm zur EnEV unter Annahmefolgender Randbedingungen:▫ Heizwärmebedarf: 65 kWh/(m²a),▫ Nutzfläche: 159 m² (entspricht dem Mittelwert der Gebäude)▫ statische Heizflächen mit Auslegung auf 55/45°C, angeordnet an den Außenwändenunter dem Fenster und mit Thermostatventilen mit 1 K P-Bereich,▫ Heizverteilleitungen überwiegend im beheizten Bereich, Steigestränge innenliegend,▫ Regelpumpe,▫ zentrale Warmwasserbereitung mit indirekt beheiztem Speicher und ohne Zirkulation(Anordnung von Leitungen und Speicher überwiegend im beheizten Bereich)▫ Aufstellung des Brennwertkessels im beheizten Bereich, verbesserte BDH-Kennwerte nach Neuausgabe DIN V 4701-10, August 2003.Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 23

qg(Ho)= q=( eg(Ho),TW ⋅ qTW− qTW) + ( eg(Ho), H ⋅ qH− qH)⎛= ⎜e⎝g(Ho), TWg(Hu), TW+ qg(Ho),HHo⋅ ⋅ qHuTW− qTW⎞ ⎛⎟ + ⎜e⎠ ⎝g(Ho), HHo ⎞⋅ ⋅ qH− qH⎟Hu ⎠Gleichung 4⎛kWh kWh ⎞ ⎛kWh kWh ⎞= ⎜1,13⋅1,109⋅ 20,32 − 20,32 ⎟ + ⎜0,96⋅1,109⋅ 64,34 − 64,34 ⎟⎝m²a m²a ⎠ ⎝m²a m²a ⎠kWh= 9,30m²amit: q g,TW Erzeugerverlust für Trinkwarmwassererwärmungq g,H Erzeugerverlust für Heizungq TW vom Kessel abgegebene Wärme für Trinkwarmwarmwasserbereitungq H vom Kessel abgegebene Wärme für Heizunge g,TW Aufwandszahl für Trinkwarmwasserbereitunge g,H Aufwandszahl für HeizungH O brennwertbezogenheizwertbezogenH UDer Wert von q g (H O ) = 9,3 kWh/(m²a) ergibt sich für eine Brennwertkesselanlage mitangenommenen sehr guten Randbedingungen. Zum Vergleich wird die Berechnungmit teilweise schlechteren anlagentechnischen Randbedingungen noch einmal wiederholt:▫▫statische Heizflächen mit Auslegung auf 70/55°C, angeordnet an den Außenwändenunter dem Fenster und mit Thermostatventilen mit 2 K P-Bereich,Aufstellung des Brennwertkessels im beheizten Bereich, Standardwerte nach AnhangC.Der Niedertemperaturkessel wurde analog (mit den schlechteren Daten) berechnet.In Tabelle 11 sind die errechneten Bedarfswerte den tatsächlichen Messwerten gegenübergestellt.durchschnittlicheNutzflächeMesswertErzeugerverlustDIN V 4701-10Anhang C70/55 °CBDH-Produktkennwerte55/45 °Cm²kWh/(m²a) kWh/(m²a)(H O )(H O )Brennwertkessel 159 15,9 15,2 9,3Niedertemperaturkessel 149 37,8 19,9 --Tabelle 11: Gemessene Erzeugerverluste und Bedarfswerte nach DIN V 4701-10kWh/(m²a)(H O )Der aus den Aufwandszahlen nach DIN V 4701-10 mit verbesserten BDH-Daten berechneteWärmeerzeugerverlust steht mit 9,3 kWh/(m²a) einem tatsächlich gemessenenWärmeerzeugerverlust der Brennwertkessel von 15,9 kWh/(m²a) gegenüber.Es kann festgestellt werden, dass die Bedarfswerte der DIN 4701-10 nur dann eineakzeptable Übereinstimmung mit den realen Messwerten ergeben, wenn die Heizflächenfür eine Auslegungstemperaturspreizung von 70/55 °C bei einem schlechterenP-Bereich der Thermostatventile von 2 K angenommen werden und für die Kesseldie Standardwerte nach Anhang C und nicht die verbesserten Kennwerte nach BDHverwendet werden. Die in der DIN V 4701-10 theoretisch berechneten Werte für dieErzeugerverluste entsprechen dann den im Praxisbetrieb erreichten Werten.Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 24

Wird jedoch - wie heute in der Praxis üblich - mit den verbesserten BDH-Kennwertengerechnet, ergeben sich nicht gerechtfertigte Abweichungen von ca. 6 kWh/(m² a).Diese Differenz liegt in einer Größenordnung die z. B. dem Bonus eines erfolgreichbestandenen Dichtheitstests für Gebäude nach der Energieeinsparverordnung entspricht.Der Blower-Door-Test setzt dabei eine Qualitätssicherung voraus, für die Investitionenvon 300 … 500 € im EFH wirtschaftlich gerechtfertigt sind. Für das Heizsystemwerden keine vergleichbaren Qualitätssicherungsmaßnahmen gefordert.Die Abweichungen zwischen berechneten und in diesem Projekt gemessenen Nutzungsgradenfür NT-Kessel sind teilweise noch gravierender, obwohl nach DIN 4701-10 bereits nur mit Standardwerten gerechnet wurde und keine herstellerspezifischenWerte verwendet wurden.4.5 Haupteinflüsse auf die Abweichungen zwischen Theorie undPraxisAus den im voran gegangenen Kapitel dargestellten Einflüssen:▫▫Verwendung von Standardwerten gegenüber verbesserten Produktkennwerten imRechenverfahren der DIN V 4701-10,und Heizmitteltemperaturen 70/55°C gegenüber 55/45°Cfür Brennwertkessel zeigt sich der beträchtliche Einfluss der für theoretische Berechnungengetroffenen Annahmen und Randbedingungen.Die Standardkennwerte wurden im Rahmen der Normungsarbeit zur DIN 4701-10vom Projektleiter dieses DBU-Projektes (Prof. Dr.-Ing. D. Wolff) und gleichzeitig e-hemaligen Obmann der DIN V 4701-10 vorgeschlagen. Sie basieren auf den Wertender europäischen Wirkungsgradrichtlinie von 1992, die für Standard-, Niedertemperatur-und Brennwertkessel auch heute noch immer auf den unteren Heizwert H U bezogeneMindestwirkungsgrade vorschreibt.Die Standardwerte der Norm überschreiten in keinem Fall die 100 %-Grenze, sodass auch keine negativen Erzeugerverluste entstehen können. Wie die Praxisergebnissedes Projektes "Brennwertkessel" zeigen, stimmen diese Standardwerte gutmit realen Jahresnutzungsgraden und Wärmeerzeugerverlusten überein.In der Diskussion zur EnEV wurden jedoch sowohl von der Baubranche (DIN V 4108-6) als auch von der anlagentechnischen Seite theoretische Ergebnisverbesserungen(Wärmebrücken, Dichtheit, eingeschränkter Heizbetrieb, Leistungsziffern von Wärmepumpen,etc.) eingebracht, um einzelne Maßnahmen und Produkte mit einem Bonuszu versehen und daraus Marktvorteile zu ziehen.So wurden auch von der Kesselbranche über den Bundesverband der deutschenHeizungsindustrie die verbesserten BDH-Kennwerte für Brennwertkessel mit CE-Zertifizierung nachträglich in der Neuausgabe: DIN V 4701-10 vom August 2003 ergänzt.Es können sogar noch bessere Produktkennwerte auf Basis von zertifiziertenund gemessenen Norm-Nutzungsgraden nach DIN 4702-8 in das Berechnungsverfahrender DIN V 4701-10 einfließen.Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 25

Die notwendigen Rahmenbedingungen zum Erreichen dieser verbesserten Produktkennwertewerden aber nicht im Rahmen von Qualitätssicherungsmaßnahmen beider Planung und Ausführung der Anlagen sichergestellt.Hohe reale Nutzungsgrade von Brennwertkesseln sind erreichbar, wenn bestimmteHauptmerkmale eingehalten werden. Hierzu zählen in einer von den Verfassern abgeschätztenPrioritätenrangfolge:▫ Einstellung von niedrigen Auslegungsheizwassertemperaturen am zentralen Kesselregler,▫ möglichst Verzicht auf den Einsatz von Überströmventilen zur Aufrechterhaltungeines Kesselmindestwasservolumenstromes,▫ möglichst Aufstellung des Wärmeerzeugers (und des Trinkwarmwasserspeichers)im beheizten Bereich,▫ Einsatz einer witterungsgeführten Kessel-/Vorlauftemperaturregelung anstelleeiner zentralen Raumtemperaturregelung,▫ möglichst niedrige Heizwassertemperaturen, z.B. durch eine alleinige Flächenheizung;der Einfluss eines Fußbodenheizungssystems auf den Heizwärmebedarf,der unabhängig vom eingesetzten Wärmeerzeuger ist, kann durchaus negativsein, wie die Ergebnisse der wenigen und daher nicht repräsentativen, in diesemProjekt untersuchten Gebäude mit FBH zeigen. Der Einfluss des Wärmeabgabesystemsauf den Nutzenergieverbrauch war jedoch nicht Untersuchungsgegenstanddieses Projektes.▫ optimierte regelungstechnische und hydraulische Einbindung von Trinkwarmwas-▫serspeichern insbesondere bei zusätzlicher solarer Warmwasserbereitung,Wärmeerzeuger mit optimierten Pumpen oder - besser Kesselkonstruktionen mitausreichendem Wasserinhalt und geringem hydraulischen Widerstand - ohne integriertePumpen,▫ Kesselkonstruktionen mit modulierenden Brennern bei großem Modulationsbereichsowie mit optimierten Heizflächen im Feuerraum, bei denen die Abgastemperaturennur geringfügig über den Kesselwasser-Rücklauftemperaturen liegen.Der Einfluss dieser Merkmale auf die Kesselverluste bzw. Effizienz (mittlerer Kesselwirkungsgrad,mittlerer spezifischer Bereitschaftsverlust) wurde für Anlagengruppengleicher Merkmale ermittelt. Die untersuchten Anlagen mit ihren wichtigsten Gebäudedaten(Baujahr, Fläche) und den genannten Merkmalen sind in der Tabelle 13 aufSeite 33 zusammengestellt.4.6 Energetische Bewertung mit Hilfe des normierten EnergieaufwandesWie in Abbildung 6 bereits angedeutet, kann die Effizienz eines Kessels auch mitHilfe anderer Effizienzmerkmale als dem Nutzungsgrad oder der Aufwandzahl beschriebenwerden. In Folgenden wird die energetische Bewertung mit Hilfe des normiertenEnergieaufwandes beschrieben.Das Modell des normierten Energieaufwands wird z. Z. für die Normung (DIN 18599)zur EU-Gebäuderichtlinie 2006 - auch von den Autoren dieses Projektberichts - präferiert.Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 26

TheorieFür den Zusammenhang zwischen Aufwand und Nutzen wird heute noch immer - wieoben beschrieben - bei heiztechnischen Anlagen meist auf den Nutzungsgrad zurückgegriffen.Der Nutzungsgrad stellt jedoch eine nicht lineare Funktion der NutzenergieabgabeQ Nutz dar.η = f(QNutz)Gleichung 5mit: η NutzungsgradQ Nutz Nutzwärmemenge ab KesselAllgemeingültiger wird nach Deutscher/Rouvel [7] der Zusammenhang von Aufwandund Nutzen, wenn man die Nutzenergieabgabe Q Nutz auf die Nenn-Energieabgabe(Produkt aus Kesselnennleistung und Gesamtlaufzeit) zur Auslastung β normiert.QNutzβ =Q&K ⋅ tBmit: β AuslastungQ Nutz Nutzenergieabgabe des KesselsQ & K KesselnennleistungBetriebszeitt BGleichung 6Die einer Kesselanlage zuzuführende Energie lässt sich in der Regel in drei Teileaufteilen, siehe Abbildung 7:▫▫▫die Nutzenergieabgabe, die von den zu versorgenden Verbrauchern angefordertwird,die lastunabhängigen Verluste (Betriebsbereitschaftsverluste)die lastabhängigen Verluste (Abgas- und Strahlungsverluste).Abbildung 7: Aufteilung der dem Kessel zugeführten Energie [7]In der Regel besteht zwischen den lastabhängigen Verlusten und der Nutzenergieabgabeein näherungsweise linearer Zusammenhang. Tritt bei Brennwertkesseln erhöhteKondensation auf, ergeben sich Abweichungen von der linearen Abhängigkeit.Entsprechend kann der Zusammenhang zwischen Nutzenergieabgabe Q Nutz und zuzuführenderEnergie (Feuerungswärmemenge) Q F als Polynom ersten Grades dargestelltwerden.Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 27

Aus der Feuerungswärmemenge wird dementsprechend der "normierte Energieaufwand"nach Gleichung 7.wQFGleichung 7auf = &K BQ ⋅ tmit: w auf normierter EnergieaufwandQ F FeuerungswärmemengeQ & K Kesselnennleistungt BBetriebszeitAus Gleichung 2 und Gleichung 5 ergibt sich der Zusammenhang zwischen demnormierten Energieaufwand und der Auslastung mit folgender linearer Funktion:wauf ( β)= wauf,0 + a ⋅ βGleichung 8mit: w auf (β) normierter Energieaufwand je nach Belastungw auf,0 normierter Energieaufwand bei Nulllasta Verhältnisfaktor (Umwandlungsfaktor)β BelastungDabei entspricht w auf,0 den Bereitschaftsverlusten dividiert durch den Kesselwirkungsgradnach Gleichung 9. Für den Betriebsbereitschaftsverlust ergibt sich dann:qmit: q B Bereitschaftsverlustew auf,0 normierter Energieaufwand bei NulllastKesselwirkungsgradB = ηK⋅ wauf,0Gleichung 9η KDer mittlere Kesselwirkungsgrad (Umwandlungswirkungsgrad) ergibt sich aus demVerhältnis von Nutzen zu Aufwand bei einer Auslastung von β = 100 % nachGleichung 10. Es gilt:Kesselleistung ∆β 1η K == =Feuerungsleistung ∆waufwauf(β = 1)mit: η K Kesselwirkungsgradw auf (β = 1) normierter Energieaufwand bei VolllastGleichung 10Mit Hilfe dieses Verfahrens konnten alle gemessenen Nutzwärmemengen, unabhängigvom jeweiligen Messzeitraum, auf die "normierte Energieabgabe β" und alle gemessenenFeuerungswärmemengen auf den "normierten Energieaufwand w auf " umgerechnetwerden.Durchschnittswerte aller untersuchten AnlagenDer normierte Aufwand w auf ergibt sich also aus dem Verhältnis von zugeführterBrennstoffenergie Q B (Ho) (hier bezogen auf den Brennwert) zur maximal möglichenKesselnutzwärme (Produkt aus Kesselnennleistung und Betriebszeit, im Regelfall einJahr bzw. der Messzeitraum). Die mittlere Kesselbelastung entspricht dem Verhältnisvon abgegebener Kesselnutzwärme zur maximal möglichen Kesselnutzwärme.Danach ergibt sich für β = 0 aus Abb. 4-20 ein durchschnittlicher Betriebsbereitschaftsverlustvon q B = 0,468 % für alle Brennwertanlagen. Der mittlere Kesselwirkungsgradbeträgt 90 %.Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 28

Normierter Energieaufwand über Auslastung (alle BW-Anlagen)0,60,50,4W auf0,30,2W auf = 1,1055 x β + 0,0052ηK = 0,900qB = 0,004680,100 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5Auslastung βAbbildung 8: Normierter Energieaufwand über normierter EnergieabgabeFür die mittlere Belastung β = 0,09 aller in diesem Projekt untersuchten Heizungsanlagenergeben sich ein normierter Aufwand von w auf = 0,105. Das bedeutet, die mittlereKesselnutzleistung im Betrieb beträgt 9 % der installierten Kesselleistung (z.B.1,8 kW bei einem 20 kW Kessel) und die dabei benötigte zugeführte Leistung beträgt10,5 % der installierten Kesselleistung (z.B. 2,1 kW).Abgleich mit bekannten BewertungskriterienDie Jahresnutzungsgradtheorie nach Dittrich und die Beschreibung mit dem normiertenAufwand sind kompatibel, wenn der Jahresnutzungsgrad auf die Beschreibungdurch zwei Kenngrößen nach Dittrich reduziert wird:1. durch den mittleren Kesselwirkungsgrad η K nach Gleichung 102. durch den mittleren spezifischen Bereitschaftsverlust q B nach Gleichung 9Der mittlere Jahresnutzungsgrad folgt daraus zu:βη a ( β)=a ⋅β + wauf,0mit: η a (β) Kesselwirkungsgrad je nach BelastungaVerhältnisfaktor (Umwandlungsfaktor)βBelastungGleichung 11Für die durchschnittliche Anlagenbelastung von β = 9 % ergibt sich ein mittlerer Jahresnutzungsgradfür alle Anlagen von 85,9%:0,09η a ,Ho == 0,8591,1055 ⋅0,09+ 0,0052mit: a Verhältnisfaktor (Umwandlungsfaktor) = 1,1055β Belastung = 0,05Gleichung 12Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 29

Dieser Wert stimmt trotz der durchgeführten Regression sehr gut mit dem davonunabhängig ermittelten mittleren Nutzungsgrad als Quotient aus der Summe allerNutzwärmemengen zur Summe aller auf den Brennwert bezogenen Brennstoffenergienüberein. Bei Vergleichen der auf diese Weise unterschiedlich ermittelten mittlerenNutzungsgradwerte ergeben sich für die o. a. Anlagengruppen mit gleichenMerkmalen - bei statistisch ausreichender Mindestanzahl von ca. 10 Anlagen - max.Abweichungen von 1,3 Prozentpunkten.Damit ergibt sich für die Brennwertanlagen der in folgendem Bild dargestellte Nutzungsgradverlaufin Abhängigkeit von der Kesselbelastung.Nutzungsgradverlauf aller untersuchten BW-Anlagen0,950,900,85η (Ηο)0,800,750,700,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00Auslastung βAbbildung 9: Nutzungsgradverlauf (H o) aller Brennwertanlagen abhängig von der AuslastungWie aus dem Verlauf zu erkennen ist, fällt der Nutzungsgrad bei Belastungen unter40 % ab. Besonders stark wird der Nutzungsgradabfall bei Belastungen unter 10 %.Gerade für den Betrieb in den Sommermonaten, wo der Kessel ausschließlich zurTrinkwarmwasserbereitung genutzt wird, kann es insbesondere bei überdimensioniertenKesseln zu einem starken Abfall der Nutzungsgrade kommen. Obwohl derNutzungsgrad stark abfällt, sind die absoluten Verluste in kWh in den Sommermonatenmit niedrigen Nutzungsgraden sehr viel kleiner als bei großen Kesselbelastungen.Hieraus wird ersichtlich, dass bei kleiner werdenden Nutzwärmeverbräuchender Nutzungsgrad nicht das geeignete Kriterium zur Kesselbewertung darstellt.Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 30

5 Darstellung von Messung und AuswertungIm Folgenden werden zunächst die untersuchten Anlagen und ihre Merkmale kurzvorgestellt und der Aufbau der Messwerterfassung wird erläutert. Anschließend wirddie Auswertung der gesammelten Daten beschreiben. Abschließend wird eine Fehlerabschätzungdurchgeführt.5.1 Anlagentechnische Ausstattung der untersuchten KesselanlagenIm Rahmen des Forschungsprojektes wurde der tatsächliche Anlagenbetrieb von 67Feldanlagen ohne wesentliche vorhergehende Qualitätssicherungsmaßnahmen übereine Zeit von 2 Jahren untersucht und ausgewertet. Die Anlagen wurden vor Beginnder Messungen bewusst nicht optimiert, da es ein wesentliches Projektziel war, die inder Praxis übliche Anlagenausführung darzustellen und zu bewerten.Bei der Untersuchung wurde versucht, den Einfluss verschiedener Anlagenparameterzu quantifizieren. Dabei wurden die untersuchten Anlagen in folgende Kategorieneingeteilt.Gebäudebaujahrvor 1977 Gebäudebaujahr vor 1977nach 1977 Gebäudebaujahr zwischen 1978 und 1982nach 1982 Gebäudebaujahr zwischen 1983 und 1995nach 1995 Gebäudebaujahr nach 1995nachtr. gedämmt Gebäude Baujahr vor 1977 nachträglich gedämmtKesseltypNTNiedertemperaturkesselBWBrennwertkesselBauartwandwandhängendes GerätbodenHydraulikÜVAufstellortaußeninnenRegelungrwwrHeizflächenfreikombiFBHZirkulationZirkulationWW-BereitungO.WWKesselSolarbodenstehendes GerätAnlagen mit Überströmventil im KesselkreisAnlagen ohne Überströmventil im KesselkreisAufstellort des Wärmerzeugers außerhalb des beheizten BereichsAufstellort des Wärmeerzeugers innerhalb des beheizten Bereichsreferenzraumgeführte Regelungwitterungsgeführte Regelungwitterungsgeführte Regelung mit Raumaufschaltungfreie HeizflächenKombination aus freien und integrierten HeizflächenFußbodenheizungAnlagen mit Zirkulationspumpe im WarmwasserkreisAnlagen ohne Zirkulationspumpe im WarmwasserkreisAnlagen ohne WW-Bereitung über den betrachteten WärmerzeugerWW-Bereitung über den betrachteten Wärmeerzeugersolarunterstützte WarmwasserbereitungTabelle 12: Erläuterung der AnlagenmerkmaleAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 31

Jede der untersuchten Anlagen wurde hinsichtlich der in Tabelle 12 genanntenMerkmale kategorisiert. Die Anlagenbeschreibung befindet sich in Tabelle 13. siedient dazu, Gruppen von Anlagen mit gleichen Merkmalen zu bilden, um Abhängigkeitenzwischen Kesseleffizienz und Anlagenmerkmalen herauszuarbeiten.Anl.-Nr.GebäudebaujahrNutzfläche m²KesseltypBauartHydraulik1 vor 1977 220 BW wand. außen w frei o.WW2 nach 1995 105 BW wand. ÜV außen r frei Kessel3 nachtr. gedämmt 180 BW wand. innen w kombi. Zirkulation Kessel4 nach 1995 119 BW wand. ÜV außen r frei solar5 nachtr. gedämmt 90 BW wand. ÜV außen r frei Zirkulation solar6 nach 1995 143 BW wand. ÜV außen w frei Zirkulation Kessel7 nach 1995 155 BW wand. ÜV außen w kombi. Zirkulation Kessel8 vor 1977 120 BW wand. ÜV innen r frei Kessel9 nach 1977 163 NT boden. ÜV innen w frei Zirkulation Kessel10 nachtr. gedämmt 210 BW wand. außen wr frei Zirkulation Kessel11 nach 1995 167 BW wand. ÜV innen wr frei Kessel12 nach 1995 116 BW boden. ÜV außen w frei Zirkulation Kessel13 nachtr. gedämmt 117 BW wand. außen w frei Kessel15 nach 1995 220 BW wand. außen wr kombi. Zirkulation Kessel16 nach 1995 251 BW wand. außen w frei Zirkulation Kessel17 nach 1977 155 BW wand. ÜV außen w frei Zirkulation Kessel18 nach 1995 200 BW wand. ÜV außen w kombi. Zirkulation solar19 nach 1995 285 BW wand. ÜV innen w frei Kessel20 nachtr. gedämmt 148 BW wand. ÜV außen w frei Kessel21 nach 1982 100 BW wand. ÜV innen r frei Kessel23 nachtr. gedämmt 160 NT boden. außen w frei Zirkulation Kessel24 nachtr. gedämmt 210 BW wand. ÜV außen r frei Kessel25 nach 1995 150 BW wand. ÜV außen w frei Zirkulation Kessel26 nachtr. gedämmt 143 BW boden. Innen w frei Kessel27 nach 1977 165 BW wand. außen w frei Zirkulation solar28 nach 1995 130 NT boden außen w kombi. Zirkulation Kessel29 nach 1995 135 BW wand. außen w frei Kessel30 nach 1995 176 BW wand. ÜV außen w FBH Zirkulation Kessel31 nach 1995 150 BW wand. außen w frei Kessel32 nachtr. gedämmt 130 BW wand. ÜV außen wr frei Kessel33 nach 1995 159 BW wand. außen w kombi. Kessel34 nach 1995 161 BW wand. ÜV außen w frei Kessel35 vor 1977 145 BW wand. außen w frei o.WW36 nach 1995 250 BW wand. ÜV außen w frei Zirkulation Kessel37 nachtr. gedämmt 125 BW wand. außen w kombi. Zirkulation solar38 nach 1995 250 BW wand. ÜV innen w frei Zirkulation Kessel39 nach 1982 213 BW boden. ÜV außen w frei Zirkulation Kessel40 nachtr. gedämmt 166 BW wand. ÜV außen w kombi. Kessel43 nach 1995 219 BW wand. außen w frei Zirkulation Kessel44 nach 1977 130 BW wand. außen w frei Kessel45 nach 1995 132 BW wand. ÜV außen w FBH Zirkulation Kessel47 nach 1977 120 BW wand. außen w frei solar48 nach 1995 145 BW wand. außen wr kombi. Zirkulation Kessel49 nach 1995 222 BW wand. außen w frei Zirkulation solar50 nach 1995 123 BW wand. ÜV außen w frei Zirkulation Kessel51 vor 1977 109 BW wand. ÜV außen wr kombi. Zirkulation solarAufstellortRegelungHeizflächenZirkulationWW-BereitungAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 32

Anl.-Nr.GebäudebaujahrNutzfläche m²KesseltypBauartHydraulik52 nach 1995 150 BW wand. ÜV außen w kombi. Zirkulation Kessel53 nach 1982 188 BW wand. ÜV außen w frei solar55 nach 1977 150 NT boden. außen w kombi. Zirkulation Kessel56 vor 1977 126 NT wand. ÜV außen w frei Zirkulation Kessel57 nach 1995 168 BW wand. außen w kombi. Kessel58 nach 1995 115 BW wand. ÜV innen w frei Kessel59 nach 1995 150 BW wand. ÜV außen wr frei Kessel60 nach 1995 196 NT boden. außen wr kombi. Zirkulation Kessel61 nach 1995 149 BW wand. ÜV außen w frei Zirkulation Kessel62 nach 1977 140 BW wand. außen w FBH Kessel63 nach 1995 150 BW wand. ÜV außen w kombi. Zirkulation solar64 nach 1995 115 BW wand. ÜV innen w frei Kessel65 nachtr. gedämmt 100 BW wand. ÜV innen w frei Kessel66 nach 1995 128 BW wand. außen w kombi. Zirkulation solar67 nach 1995 126 BW wand. außen wr kombi. Kessel68 nach 1995 170 BW wand. außen w kombi. Zirkulation Kessel69 nach 1995 190 BW wand. innen w frei Kessel70 nach 1995 116 BW wand. ÜV innen wr frei Kessel71 nach 1995 153 BW wand. ÜV außen wr frei Kessel72 nach 1995 116 NT wand. ÜV innen wr frei KesselTabelle 13: AnlagenmerkmaleAufstellortRegelungHeizflächenZirkulationWW-BereitungUm die Auswirkungen einer Anlagenoptimierung genauer quantifizieren zu können,wurde ein Teil der untersuchten Anlagen im Rahmen des Folgeprojektes "Optimus"optimiert, so dass in einer anschließenden Messphase die Einsparpotentiale ermitteltwerden können.5.2 Aufbau der MesswerterfassungUm mit den vorhandenen finanziellen Mitteln möglichst viele Anlagen untersuchen zukönnen, wurde bewusst eine sehr einfache Art der Messwerterfassung aufgebaut.Um den Nutzungsgrad und die Energieeffizienz eines Wärmeerzeugers zu erfassen,benötigt man lediglich die zugeführte Brennstoffenergie und die abgeführte Nutzenergie.Die Brennstoffenergie wird über den Gaszähler, die abgegebene Nutzenergieüber Wärmemengenzähler, wie in Abbildung 10 dargestellt, erfasst.Die an dem Projekt teilnehmenden Anlagenbetreiber wurden verpflichtet, die Ablesungder Messwerte mindestens an zwei Stichtagen pro Jahr, am Anfang und amEnde der Heizperiode durchzuführen. Viele der Teilnehmer stellten auch monatlicheMesswerte zur Verfügung. In fünf Anlagen mussten Datenverluste durch defekte o-der falsch eingebaute Zähler sowie durch Ablesefehler in Kauf genommen werden.Fehlerhafte Messwerte wurden nicht ausgewertet.Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 33

WMZ:WärmemengenzählerHK:HeizkreisWWB:WarmwasserbereitungV Gas :GasvolumenstromH:Heiz- oder BrennwertQ H :abgegebene Wärmefür die RaumheizungV Gas ⋅ HWMZHKWMZWWBQ TWW :abgegebene Wärmefür TrinkwarmwasserbereitungQ BQ HQ TWWAbbildung 10: Darstellung der MesswerterfassungAus den oben genannten Gründen reduzierte sich die Zahl der auswertbaren Anlagenvon 72 auf 67. Da nicht alle Anlagenbetreiber monatliche Messwerte zur Verfügungstellten, differiert die jeweils betrachtete Anlagenzahl je nach Auswertungsart.Um bei zukünftigen Projekten Datenverluste durch Ablesefehler zu minimieren, sollteauf Wärmemengenzähler zurückgegriffen werden, die über eine automatische Speichermöglichkeitder Monatsmesswerte verfügen, so dass auch ein nachträglichesAblesen der Stichtagswerte möglich ist.Die erfassten Verbrauchswerte wurden in eine EXCEL-Datenbank übertragen undnach verschiedenen Gesichtspunkten ausgewertet. Der Erfassungsbogen befindetsich im Anhang 10.4.5.3 Auswertung von MesswertenIm Folgenden wird die Auswertung der Messwerte erläutert, die zu den Ergebnissenin Kapitel 6 führte.Vorbereitung1. Im ersten Schritt wurden die Messprotokolle der Einzelanlagen in Exceltabellenübertragen.2. Aus den Zählerständen und den Ablesedaten konnten die Messzeiträume t B , dieverbrauchten Wärmemengen für Heizung und Trinkwarmwasser Q H und Q TWWoder der Summenwert Q H +Q TWW sowie der verbrauchte Gasvolumenstrom V Gasbestimmt werden.Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 34

3. Der Gasvolumenstrom wurde mit dem Brennwerten H O und Heizwerten H U derVersorger im jeweiligen Messzeitraum auf Energiemengen Q B (Ho) oder Q B (Hu)umgerechnet. Dabei wurde zusätzlich berücksichtigt, dass die Versorger denBrenn- oder Heizwert normiert (bei 0°C und ohne Überdruck) angeben, im Gebäudeaber 15° C und in der Regel 20 mbar Fließdruck herrschen. DerBrenn/Heizwert wurde von Norm- auf Betriebsbedingungen korrigiert.4. Aus der zugeführten (Q B (Ho) oder Q B (Hu) ) und abgeführten (Q H +Q TWW bzw. auchQ Nutz ) Energiemenge konnten alle weiteren Berechnungen erfolgen.Auswertung nach EinzelmerkmalenSollte ein Merkmal, z.B. der Einfluss eines Überströmventils, bewertet werden, wurdenalle Anlagen mit und alle Anlagen ohne Überströmventil in zwei Gruppen betrachtet.Die Ergebnisse der Untersuchung zeigt im Beispiel Tabelle 17 auf Seite 49.1. Die Anzahl der Anlagen wird in der Tabelle vermerkt, z.B. Anlagen mit Überströmventil35 Anlagen.2. Der Jahresnutzungsgrad η (H O ) wurde bestimmt aus dem Verhältnis aller zugeführtenEnergien (Summe) zu allen abgegebene Nutzwärmemengen (Summe).Siehe Gleichung 1 auf Seite 18, aber mit Summenwerten aller Anlagen im Zählerund Nenner. Es ergibt sich ein Nutzungsgrad von 85,0%.3. Die Differenz zwischen abgegebener Nutzwärmemenge und zugeführter Brennstoffwärmemenge(mit Bezug auf H O ) wird für alle Anlagen einzeln bestimmt. Anschließendsummiert und dann auf die gesamte Fläche aller 35 Gebäude umgelegt.Es ergibt sich der spezifische Kesselverlust (H O ), hier 17 kWh/(m²a).4. Die abgegebene Nutzwärmemenge aller 35 Kessel wird ebenfalls nach diesemPrinzip auf die gesamte Nutzfläche der 35 Gebäude bezogen angegeben. Sie beträgt93,4 kWh/(m²a).5. Der Mittelwert der Kesselauslastung β aller Anlagen einer Gruppe wird bestimmt,z.B. β = 0,08 oder 8 % für die Anlagen mit Überströmventil. Dazu wurde die gesamteabgegebene Energie Q Nutz aller 35 Anlagen ins Verhältnis zur maximalmöglichen abgebbaren Energie der 35 Kessel im Messzeitraum gesetzt. Die möglicheNutzenergie ist die Summe aller einzelnen Kesselleistungen mal dem jeweiligenMesszeitraum t B (Vollbenutzung). Siehe Gleichung 6 auf Seite 27, aber mitSummenwerten im Zähler und Nenner.6. Die Monatsmesswerte der normierten Energieaufwände aller 35 Anlagen mit Ü-berströmventil werden in ein Diagramm eingetragen, vgl. Abbildung 28 auf Seite50. Die Berechnung der Auslastung β und den Aufwandes w auf erfolgt für jedeneinzelnen Messpunkt nach dem in Kapitel 4.6 in Gleichung 6 und Gleichung 7 beschriebenenVerfahren. Aus den mehreren hundert Monatsmesspunkten wird eineAusgleichgerade errechnet. Die Geradengleichung ist jeweils im Bild dargestellt.Sie lautet hier: w auf = 1,1348 x β + 0,0039.7. Aus der Steigung der Geraden wird der mittlere Kesselwirkungsgrad η K nachGleichung 10 bestimmt und als Durchschnittswert aller 35 Anlagen bezogen aufH O angegeben. Er beträgt 87,8 %.8. Der mittlere Bereitschaftsverlust ergibt sich nach Gleichung 9 aus dem Achsenabschnittder Geradengleichung. Er beträgt hier 0,34 %.9. Der mittlere Nutzungsgrad aus normiertem Aufwand bezogen auf H O ergibt sich,wenn die Belastung β = 0,08 in die Geradengleichung des normierten Aufwandeseingesetzt wird. Hier ergibt sich 84,6 %.Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 35

Nach diesem Prinzip erfolgten alle Auswertungen.5.4 FehlerbetrachtungBei den durchgeführten Messungen ist eine Reihe von Fehlerquellen zu berücksichtigen,die im Folgenden kurz dargestellt werden:1. Da die Ablesung der Messwerte durch die Anlagenbetreiber erfolgte und dieMessdaten telefonisch oder schriftlich weitergeleitet wurden, können in AusnahmefällenAblese- und Übertragungsfehler nicht ausgeschlossen werden. Dienachträgliche Auswertung des normierten Aufwands zeigt jedoch Ausreißer sehrdeutlich an.2. Für die Umrechnung der Gasbrennwerte vom Norm- auf den Betriebszustandwurde auf das DVGW Arbeitsblatt G 685 [3] zurückgegriffen. Dabei werden einBetriebsdruck von 22 mbar, ein Atmosphärendruck von 1004 mbar und eine Gastemperaturvon 15°C zu Grunde gelegt. Es wurde davon ausgegangen, dass dieseRandbedingungen mit ausreichender Näherung eingehalten werden. GeringfügigeAbweichungen sind in ihrer Auswirkung auf das Gesamtergebnis vernachlässigbar.3. Bei den Messungen wurden handelsübliche geeichte Wärmemengenzähler undBalgengaszähler der Energieversorgungsunternehmen eingesetzt. Für diese Gerätewird von den Geräteherstellern der Messfehler für unterschiedliche Temperaturenund Durchflüsse anhand von Diagrammen dargestellt.Die Messfehler, die sich aus den Punkten 1 und 2 ergeben, lassen sich nicht quantifizieren,da weder die Zahl von eventuellen Ablesefehlern noch die reale Schwankungsbreiteder Gastemperatur in den einzelnen Anlagen erfasst werden kann.Der max. - nicht der mittlere Fehler der Einzelmessung - der durch die Genauigkeitder Wärmemengen- und Gasmengenmessung entsteht, ist abhängig von der Vorlauf/Rücklauftemperatur-Differenzsowie von der abgegebenen Wärmeleistung. erliegt bei einer typischen Spreizung von 10 K und einer typischen Leistung von 2 kWbei max. ± 1,3 %.Weiterführende Unterlagen zur Fehlerbetrachtung finden sich im Anhang 10.7.Bestimmung des absoluten MaximalfehlersDa der Fehler der Messgeräte in Abhängigkeit von Volumenstrom und Temperaturspreizungangegeben wird, kann der Fehler nur für bestimmte Betriebszustände, dasheißt bei jeweils einer Leistung und einer Temperaturspreizung zwischen Vor- undRücklauf des Wärmeerzeugers berechnet werden. Der absolute Maximalfehler wirdnach folgendem Ansatz berechnet:Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 36

.Nu.BNutzen Q m&Wasser ⋅ cp⋅ (tVL− tRL)ηK= = =AufwandV&G ⋅ HUQmit: η K KesselwirkungsgradQ & Nuabgegebene Nutzleistung, in kWQ & Bzugeführte Feuerungswärmeleistung, in kWm& Heizwassermassenstrom, in kg/sWasserc P spezifische Wärmekapazität, in kJ/(kg K)t VL Vorlauftemperatur, in °Ct RL Rücklauftemperatur, in °CV & GGasvolumenstrom, in m³/hH U Heizwert, in kWh/m³Gleichung 13Der absolute Maximalfehler für den Kesselwirkungsgrad berechnet sich aus der partiellenAbleitung von Gleichung 13:∆ηmax∂η= ±∂m&Wasser⋅ ∆m&Wasser∂η+∂V&Gas⋅ ∆V&Gas( tVL− tRL) m&Wasser ⋅ cp⋅ ( tVL− tRL)cp⋅= ±⋅ ∆m&Wasser +V&Gas ⋅Hu(V&mit: siehe Gleichung 13Gas∂η+ ⋅ ∆∂∆t)² ⋅Hu∆t⋅ ∆V&Gas+m&V&Wasser ⋅Gas⋅Hcup⋅ ∆∆tGleichung 14Da sich für die unterschiedlichen Betriebszustände der Heizungsanlage auch unterschiedlicheMessfehler ergeben, wird der Messfehler für die Anlagen mit einemWärmemengenzähler Q n = 0,6 m³/h in Abhängigkeit von der abgegebenen Wärmeleistungund der Temperaturspreizung angegeben.Messfehler +- %32,521,510,500 5 10 15Wärmeleistung in kWMessfehler +- %21,510,500 5 10 15 20Wärmeleistung in kWAbbildung 11: Max. Messfehler bei ∆t = 5KAbbildung 12: Max. Messfehler bei ∆t = 10 KMessfehler +- %2,521,510,500 5 10 15 20 25Wärmeleistung in KWMessfehler in %2,521,510,500 10 20 30 40Wärmeleistung in kWAbbildung 13: Max. Messfehler bei ∆t = 15 KAbbildung 14: Max. Messfehler bei ∆t = 20 KAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 37

Die Diagramme zeigen, dass der maximale Messfehler mit steigender Temperaturspreizungabnimmt. Weiterhin ist erkennbar, dass bei sehr kleinen Wärmeerzeugerleistungender Fehler stark ansteigen kann. Der erhöhte Messfehler bei kleinenWärmeleistungen wirkt sich insbesondere bei der Bestimmung von Sommernutzungsgradenund bei der Bewertung von Gebäuden mit niedrigem Wärmeverbrauchaus. Es ist jedoch zu berücksichtigen, dass es sich um den maximalen Messfehlerhandelt. Es kann davon ausgegangen werden, dass der tatsächliche mittlere Messfehlerbedingt durch die Vielzahl der untersuchten Anlagen sehr viel geringer ist.Fehler im Verfahren des normierten EnergieaufwandesDer Fehler ist bei Interpretationsaussagen, die mit Hilfe dieses Verfahrens gemachtwerden, sehr gering. Die Begründung liegt in der Linearität der Kurvenverläufe, dieauch für den extremen Teillastbereich verlässliche Aussagen zulassen.Fehler bei Angaben auf die Fläche bezogener KennwerteDie flächenbezogenen Angaben (Nutzwärmen, Erzeugerverluste) sind mit Fehlernbehaftet, da die Angabe der Fläche durch den Hauseigentümer erfolgte. Die Fehleinschätzungliegt nach Ansicht der Autoren des Berichtes unter 10 %.Damit sind die Fehlerbandbreiten der flächenbezogenen Kennwerte noch geringerals Angaben der EnEV oder DIN V 4701-10. Hier wird die Nutzfläche einfach ausdem umbauten Volumen abgeleitet und kann im Mittel um 25 % von der realen Flächeabweichen.Die flächenbezogenen Werte sollen als Anhaltswerte für den Vergleich mit üblichenEnergiekennwerten, z.B. nach VDI 3807 gesehen werden.Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 38

6 ErgebnisseIn den folgenden Auswertungen sind die oben beschriebenen Bewertungskennwerte:▫ mittlerer Nutzungsgrad aus der Summe aller Nutz- und Brennstoffenergien▫ mittlere Kesselauslastung▫ mittlerer Nutzungsgrad aus normiertem Energieaufwand▫ mittlerer Kesselwirkungsgrad η K▫ mittlerer Bereitschaftsverlust q B▫ spezifische Kesselverluste (H O )für die o. a. Anlagengruppen mit gleichen Merkmalen sowie weitere Einzelbetrachtungenaufgeführt.6.1 Effizienzbewertung aus Verbrauchswerten6.1.1 JahresnutzungsgradWie in Abbildung 15 dargestellt, ergibt sich für die Brennwertanlagen ein Jahresnutzungsgradvon 86,2 % bezogen auf den Brennwert als Mittelwert der einzelnen Anlagennutzungsgrade.Die gemessenen Nutzungsgrade liegen um ca. 13 Prozentpunkteunter den von den Kesselherstellern angegebenen Normnutzungsgraden (109 %bezogen auf H U bzw. 99 % bezogen auf H O ). Auffällig ist die große Spannbreite dergemessenen Jahresnutzungsgrade.1,00Jahresnutzungsgrad (H o )0,950,900,850,800,75Mittelwert 0,8620,7070521440713465253121817504313204936445931526451395841253338683636Anlagen15472724102632613035711481675781637456229661969Abbildung 15: Jahresnutzungsgrad der Brennwertanlagen (60 Anlagen)Der Vergleich der Brennwertanlagen mit den Niedertemperaturkesseln (Abbildung16) zeigt deutlich, dass die Energieverluste der Niedertemperaturanlagen erheblichhöher sind als die der Brennwertanlagen.Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 39

Jahresnutzungsgrad (H O )0,850,800,750,700,650,60Mittelwert0,75556 23 28 60 9 55 72Abbildung 16: Jahresnutzungsgrad der Niedertemperaturanlagen (7 Anlagen)Die Jahresnutzungsgrade der Brennwertkessel liegen um ca. 12 Prozentpunkte höherals die der Niedertemperaturkessel. Damit erreichen auch die untersuchten Niedertemperaturanlagenim Praxisbetrieb nicht die angegebenen Normnutzungsgrade,die bei modernen Niedertemperaturkesseln zwischen 90% und 94% (H u ) liegen.Abbildung 17 zeigt in Wiederholung den normierten Aufwand aller 60 Brennwertkesselanlagenaus den über 1000 Einzelmesspunkten. Abbildung 18 gibt den darausabgeleiteten Nutzungsgradverlauf aller Anlagen in Abhängigkeit von ihrer mittlerenBelastung wieder.Normierter Energieaufwand über Auslastung (alle BW-Anlagen)0,60,50,4W auf0,30,2W auf = 1,1055 x β + 0,0052ηK = 0,900qB = 0,004680,100 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5Auslastung βAbbildung 17: Normierter Energieaufwand über normierter EnergieabgabeAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 40

Es zeigen sich in der Darstellung nach Abbildung 18 erstaunlich wenige "Ausreißer".Das lässt darauf schließen, dass der normierte Energieaufwand eine geeignete Artder Auswertung ist.Nutzungsgradverlauf aller untersuchten BW-Anlagen0,950,900,85η (Ηο)0,800,750,700,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00Auslastung βAbbildung 18: Nutzungsgradverlauf (H o) aller Brennwertanlagen abhängig von der Auslastung6.1.2 ErzeugerverlustFür die Bewertung der Anlagentechnik kann im Nachweis nach der EnEV und beiWirtschaftlichkeitsberechnungen statt auf den Nutzungsgrad und den normiertenAufwand auch auf flächenbezogene Verbrauchswerte zurückgegriffen werden. InAbbildung 19 sind die Erzeugerverluste auf die beheizte Wohnfläche bezogen dargestellt.Als Mittelwert aller Brennwertanlagen ergibt sich hier ein mittlerer spezifischerVerlust des Wärmeerzeugers von 15,9 kWh/(m²a) bezogen auf den Brennwert (H O ).45Erzeugerverlust, in kWh/(m²a) H O4035302520151050Mittelwert: 15,9kWh/(m²a)69196611294557271634376764483330722458616311538625271658436349325353218472120126591068365013127053404175139445AnlagenAbbildung 19: Flächenbezogener jährlicher Erzeugerverlust (60 Anlagen)Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 41

Aus Abbildung 20 kann abgelesen werden, dass der Wärmeerzeugerverlust, bedingtdurch die geringeren Abgasverluste, mit abnehmendem Wärmeverbrauch sinkt. Trotzsinkenden Nutzungsgrades werden die Kesselverluste geringer.80007000Erzeugerverluste in kWh/a60005000400030002000100000 5000 10000 15000 20000 25000 30000Wärmeverbrauch Raumheizung in kWh/aAbbildung 20: Jährlicher Erzeugerverlust über Wärmeverbrauch (60 Anlagen)Deutlich wird, dass zur energetischen Bewertung der normierte Aufwand und zurwirtschaftlichen und emissionsbezogenen Bewertung flächenbezogene oder absoluteVerbrauchskennwerte anstelle von Nutzungsgraden und Aufwandzahlen herangezogenwerden sollten. Flächenbezogene Verlustkennwerte können bei Kenntnis derGebäudegeometrie in einfacher Weise aus dem normierten Aufwand abgeleitet werden.6.1.3 Effizienzbewertung im TeillastbereichBei der Auswertung der Jahreswerte ist der Einfluss einzelner Anlagen mit ungewöhnlichemVerbrauchsprofil oder bedingt durch Messfehler aufgrund der begrenztenZahl der Messwerte relativ hoch. Um eine größere Genauigkeit zu erzielen, wirdin den folgenden Auswertungen auf Monatsmesswerte zurückgegriffen.In der folgenden Abbildung 21 sind die monatlichen Nutzungsgrade aller Brennwertanlagenin Abhängigkeit vom monatlichen Nutzwärmeverbrauch für Raumheizungund Trinkwarmwasserbereitung dargestellt. Aus dem Punktediagramm kann abgelesenwerden, dass der Nutzungsgrad der Wärmeerzeuger bei kleiner werdendenNutzwärmeverbrächen abfällt. Bei Verbrauchswerten unter 500 kWh/Monat wird dieseTendenz besonders deutlich.Bei monatlichen Nutzwärmemengen zwischen 1000 … 500 kWh fällt der Nutzungsgradstark ab. Dieser Verbrauchswert entspricht dem typischen Wärmeverbrauch inder Übergangszeit. Bei einer mittleren Kesselnennleistung von 21 kW und bei einemmonatlichen Wärmeverbrauch von 500 kWh über alle betrachteten Brennwertanlagenresultiert daraus eine mittlere Kesselauslastung von lediglich 3,3 %.Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 42

1,201,00Nutzungsgrad (H O )0,800,600,400,200,000 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000Nutzwärmeverbrauch in kWhAbbildung 21: Monatliche Nutzungsgrade aller Brennwertanlagen über dem NutzwärmeverbrauchAus Tabelle 14 kann abgelesen werden, dass der durchschnittliche Nutzwärmeverbrauchim Sommer nur ca. 250 kWh/Monat beträgt, woraus sich eine Kesselauslastungvon ca. 1,7 % ergibt.MonatNutzwärmemenge,inkWh/MonatErzeugerverlust,inkWh/Monat (H O )Nutzungsgradη ( H O )Auslastungβ, in %Anzahl derAnlagenOktober 2001 1090 197 0,847 6,7 33November 2001 2340 331 0,876 14,3 32Dezember 2001 3030 448 0,871 19,4 34Januar 2002 2624 453 0,853 16,8 39Februar 2002 2250 409 0,846 14,4 36März 2002 1899 358 0,841 12,2 34April 2002 1356 267 0,836 8,7 36Mai 2002 573 158 0,783 3,5 31Juni 2002 289 103 0,737 1,8 29Juli 2002 247 115 0,683 1,6 30August 2002 253 101 0,716 1,5 30September 2002 575 157 0,785 3,5 32Tabelle 14: Jahresverlauf von Nutzungsgrad, Nutzwärmemenge und ErzeugerverlustWie bereits erwähnt, liegen nicht für alle Anlagen monatliche Messwerte vor. Umauch Messwerte in unterschiedlich langen Messperioden miteinander vergleichen zukönnen, wird hier auf das in Kapitel 4.6 beschriebene, von Deutscher und Rouvel [7]veröffentlichte Verfahren zurückgegriffen.Abbildung 22 zeigt den Jahresverlauf ausgewählter Kennwerte. In der Sommerzeitliegt der Erzeugerverlust bei etwa 1/3 bis 1/2 der Nutzenergie für die Trinkwarmwasserbereitung.Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 43

35000,90Wärmemenge in kWh300025002000150010005000,850,800,750,700,65Nutzungsgrad (H O )0Okt.01Nov.01Dez.01Jan.02Feb.02Mrz.02Apr.02Mai.02Jun.02Jul.02Aug.02Sep.020,60Nutzwärmemenge Erzeugerverlust (Ho) Nutzungsgrad (Ho)Abbildung 22: Jahresverlauf von Nutzungsgrad, Nutzwärmemenge und Erzeugerverlust6.1.4 Bestimmung des durchschnittlichenBetriebsbereitschaftsverlustesBei sinkendem Wärmeverbrauch in hochwärmegedämmten Gebäuden steigen dieStillstandszeiten des Kessels gegenüber den Laufzeiten; der Betriebsbereitschaftsverlustdes Kessels wird neben dem Abgasverlust zu untersuchen sein. Auch bei derKombination der Kesselanlage mit thermischen Solaranlagen wird in der Praxis derKessel trotz ausreichendem Solarangebot in den Sommermonaten in Bereitschaftgehalten. Die Bereitschaftsverlustwärmeleistung kann als verbrauchsunabhängigerVerlust definiert werden.Der Bereitschaftsverlust des Kessels ist demzufolge die verbrauchte Wärmemengebei einer Nutzwärmeabgabe von 0 kWh, das heißt bei einer Auslastung β = 0. Ausder Funktion der Regressionsgeraden in Abbildung 17 resultiert ein durchschnittlicherBetriebsbereitschaftsverlust von 0,468 % der Kesselleistung. Bei einer durchschnittlichenKesselnennleistung von 21 kW entspricht dies einer Verlustleistung von 0,1 kW.Auch hier wird deutlich, dass zwar der Nutzungsgrad mit sinkendem Wärmeverbrauchfällt, die Verluste aber dennoch abnehmen. Für Gebäude mit sehr geringemWärmeverbrauch bedeutet dies, dass trotz niedrigem Nutzungsgrad geringeVerluste des Wärmeerzeugers erreicht werden können. Andererseits ergibt einedauernde Bereitschaftsverlustleistung von 0,1 kW einen Jahresverlust von ca. 900kWh. Dieser Betrag könnte 40 % zur Deckung des Heizwärmebedarfs eines 150 m²großen Passivhauses beitragen.Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 44

6.1.5 Zusammenhang zwischen Trinkwarmwasserbedarf und JahresnutzungsgradBedingt durch erhöhte Anforderungen an die Wärmedämmung von Gebäuden, erlangtdie Trinkwarmwasserbereitung eine immer größere Bedeutung. Der Anteil derTrinkwarmwasserbereitung an der gesamten Nutzwärmemenge kann bis zu 50 %betragen. Wie aus Abbildung 23 hervorgeht, nimmt der Jahresnutzungsgrad mit steigendemTrinkwarmwasseranteil ab.1,000,95Nutzungsgrad (H O )0,900,850,800,750,700,650,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60Anteil TrinkwarmwasserAbbildung 23: Nutzungsgrad über Trinkwarmwasseranteil (60 Anlagen)Hierfür kommen folgende Ursachen in Frage:1. Für die Trinkwarmwasserbereitung werden Vorlauftemperaturen von ca. 70°Cbenötigt, woraus sich Rücklauftemperaturen über dem Abgastaupunkt einstellen.2. Bei den meisten Brennwertwandgeräten wird über ein Umschaltventil die gleicheUmwälzpumpe für die Heizungsanlage und die Trinkwarmwasserbereitung genutzt.Die Pumpe verfügt in den meisten Fällen über eine zu große Förderhöhe.Dies führt zu sehr kleinen Temperaturspreizungen und damit zu einer zu hohenRücklauftemperatur, die der Brennwertnutzung entgegenwirkt.3. Der Kessel muss im Sommer nur für die Trinkwarmwasserbereitung in Bereitschaftgehalten werden. Das Verhältnis von Nutzwärmemenge zu Bereitschaftsverlustensinkt. Siehe Kapitel 6.1.4!6.2 Einfluss verschiedener Anlagenkomponenten auf Nutzungsgradund EnergieverbrauchIm Folgenden wird versucht, den Einfluss verschiedener Komponenten und Anlagenmerkmale,wie z.B. den Einsatz von Überströmventilen oder von geregelten Umwälzpumpenauf den Jahresnutzungsgrad und die Wärmerzeugerverluste sowie zusätzlichebesondere Einflüsse, die nicht direkt die Effizienz des Wärmeerzeugersbetreffen, zu quantifizieren.Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 45

6.2.1 GebäudealterBei der Mehrzahl der Gebäude handelt es sich um Bauten, die nach 1995 errichtetworden sind. Für diese Gebäude gilt der Dämmstandard der WSchV 95. Es fällt auf,dass bei den Gebäuden nach 1995 der Wärmeverbrauch für Raumheizung die Anforderungder WSchV 95 unterschreitet.Zu berücksichtigen ist hierbei zusätzlich, dass in dem Verbrauch von durchschnittlich65,7 kWh/(m²a) bereits die Verluste der Wärmeverteilung und der Wärmeübergabeenthalten sind. Der Grenzwert nach WSchV für den Heizwärmebedarf bei einem A/VVerhältnis von 0,8 m -1 beträgt 86,5 kWh(m²a).Einheit Vor 1977Nach1977Nach1982Nach1995Vor 1977nachträglichgedämmtkWh/(m²a) 163,4 108,7 82,8 65,7 95,9Zahl der untersuchtenAnlagen1 4 3 34 8FeuerungswärmemengeQ B (H O )kWh 23101 75879 78509 560978 156860WärmemengeRaumheizung Q NutzkWh 19606 59761 47279 371136 113979Spezifische WärmemengeRaumheizungWärmemengeTrinkwarmwasser Q TWkWh 1686 4585 18076 11423 20063Spezifische WärmemengeTrinkwarmwasserJahresnutzungsgradη (H O )SpezifischeKesselverluste (H O )kWh/(m²a) 14,1 8,2 34,4 20,5 17,6% 92,2 84,5 83,2 86,0 85,5kWh/(m²a) 15,1 20,8 24,7 13,8 20,2Tabelle 15: Ergebnisse unter Berücksichtigung des GebäudealtersZu beachten bleibt jedoch, dass die hier verwendeten Verbrauchswerte nicht witterungsbereinigtwurden, so dass ein Vergleich mit den Bedarfswerten der Wärmeschutzverordnungennur bedingt möglich ist. Wird der Verbrauch auf die in der Wärmeschutzverordnung1995 angenommene Gradtagzahl Gt 12 = 3500 Kd/a umgerechnet,ergibt sich ein durchschnittlicher Verbrauch von ca. 77 kWh/(m²a). Auch dieserWert liegt noch deutlich unter dem Grenzwert der Verordnung.Weiterhin ist der angenommene Flächenbezug zu berücksichtigen. Während dieWärmeschutzverordnung mit einer künstlichen Nutzfläche A N rechnet, handelt es sichbei den Flächen des Messprogramms um Wohnflächenangaben der Hausbewohner.Die künstliche Nutzfläche A N ist nach eigenen Auswertungen im Einfamilienhausbereichum ca. 25 % größer als die Wohnfläche A EB . Da davon ausgegangen wird, dassbei der Flächenangabe der Hauseigentümer Ungenauigkeiten vorliegen, wird an dieserStelle auf eine Flächenbereinigung verzichtet. Bei Flächenangaben ist jedochimmer auf eine genaue Angabe der Bezugsfläche zu achten.Ein wichtiger Faktor für die geringen Heizenergieverbräuche liegt sicherlich darin,dass im Einfamilienhaus Teilbereiche der Nutzfläche nicht beheizt werden (z.B.Schlafräume, Flur, etc.). Im Nachweisverfahren der Wärmeschutzverordnung wirdjedoch die gesamte beheizte Fläche in die Berechnung des Energiebedarfs mit eingerechnet.Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 46

30000Heizwärmeverbrauch, kWh/a250002000015000100005000groß + gutklein + gutgroß + schlechtklein + schlecht00 20 40 60 80 100 120 140 160 180flächenbezogener Heizwärmeverbrauch, kWh/(m²a)Abbildung 24: Heizwärmebedarf über spezifischem HeizwärmebedarfIn Abbildung 24 ist der Heizwärmeverbrauch über dem spezifischen, flächenbezogenenHeizwärmeverbrauch dargestellt. Aus dem Diagramm ist deutlich zu erkennen,dass es sich bei den meisten Anlagen um Gebäude mit gutem Dämmstandard handelt,also nicht um typische Bestandsgebäude. Optimierungen an der Wärmeerzeugeranlagewerden bei diesen Gebäuden deshalb auch keine zu hohen Einsparpotentialeerschließen.Zukünftig sollte das Augenmerk auf den Gebäudebestand gerichtet werden, bei demJahresendenergiebedarfswerte von 200 bis zu 400 kWh/(m²a) keine Seltenheit sindund damit große Einsparpotentiale realisierbar sind.6.2.2 AufstellortEin weiterer wichtiger Faktor für die Größe der Kesselverluste ist der Aufstellort desWärmeerzeugers im Gebäude. Bedingt durch die unterschiedlichenUmgebungstemperaturen bei einer Aufstellung im unbeheizten Bereich oder imbeheizten Bereich des Gebäudes ergeben sich auch unterschiedlicheWärmeverluste.Einheit Unbeheizter Bereich Beheizter BereichZahl der untersuchten Anlagen 47 (47) 11 (12)Feuerungswärmemenge Q B (H O ) kWh 914279 190675Nutzwärmemenge Q Nutz kWh 791814 168717Spezifische Nutzwärmemenge kWh/(m²a) 106,1 88,8Jahresnutzungsgrad η (H O ) % (H O ) 86,6 88,5Mittlere Kesselauslastung % 9,0 9,4Mittlerer Nutzungsgrad aus normiertemEnergieaufwand%(H O ) 85,3 89,2Mittlerer Kesselwirkungsgrad η K %(H O ) 89,3 93,9Mittlerer Bereitschaftsverlust %(H O ) 0,46 0,56Spezifische Kesselverluste (H O ) kWh/(m²a) 16,6 12,9Tabelle 16: Ergebnisse unter Berücksichtigung des Aufstellortes der AnlageAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 47

Die Wärmeverluste der Kessel im beheizten Bereich sind um ca. 3,7 kWh/(m²a) oderknapp 600 kWh/a geringer als bei den Anlagen, die im unbeheiztem Bereich des Gebäudesaufgestellt sind.Aufstellung im unbeheiztem Bereich0,600,500,40W auf0,300,200,10W auf = 1,1153 x β + 0,0051η K = 0,893q B =0,004550,000,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Auslastung βAbbildung 25: Normierter Aufwand über Auslastung (Aufstellung im unbeheiztem Bereich)Aufstellung im beheiztem Bereich0,600,500,40W auf0,300,200,10W auf = 1,058 x β + 0,006η K = 0,939q B = 0,005640,000,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Auslastung βAbbildung 26: Normierter Energieaufwand über Belastung (Aufstellung im beheiztem Bereich)Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 48

6.2.3 Einfluss von ÜberströmventilenBedingt durch den geringen Wasserinhalt von Wandheizkesseln wird für viele wandhängendeBrennwertkessel der Einbau eines Überströmventils (ÜV) zur Sicherstellungeines Mindestkesselvolumenstromes vorgeschrieben. Der mittlere Wasservolumenstromin der Heizzeit liegt bei hydraulisch abgeglichenen Anlagen mit Thermostatventilenbei ca. 20 … 30 % des Auslegungsvolumenstromes. Es kann davon ausgegangenwerden, dass es in weiten Bereichen des Teillastbetriebes zu einem Öffnendes ÜV und damit zu einer ungewollten Rücklauftemperaturanhebung kommt.Diese erhöhte Rücklauftemperatur behindert die Kondensation der Abgase und bedeutetdamit eine Minderung des Brennwertnutzens.Einheit Ohne ÜV Mit ÜVZahl der untersuchten Anlagen 23 (25) 35Feuerungswärmemenge Q B (H O ) kWh 525462 579491Nutzwärmemenge Q Nutz kWh 467753 492778Spezifische Nutzwärmemenge kWh/(m²a) 114,9 93,4Jahresnutzungsgrad η (H O ) % (H O ) 89,0 85,0Mittlere Kesselauslastung % 0,10 0,08Mittlerer Nutzungsgrad ausnormiertem Energieaufwand% (H O ) 87,7 84,6Mittlerer Kesselwirkungsgrad η K % (H O ) 91,8 87,8Mittlerer Bereitschaftsverlust % (H O ) 0,53 0,34Spezifischer Kesselverluste (H O ) kWh/(m²a) 14,3 17,0Tabelle 17: Ergebnisse für Anlagen mit und ohne ÜberströmeinrichtungNach Tabelle 17 weisen die Anlagen mit Überströmeinrichtung einen niedrigerenNutzungsgrad als die Anlagen ohne ÜV. Es kann also - durch die hohe Zahl der untersuchtenAnlagen statistisch abgesichert - bestätigt werden, dass durch den Einsatzvon Überströmeinrichtungen die Rücklauftemperatur angehoben und derBrennwertnutzen gemindert wird. Der mittlere Kesselwirkungsgrad ist bei den Anlagenmit Überströmventil um 4 Prozentpunkte schlechter.0,600,500,40W auf0,300,200,10W auf = 1,0829 x β + 0,0058ηK = 0,918qB = 0,005330,000,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Auslastung βAbbildung 27: Normierter Energieaufwand über Auslastung (Anlagen ohne ÜV)Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 49

0,600,500,40W auf0,300,20W auf = 1,1348 x β + 0,0039ηK = 0,878qB = 0,003420,100,000,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Auslastung βAbbildung 28: Normierter Energieaufwand über Auslastung (Anlagen mit ÜV)In Abbildung 27 und Abbildung 28 sind die Funktionen des normierten Energieaufwandesfür Anlagen mit und ohne Überströmeinrichtung dargestellt. Aus den Geradengleichungenkann zusätzlich der Nutzungsgradverlauf in Abhängigkeit von derKesselbelastung dargestellt werden.0,950,90η (H O )0,850,800,750,700,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00Auslastung βohne Überströmventilmit ÜberströmventilAbbildung 29: Nutzungsgrad abhängig von der Anlagenbelastung (Anlagen mit und ohne ÜV)Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 50

6.2.4 Im Kessel integrierte UmwälzpumpeDurch den Einsatz von differenzdruckgeregelten Umwälzpumpen soll neben der Einsparungvon elektrischer Hilfsenergie einer Rücklaufanhebung über das Überströmventilentgegengewirkt werden. Diese Tendenz kann anhand der in Tabelle 18 zusammengefassten Messwerte nicht bestätigt werden.Einheit Geregelte Pumpe Ungeregelte PumpeZahl der untersuchten Anlagen 28 31Feuerungswärmemenge Q B (H O ) kWh 548363 556591Nutzwärmemenge Q Nutz kWh 471693 488838Spezifische Nutzwärmemenge kWh/(m²a) 106,3 99,2Jahresnutzungsgrad η (H O ) % (H O ) 86,0 87,8Mittlere Kesselauslastung % 0,09 0,09Mittlerer Nutzungsgrad ausnormiertem Energieaufwand% (H O ) 85,5 87,2Mittlerer Kesselwirkungsgrad η K % (H O ) 88,7 91,3Mittlerer Bereitschaftsverlust % (H O ) 0,42 0,53Spezifische Kesselverluste (H O ) kWh/(m²a) 17,7 14,2Tabelle 18: Ergebnisse unter Berücksichtigung der Bauart der UmwälzpumpeDie fest installierte Pumpe im Wandheizkessel stellt nach Meinung der Autoren einesder größten Probleme für den einwandfreien Betrieb der Heizungsanlagen da. Da dieGeräte ein großes Spektrum von Anlagenvarianten abdecken sollen, und der Kesselmindestvolumenstromauf jeden Fall zu gewährleisten ist, sind die Geräte in derRegel mit zu großen Pumpen ausgestattet; unabhängig, ob es sich um geregelte o-der um ungeregelte Pumpen handelt.Normierter Energieaufwand über Auslastung (ungeregelte Pumpe)0,600,500,40W auf0,300,20W auf = 1,0897 x β + 0,0058ηK = 0,913qB = 0,005290,100,000,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Auslastung βAbbildung 30: Normierter Energieaufwand über Auslastung (Anlagen mit ungeregelter Pumpe)Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 51

Normierter Energieaufwand über Auslastung (geregelte Pumpe)0,600,500,40W auf0,300,20W auf = 1,1223 x β + 0,0047ηK = 0,887qB = 0,004170,100,000,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Auslastung βAbbildung 31: Normierter Energieaufwand über Auslastung (Anlagen mit geregelter Pumpe)Das überraschende Ergebnis: Kessel mit geregelten Pumpen ergeben einen um etwa2 ½ Prozentpunkte schlechteren mittleren Kesselwirkungsgrad und höhere Kesselverluste.Dies legt sogar die Vermutung nahe, dass die geregelten Pumpen inKesselsystemen stärker überdimensioniert sind als die ungeregelten Pumpen oderdass die bei Einsatz geregelter Pumpen verwendeten neuartigen Regelalgorithmennoch nicht ausreichend in der Praxis erprobt sind.Die Pumpförderhöhen, die zur Überwindung des Kessel- und des Netzwiderstandeszur Verfügung stehen, liegen im Bereich bis zu 500 mbar. Diese Druckdifferenz ist fürdie Rohrnetze neuer Einfamilienhäuser viel zu groß und führt häufig zu Strömungsgeräuschen.Ohne eine Voreinstellung der Thermostatventile führt dies zu überhöhtenVolumenströmen, und als Folge daraus zu erhöhten Rücklauftemperaturen.Als Lösung bleibt nur die Möglichkeit des hydraulischen Abgleichs durch starke Voreinstellungder Thermostatventile und durch den nachträglichen Einbau eines Differenzdruckreglers,der den zur Verfügung gestellten Differenzdruck für die nachgeschalteteAnlage begrenzt. Dabei ergeben sich in der Praxis folgende Schwierigkeiten:1. Bei 15 Anlagen wurde kontrolliert, ob eine Voreinstellung der Thermostatventiledurchgeführt wurde. Es konnte festgestellt werden, dass bei keiner der Anlagenein hydraulischer Abgleich durchgeführt wurde.2. Bei Pumpenförderhöhen über 250 … 300 mbar muss zur Einhaltung der Auslegungsvolumenströmesoviel Druck über die Thermostatventile gedrosselt werden,dass es zu Strömungsgeräuschen kommen kann. Dies wurde von einigen Nutzernbestätigt.3. Die am häufigsten eingesetzten Thermostatventile haben zu große k V -Werte(Durchflusskennwert). Die Folge ist, dass bei der erforderlichen starken Voreinstellungein instabiles Regelverhalten mit den Heizkörperventilen als StellorganenAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 52

und damit nicht akzeptable Raumtemperaturschwankungen und im Mittel zu hoheRaumtemperaturen resultieren.Aus diesen Gründen wird aus Sicht der Projektergebnisse von den Berichtsverfassernempfohlen, Wärmeerzeuger mit etwas größeren Kesselwasserinhalten, geringerenhydraulischen Widerständen und - wenn überhaupt erforderlich - mit kleinerenUmwälzpumpen auszustatten und Thermostatventile an die geringen Volumenströmeim Niedrigenergiehaus anzupassen. In vielen Fällen wäre es energetisch günstiger,die Umwälzpumpe extern und nicht im Kessel integriert, zu wählen.6.2.5 Regelungstechnische AusstattungBei den in diesem Projekt untersuchten Heizungsanlagen kommen drei verschiedeneRegelungstypen zum Einsatz.1. Referenzraumregelung/Raumtemperaturregelung: Bei dieser Regelungsvariantewird die Lufttemperatur eines Referenzraumes, zumeist des Wohnzimmers oderdes Flurs, als Führungsgröße für die Regelung genutzt. Die Heizwassertemperaturwird nur durch einen Raum bestimmt.2. Witterungsgeführte Vorlauftemperaturregelung: Über die Heizkurve wird der Außentemperatureine Vorlauftemperatur zugeordnet. Durch Veränderung der Neigungund der Parallelverschiebung der Heizkurve können die Sollwerte der Vorlauftemperaturan das Heizsystem angepasst werden.3. Witterungsgeführte Vorlauftemperaturregelung mit Raumaufschaltung: Bei dieserVariante handelt es sich um eine Kombination aus den beiden zuvor beschriebenenRegelungsvarianten. Hierbei kann die sich aus der Heizkurve der witterungsgeführtenRegelung ergebende Vorlauftemperatur durch die tatsächliche Raumtemperatureines Referenzraumes korrigiert werden. Der Einfluss dieser Raumtemperaturkorrekturwird jedoch begrenzt.Aus Tabelle 19 geht hervor, dass die witterungsgeführte Regelung zu einem etwasgünstigeren Nutzungsgrad und geringeren Kesselverlusten führt als die referenzraumgeführtenAnlagen. Aufgrund der geringen Anzahl der referenzraumgeführtenAnlagen kann diesem Ergebnis aber nur wenig Aussagekraft zugeschrieben werden.EinheitReferenzraumregelungWitterungsgeführteVorlauftemperaturregelungWitterungsgeführteVorlauftemperaturregelungmit RaumaufschaltungZahl der untersuchten Anlagen 6 43 (10) 9Feuerungswärmemenge Q B (H O ) kWh 86884 842256 175813Nutzwärmemenge Q Nutz kWh 73137 735228 152166Spezifische Nutzwärmemenge kWh/(m²a) 98,7 103,8 99,4Jahresnutzungsgrad η (H O ) % (H O ) 84,2 87,3 86,5Mittlere Kesselauslastung % 7,3 9,8 6,1Mittlerer Nutzungsgrad aus normiertemEnergieaufwand% (H O ) 84,7 86,5 83,5Mittlerer Kesselwirkungsgrad η K% (H O ) 91,4 90,0 88,3Mittlerer Bereitschaftsverlust % (H O ) 0,62 0,45 0,38Spez. Kesselverluste (H O ) kWh/(m²a) 20,0 15,3 15,9Tabelle 19: Ergebnisse unter Berücksichtigung der RegelungsartAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 53

Referenzraumgeführte Regelung0,600,500,40W auf0,300,20W auf = 1,0873 x β + 0,0068ηK = 0,914qB = 0,006220,100,000,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Auslastung βAbbildung 32: Normierter Aufwand über Auslastung (raumgeführte Regelung)witterungsgeführte Regelung0,600,500,40W auf0,300,20W auf = 1,1058 x β + 0,005ηK = 0,900qB = 0,004500,100,000,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Auslastung βAbbildung 33: Normierter Aufwand über Auslastung (witterungsgeführte Regelung)Bei diesem Ergebnis ist aber auch zu berücksichtigen, dass zusätzliche Merkmaledie Kesseleffizienz beeinflussen können. So besitzen alle Anlagen und Wärmeerzeugermit Referenzraumgeführter Regelung auch ein Überströmventil, durch dessenWirkung gleichzeitig eine verschlechterte Brennwertnutzung erfolgt.Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 54

witterungsgeführt mit Raumaufschaltung0,600,500,40W auf0,300,200,10W auf = 1,1277 x β + 0,0043ηK = 0,883qB = 0,00380,000,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Auslastung βAbbildung 34: Normierter Aufwand über Auslastung (witt. Regelung mit Raumaufschaltung)6.2.6 Art der HeizflächenLeider sind nur drei der untersuchten Anlagen ausschließlich mit integrierten Heizflächenausgestattet. Eine statistisch abgesicherte Aussage über die Auswirkung derHeizflächenart auf die Energieeffizienz des Wärmeerzeugers ist deshalb nicht möglich.EinheitFreieHeizflächenIntegrierteHeizflächenFreie und integrierteHeizflächenZahl der untersuchten Anlagen40 (41) 3 (3) 15 (15)FeuerungswärmemengeQ B (Ho)kWh 772847 68169 263938Nutzwärmemenge Q Nutz kWh 667004 63190 230337Spez. Nutzwärmemenge kWh/(m²a) 100,7 144,1 99,3Jahresnutzungsgrad η (H0) % (H O ) 86,3 92,6 87,2Mittlere Kesselauslastung % 9,1 10,8 8,7Mittlerer Nutzungsgrad ausnormiertem EnergieaufwandMittlerer Kesselwirkungsgradη K% (H O ) 85,6 90,4 86,4% (H O ) 89,8 91,5 90,3Mittlerer Bereitschaftsverlust % (H O ) 0,49 0,16 0,43Spez. Kesselverluste (H O ) kWh/(m²a) 16,8 11,0 14,1Tabelle 20: Ergebnisse unter Berücksichtigung der Art der HeizflächenVergleicht man in Tabelle 20 die Anlagen mit integrierten Heizflächen mit den Anlagenmit freien Heizflächen, ergeben sich für die integrierten Heizflächen ein geringererKesselverlust und ein höherer Nutzungsgrad. Integrierte Heizflächen von Fußboden-und Wandheizungen eignen sich besonders gut für die Brennwertnutzung. Aufgrundder niedrigen Systemtemperaturen können die Wasserdampfanteile imRauchgas besser kondensieren. Auch die Anlagen, bei denen freie Heizflächen undFußbodenheizung kombiniert sind, arbeiten mit geringeren Erzeugerverlusten als dieAnlagen mit ausschließlich freien Heizflächen.Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 55

Auffallend ist der geringe spezifische Bereitschaftsverlust bei Wärmeerzeugern fürein Fußbodenheizsystem. Dies ist auf die geringen Heiz- und Kesselwassertemperaturenzurückzuführen. Ein erhöhter Pumpenergieaufwand für Fußbodenheizungen istdemgegenüber zu berücksichtigen.Normierter Energieaufwand über Auslastung (freie Heizflächen)0,600,500,40W auf0,300,20W auf = 1,1079 x β + 0,0055ηK = 0,898qB = 0,004940,100,000,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Auslastung βAbbildung 35: normierter Energieaufwand über Auslastung (freie Heizflächen)0,60Normierter Energieaufwand über Auslastung (Fußbodenheizung)0,500,40W auf0,300,200,10W auf = 1,0906 x β + 0,0017ηK = 0,915qB = 0,001560,000,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Auslastung βAbbildung 36: normierter Energieaufwand über Auslastung (integrierte Heizflächen)Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 56

Kombination aus freien und integrierten Heizflächen0,600,500,40W auf0,300,200,10W auf = 1,1026 x β + 0,0047ηK = 0,903qB = 0,00430,000,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Auslastung βAbbildung 37: normierter Energieaufwand über Belastung (kombinierte Heizflächen)6.2.7 Untersuchung baugleicher KesselanlagenDie Auswertung der Messwerte ergab, dass völlig identische Wärmeerzeuger sehrunterschiedliche Jahresnutzungsgrade und Wärmeverluste aufweisen. Die Ergebnissefür die Produkte der Firmen Buderus und Viessmann liegen in der gleichen Größenordnung,während die Kennwerte für die Vaillant-Geräte abfallen. Für letzterewird durchgehend der Einsatz von Überströmventilen empfohlen bzw. es sind dieseEinrichtungen bereits im Gerät integriert.Hierbei werden die drei am häufigsten eingesetzten Kesseltypen untersucht.Anlage Q B(Ho) Q Nutz q Nutz q Verlust(Ho) η (Ho) Kesselleistung b VKNr. kWh kWh kWh/(m²a) kWh/(m²a) − kW h/a19 21890 21056 73,88 2,93 0,962 11 191466 9716 9176 71,69 4,25 0,944 6,7 136930 19437 17396 98,98 11,61 0,895 18,7 9307 17772 15965 103,00 11,65 0,898 24 66524 21082 18584 88,50 11,90 0,882 17 109331 12596 10654 71,03 12,95 0,846 11 96718 19655 16051 80,26 18,02 0,817 21,4 7504 13156 10232 85,98 24,57 0,778 24 42617 21426 17612 113,63 24,61 0,822 24 733Summe/Mittel:156730 136726 13,6 0,872Tabelle 21: Ergebnisse für Buderus GB 112Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 57

Anlage Q B(Ho) Q Nutz q Nutz q Verlust(Ho) η (Ho) Kesselleistung b VKNr. kWh kWh kWh/(m²a) kWh/(m²a) − kW h/a16 26570 24513 97,48 8,18 0,923 15 163437 16268 15148 121,18 8,97 0,931 24 63148 16242 14778 101,92 10,10 0,910 11 133133 12707 10913 68,64 11,28 0,859 24 45515 24022 20957 95,26 13,93 0,872 20 104743 19438 16036 73,26 15,55 0,825 15 106910 34932 30885 147,07 19,27 0,884 18 171668 25145 21728 127,81 20,10 0,864 18 120713 15496 12819 109,56 22,88 0,827 24 53444 25972 21712 167,02 32,76 0,836 18 1206Summe/Mittel:190820 167777 16,3 0,879Tabelle 22: Ergebnisse für Viessmann Vitodens 300Anlage Q B(Ho) Q Nutz q Nutz q Verlust(Ho) η (Ho) Kesselleistung b VKNr. kWh kWh kWh/(m²a) kWh/(m²a) − kW h/a6 13966 12120 84,76 12,91 0,8678 14 86620 16029 13303 89,89 18,42 0,8299 16 83125 17148 14686 97,91 16,41 0,8564 20,2 72752 14217 12053 80,35 14,43 0,8478 18 67050 15718 12951 105,29 22,50 0,8240 19,4 66858 9366 7991 69,49 11,95 0,8532 9 88863 18165 15756 105,04 16,06 0,867464 7554 6429 55,90 9,79 0,8510 9 714Summe/Mittel:127659 108108 15,3 0,847Tabelle 23: Ergebnisse für Vaillant EcoTec0,60Normierter Energieaufwand über Auslastung (Buderus GB-112)0,500,40W auf0,300,20W auf = 1,0807 x β + 0,0062ηK = 0,920qB = 0,005700,100,000,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Auslastung βAbbildung 38: Normierter Aufwand über Belastung (Buderus GB-112)Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 58

Normierter Energieaufwand über Auslastung(Viessmann Vitodens 300)0,600,500,40W auf0,300,200,10W auf = 1,0942 x β + 0,0057ηK = 0,909qB = 0,005180,000,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Auslastung βAbbildung 39: Normierter Aufwand über Belastung (Viessmann Vitodens 300)Normierter Energieaufwand über Auslastung (Vaillant ECOTEC)0,600,500,40W auf0,300,20W auf = 1,1613 x β + 0,0022ηK = 0,858qB = 0,001890,100,000,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Auslastung βAbbildung 40: Normierter Aufwand über Belastung (Vaillant EcoTec)Nachfolgend werden die drei Kesseltypen gegenübergestellt. Der aus den Messwertendes normierten Energieaufwandes rekonstruierte Nutzungsgradverlauf zeigt,dass die Kessel von Buderus und Viessmann bezogen auf den Nutzungsgrad etwagleich gut sind, der Kessel von Vaillant jedoch in der Praxis schlechter abschneidet.Diese Aussage gilt jedoch nicht für die Flächenspezifischen Kesselverluste. Hierschneiden die Geräte der Fa. Viessmann – bei gleichzeitig höherer Nutzwärmeabgabe– schlechter ab.Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 59

EinheitBuderus Viessmann VaillantGB112 Vitodens 300 ecoTecZahl der untersuchten Anlagen 9 10 8Feuerungswärmemenge Q B (H O ) kWh 156731 216794 112163Nutzwärmemenge Q Nutz kWh 136726 189489 95289Spezifische Nutzwärmemenge kWh/(m²a) 87,5 110,9 86,1Jahresnutzungsgrad η (H O ) % (H O ) 87,2 87,4 85,0Mittlere Kesselauslastung % 9,0 9,9 8,3Mittlerer Nutzungsgradaus normiertem Energieaufwand% (H O ) 87,0 86,8 84,2Mittlerer Kesselwirkungsgrad η K % (H O ) 92,0 90,9 85,9Mittlerer Bereitschaftsverlust % (H O ) 0,57 0,52 0,19Spezifischer Kesselverlust (H O ) kWh/(m²a) 13,6 16,3 15,3Tabelle 24: Gegenüberstellung der am häufigsten eingesetzten WärmeerzeugerNutzungsgradverlauf verschiedener Kesseltypen1,000,950,90η (H O )0,850,800,750,700,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0Auslastung βVitodens 300 Buderus GB 112 Vaillant ECO TecAbbildung 41: Nutzungsgradvergleich der am häufigsten eingesetzten Wärmeerzeuger6.2.8 Einfluss von ZirkulationsleitungenDer Einsatz von Zirkulationsleitungen im Einfamilienhaus wird in der Fachwelt sehrkontrovers diskutiert. Einerseits führt der Einsatz einer Zirkulationsleitung zu erhöhtenWärmeverlusten des Verteilnetzes, andererseits bedeutet der Verzicht auf eineZirkulation eine oft vom Nutzer nicht akzeptierte Komforteinbuße. Die Auslaufverlustean den Zapfstellen stehen den Wärmeverlusten des Verteilnetzes gegenüber. Hinzukommt die Diskussion, dass nur mit Zirkulationssystemen Legionellen – auch im EFH– vermieden werden können.AnzahlkWh kWh/(m²a)Ohne Zirkulation 25 53916 15,33zeitgesteuerte Zirkulationspumpe 22 96069 24,47Tabelle 25: Gegenüberstellung der Anlagen mit und ohne ZirkulationQ TWq TWAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 60

Aus Tabelle 4-2 ist erkennbar, dass die abgegebene Wärmemenge für die Trinkwarmwasserbereitungbei den Anlagen mit Zirkulation bedingt durch die erhöhtenWärmeverluste der Zirkulationsleitungen um ca. 9 kWh/(m²a) über den Anlagen ohneZirkulation liegt. Dieser Wert liegt deutlich über dem Ansatz der DIN V 4701-10 [4],bei der von einem Zirkulationsverlust zwischen 5 kWh/(m²a) und 8 kWh/(m²a) ausgegangenwird.Wird berücksichtigt, dass der Nutzwärmebedarf für die Trinkwarmwasserbereitungnach EnEV [5] lediglich 12,5 kWh/(m²a) beträgt, ist der Einsatz von zeitgesteuertenZirkulationssystemen sehr kritisch zu beurteilen. 9 kWh/(m²a) sind 60 % des Heizwärmebedarfseines Passivhauses. Zukünftig sollte versucht werden, durch günstigePlatzierung des Wärmeerzeugers und optimierte Leitungsführung auf den Einsatzeiner Zirkulationsleitung im Einfamilienhaus zu verzichten. Wird dennoch eine Zirkulationeingesetzt, bieten bedarfsgesteuerte Systeme, zum Beispiel über eine Tasterschaltungan der Zapfstelle, die beste Lösung.6.2.9 Systeme mit Solarunterstützter TrinkwarmwasserbereitungEin Teil der untersuchten Brennwertanlagen ist mit einer thermischen Solaranlagezur Trinkwarmwasserbereitung ausgerüstet. Dieser Anteil entspricht "noch" nicht demDurchschnittsanteil von Solaranlagen in Einfamilienhäusern. Die Nutzungsgrade undWärmeverbräuche dieser Anlagen werden im Folgenden den Anlagen ohne Solarunterstützunggegenübergestellt.In Tabelle 26 sind alle Brennwertanlagen erfasst. Die Anlagen mit solarer Unterstützungerreichen einen etwas schlechteren Jahresnutzungsgrad als die Anlagen ohnesolare Trinkwarmwasserbereitung. Die spezifischen Wärmeverluste der Kessel sindaber nur um ca. 0,5 … 0,8 kWh/(m²a) höher als bei den Anlagen ohne solare TrinkwarmwasserbereitungEinheitAnlagen mitAnlagen ohneSolarunterstützung SolarunterstützungZahl der untersuchten Anlagen 11 (11) 47 (46)Feuerungswärmemenge Q B (Ho) kWh 177389 855416Nutzwärmemenge Q nutz kWh 150968 743939Jahresnutzungsgrad η (H0) % (H O ) 85,1 86,9Mittlere Kesselauslastung % 8,6 9,1Mittlerer Nutzungsgrad aus normiertemEnergieaufwand% (H O ) 86,0 85,9Mittlerer Kesselwirkungsgrad η K % (H O ) 89,2 90,2Mittlerer Bereitschaftsverlust % (H O ) 0,37 0,50Spez. Kesselverluste (H O ) kWh/(m²a) 16,2 15,7Tabelle 26: Gegenüberstellung der Anlagen mit und ohne solare TrinkwarmwasserbereitungDie Auswertung der Monatswerte aller Solaranlagen ist in der Abbildung 42 dargestellt.Es wird deutlich, dass die Kessel meist mit sehr kleinen Auslastungen unter 20% betrieben werden, und dadurch ein Abfall des Nutzungsgrades zu erklären ist. Dieabsoluten Kesselverluste sind aber nicht wesentlich höher als bei den Anlagen ohnesolare Trinkwarmwasserbereitung.Die Energieeffizienz der Wärmeerzeuger in den Anlagen mit solarer Trinkwarmwasserbereitungist also nicht geringer als bei den Anlagen ohne solare Warmwasserbereitung.Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 61

Normierter Energieaufwand über Auslastung (solare WW-Bereitung)0,600,500,40W auf0,300,200,10W auf = 1,118 x β + 0,0041ηK = 0,8912qB = 0,003650,000,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Auslastung βAbbildung 42: Normierter Energieaufwand über Auslastung (Anlagen mit solarer WW-Bereitung)Da nicht bei allen Anlagen die Wärmemenge für Trinkwarmwasser einzeln erfasstwerden konnte - teilweise wird die vom Kessel abgegebene Wärme für Raumheizungund Trinkwarmwasser über einen gemeinsamen Wärmemengenzähler gemessen -werden die Anlagen mit einer getrennten Erfassung noch einmal in Tabelle 27 dargestellt.Auch hier ergeben sich ein niedrigerer Nutzungsgrad und höhere Kesselverlustefür die Anlagen mit Solarunterstützung.(nur Anlagen mit separaterErfassung Warmwasser)EinheitAnlagen mit SolarunterstützungAnlagen ohneSolarunterstützungZahl der untersuchten Anlagen 8 42Feuerungswärmemenge Q B (H O ) kWh 141048 754282Wärmemenge Raumheizung Q H kWh 107026 504735Wärmemenge TWW kWh 12414 146235Spezifische WärmemengekWh/(m²a) 84,7 75,4RaumheizungSpezifische WärmemengeTrinkwarmwasserkWh/(m²a) 10,7 21,5Jahresnutzungsgrad η (H O ) % (H O ) 84,7 86,3Spezifische Kesselverluste (H O ) kWh/(m²a) 16,7 15,9Tabelle 27: Gegenüberstellung der Anlagen mit und ohne solare TrinkwarmwasserbereitungDurch den Einsatz der Solaranlagen konnte der Aufwand für die Trinkwarmwasserbereitungum ca. 11 kWh/(m²a) reduziert werden. Bei den Anlagen ohne Solarunterstützunggibt der Kessel durchschnittlich 21,5 kWh/(m²a) zur Trinkwarmwasserbereitungab. Daraus ergibt sich ein durchschnittlicher solarer Deckungsanteil von 51 %;das entspricht einer Wärmemenge von 25334 kWh/a für acht Anlagen, also durchschnittlich3200 kWh/a je Anlage.Weitere Detailauswertungen befinden sich in Anhang 10.11.Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 62

6.2.10 Einfluss der elektrischen HilfsenergienBei der Bewertung von Heizungsanlagen wurde in der Vergangenheit der Einflussder elektrischen Energien für den Antrieb von Pumpen und Ventilatoren sowie fürden Betrieb der Elektronik des Wärmerzeugers nicht mit einbezogen. Bei alten Gebäudenmit sehr hohen Heizlasten war dies auch durchaus gerechtfertigt, da dasVerhältnis zwischen elektrischer Hilfsenergie und benötigter Wärmeenergie so kleinwar, dass der Anteil des elektrischen Stroms vernachlässigt werden konnte. Mit besseremDämmstandard der Gebäude und damit verbundenen kleineren Heizwärmeverbräuchenhat sich dieses Verhältnis jedoch stark verschoben. Diesem Sachverhaltträgt auch die Energieeinsparverordnung 2002 Rechnung, indem eine primärenergetischeBetrachtung der elektrischen Hilfsenergien mit in das Nachweisverfahreneinbezogen wurde.25002000Stromverbrauch, kWh/a1500100050002 9 10 18 30 49 51 70 72StromverbrauchStromverbrauch primärenergiebezogenAbbildung 43: Stromverbrauch und Primärenergetisch bewerteter StromverbrauchIm Messprogramm wurden 7 Brennwertanlagen und 2 Niedertemperaturanlagen mitseparaten Stromzählern für die Heizungsanlage ausgestattet. In Abbildung 43 ist derStromverbrauch der Heizungsanlagen dargestellt. Bei den Anlagen 9 und 72 handeltes sich um Niedertemperaturkessel. Der Stromverbrauch wurde einer Primärenergiebewertunggemäß EnEV-2002 [5] unterzogen. Dabei wird der gemessene Stromverbrauchmit dem Primärenergiefaktor 3 bewertet, um so die Verluste bei der Gewinnung,der Umwandelung und dem Transport des Energieträgers zu berücksichtigen.Die Anlagen mit dem größten Stromverbrauch 49 und 51 sind mit einer Solaranlageausgestattet. Durch die zusätzlichen Pumpen für den Solarkreis stellt sich ein höhererEnergieverbrauch ein. Dass dieser Verbrauch durchaus kritisch zu bewerten ist,zeigt sich in Abbildung 44 wenn der primärenergetisch bewertete Jahresnutzungsgradder Anlagen mit dem Jahresnutzungsgrad ohne Berücksichtigung der elektrischenHilfsenergien verglichen wird. Der Jahresnutzungsgrad fällt stark ab, wobei zuAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 63

erücksichtigen ist, dass nicht der gesamte Stromverbrauch dem Wärmeerzeugerzuzuschreiben ist, sondern dem Verteilnetz oder gegebenenfalls der Solaranlageanzurechnen ist. Bei der Berechnung des primärenergetischen Jahresnutzungsgradwurde der Gasverbrauch mit dem Primärenergiefaktor 1,1, der Stromverbrauch mitdem Faktor 3 bewertet. Der primärenergiebezogene Nutzungsgrad berechnet sichnach folgender Gleichung:QNutzη P =QB⋅1,1+ Wel⋅ 3mit: η P primärenergiebezogener JahresnutzungsgradQ Nutz abgeführte Nutzwärmemenge, in kWh/aQ B zugeführte Brennstoffwärmemenge, in kWh/aElektrische Hilfsenergiemenge, in kWh/aW elGleichung 15Anlage 2 9 10 18 30 49 51 70 72Stromverbrauch, in kWh/a 108 304 556 417 454 578 772 271 163Nutzwärmemengethermisch, in kWh5194 18129 30885 16051 17396 17793 16166 5877 5625Verhältnis elektrischerStrom zu thermischerEnergie in ‰20,8 16,7 18,0 26,0 26,1 32,5 47,8 46,1 28,9Tabelle 28: jährlicher Stromverbrauch der HeizungsanlagenAus Tabelle 28 ergibt sich für die Brennwertanlagen ein mittlerer Hilfsenergieaufwandvon 2,9 kWh/(m²a) und für die Niedertemperaturanlagen von 1,6 kWh(m²a).Diese Werte entsprechen in etwa den in der DIN V 4701-10 angegebenenBedarfswerten.1,000,950,90Jahresnutzungsgrad0,850,800,750,700,650,600,550,502 9 10 18 30 49 51 70 72Nutzungsgrad primärenergiebezogenNutzungsgrad mit HilfsenergieNutzungsgrad ohne HilfsenergieAbbildung 44: Jahresnutzungsgrad mit und ohne HilfsenergieAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 64

6.3 Diskussion der Ergebnisse im ÜberblickDie Auswertung zeigt, dass die Angabe des normierten Energieaufwandes bzw. derdaraus abgeleiteten Größen des mittleren Kesselwirkungsgrades η K und der mittlerenBereitschaftsverluste die geeignetste Art der Darstellung der Kesseleffizienz ist.Die Angabe flächenbezogener Kennwerte ist immer mit dem Problem behaftet, dierichtige Bezugsfläche zu wählen. Weiterhin ist der flächenbezogene Kennwerte nichtunabhängig vom Nutzen zu sehen. Ein flächenbezogener Verlust kann nur vergleichbarsein, wenn auch die Nutzwärmemenge in etwa gleich ist.Die wichtigsten Einflussparameter auf die Kesseleffizienz sind die Wahl des Aufstellortes(4 % besserer mittlerer Nutzungsgrad bei Innenaufstellung) und der Einflussvon Überströmventilen (4 % höherer mittlerer Kesselwirkungsgrad ohne Überströmventil).Dies gibt Anlass, die künftige Wahl und Anordnung von Kesseln zu überdenken.Weiterhin überraschend und nicht ohne weitere Untersuchungen erklärbar ist der umetwa 2,6 % verminderte Nutzungsgrad bei Geräten mit geregelter Umwälzpumpeverglichen mit Geräten mit geregelten Pumpen.Die Art der Heizflächen, der regelungstechnischen Ausstattung und der Einsatz vonsolarer Trinkwasserbereitung haben nach den Projektergebnissen untergeordnetenEinfluss auf die Kessel- und Anlageneffizienzmerkmale. Reine Fußbodenheizungenergeben bessere Nutzungsgrade, können aber auch höhere Nutzwärmeverbräucheim Vergleich zu Anlagen mit freien Heizflächen aufweisen.Die Auswertung verschiedener Kesselfabrikate zeigt, dass die Kessel der FirmenBuderus und Viessmann einen etwa 2,7 % besseren mittleren Nutzungsgrad aufweisenals die Geräte von Vaillant. Hier bleibt es im Ermessen des Kunden seine Produktwahlzu überdenken. Die Autoren des Berichtes geben hier ausdrücklich keineWertung ab.Bei der Anlagenplanung ist ebenfalls zu bedenken: eine Zirkulation verursacht zusätzlichejährliche Wärmeaufwendungen von etwa 1450 kWh/a pro Gebäude. Auchder Hilfsenergieaufwand der hochverbrauchenden Brennwertkesselanlagen liegthöher als bei sparsamen Anlagen (gilt für Anlagen ohne Solartechnik).Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 65

7 Hinweise zur Qualitätssicherung und OptimierungIm Folgenden werden aus den Projektergebnissen abgeleitete Regeln für die künftigeKonstruktion, die Planung und den Betrieb von Brennwertkesselanlagen formuliert.Empfehlungen an die HerstellerDie heute überwiegend angebotenen und vertriebenen Geräte sind als Allroundgerätekonzipiert für:▫ kombinierten Heiz- und Trinkwarmwasserbetrieb nach dem Durchflussprinzip,meist mit nur einer Pumpe und einem Umschaltventil,▫ kombinierten Heiz- und Trinkwarmwasserbetrieb mit gesondertem Speicher.Da beide Aufgaben mit nur einem Konstruktionsprinzip erfüllt werden sollen, weisenfast alle heute am Markt angebotenen Brennwertgeräte einen extrem niedrigen Kesselwasserinhaltauf. Nur so kann die Trinkwassererwärmung nach dem Durchflussprinzipeinigermaßen komfortabel ohne zu lange Verzögerungszeiten gewährleistetwerden.Mit zunehmendem Dämmstandard neuer und nachträglich modernisierter Gebäudedifferiert in immer stärkerem Maße die Leistungsanforderung an die minimale undmaximale Kesselleistung einerseits für die Raumheizung (im Einfamilienhaus 1 … 6kW) und für die Trinkwassererwärmung (mindestens 10 … 12 kW beim Speicherprinzip,18 … 24 kW beim Durchflussprinzip).Der geringe Kesselwasserinhalt der Geräte bewirkt:▫▫▫hohe hydraulische Widerstände und als Folge hohe Gerätedruckverluste,die Notwendigkeit eines Kesselmindestumlaufstroms,den Einbau integrierter, für die nach geschalteten Heizkreise im Regelfall viel zugroßer Pumpen,▫ den Einbau von Überströmventilen oder sogar den Einsatz von hydraulischenWeichen, die zur Rücklauftemperaturanhebung und damit zu verminderterBrennwertnutzung führen.In Einzelfällen wird sogar der Einbau von Heizwasserpufferspeichern empfohlen.Sowohl beim Einsatz von hydraulischen Weichen als auch von Pufferspeichern istder zusätzliche Einsatz einer gesonderten Pumpe in der Primärenergiebilanz zu berücksichtigen.Da heute überwiegend die Trinkwassererwärmung nach dem Speicherprinzip erfolgt,sollten die hierfür eingesetzten Brennwertkesselkonstruktionen einen so hohen Kesselwasserinhaltaufweisen, dass der hydraulische Widerstand des Gerätes vernachlässigbarwird und somit auf eine Kesselpumpe verzichtet werden kann.Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 66

An diese Geräte könnten heizseitig die kleinsten heute verfügbaren Pumpen mit einerelektrischen Leistungsaufnahme zwischen 8 bis maximal 25 W (60 bis über 100W in heutigen Wandgeräten) eingesetzt werden. Parallel sind möglichst hohe Modulationsbereicheder eingesetzten Gasbrenner (Optimum 1:15) zu fordern, um eineAnpassung an verschiedene Auslegungslasten und Teillastbereiche zu ermöglichen.Empfehlungen für die PlanungZu unterscheiden sind Planungen für die Kesselmodernisierung im Bestand und fürNeuanlagen. Es sollten jedoch grundsätzlich weitgehend einfache Anlagensystemkonzeptegeplant werden, Kessel mit hohem Wasserinhalt bevorzugt und die Kesselsoweit möglich im beheizten Bereich des Gebäudes angeordnet werden.Im Bestand sind das vorhandene Rohrnetz sowie die Heizflächen in einer Ist-Analyseaufzunehmen. Hierzu wurden von den Verfassern Hilfen, u. a. auch mit Softwareunterstützung,im Rahmen der bereits angesprochenen Projekte: OPTIMUS und Pro-Klima entwickelt und bereits erfolgreich erprobt [9]. Wichtig ist die Anpassung dernotwendigen Heizwassertemperaturen auf einem für das Gesamtsystem, v. a. für dieBrennwertnutzung sinnvollen, möglichst niedrigen Temperaturniveau.Im Neubau sollten nur noch einfache Heizsysteme: entweder nur Heizkörper odernur Fußbodenheizflächen eingesetzt werden. Empfehlungen der Autoren für dieKomponentenauslegung finden sich in [10]. Gesamtsysteme eines Herstellers, speziellauch für solarunterstützte Systeme und ein einfaches Gesamtregelkonzept sindzu bevorzugen.Für Kessel mit ausreichendem Wasserinhalt und ohne Anforderungen an einen Mindestvolumenstromwerden Gesamtspreizungen des Heizkreislaufs von 15 … 25 K(Vorlauftemperatur: 60 … 70°C, Rücklauftemperatur: 40 … 55°C) empfohlen. FürKessel mit geringem Wasserinhalt können meist keine Gesamtspreizungen über10 … 15 K (Vorlauftemperatur: 50 … 60°C, Rücklauftemperatur: 40 … 55°C) eingestelltwerden.Zu achten ist weiterhin auf die Wahl eines Kessel mit einem möglichst hohen Modulationsbereichder in den Brennwertgeräten integrierten Brenner mit möglichst niedrigerGrundlaststufe (unter 4 … 5 kW) sowie auf eine getrennte Einstellung der Brenner-/Kessel-Leistungenfür die Raumheizung und für die Trinkwarmwasserspeicherladung.Die Planung sollte eine Heizlastberechnung, eine Rohrnetzberechnung und eineHeizflächenauslegung mit den Plandaten für die Einstellung der Heizkurve am Kesselregler,für die Einstellung der Pumpförderhöhe und für den hydraulischen Abgleich(Voreinstellwerte für Thermostatventile) umfassen.Bei der Wahl von Kesseln im kleinen Gebäude ist besonders auf geringe Bereitschaftsverlusteund Pumpenstromaufwendungen zu achten, da die Kessel praktischdie gesamte Heizperiode hindurch in Betrieb bzw. großteils in Betriebsbereitschaftsind.Grundsätzlich wird der Einbau eines Wärmemengenzählers nach dem Wärmeerzeugerals Kontrollinstrument für den späteren Betrieb empfohlen.Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 67

Empfehlungen für die AusführungDie Plandaten sind von den ausführenden Handwerkern einzustellen und in einerFachunternehmererklärung zu bestätigen. Auch hier wird auf die im OPTI-MUS/ProKlima-Projekt erarbeiteten Checklisten und Arbeitsformulare verwiesen. Zuachten ist v. a. auf die korrekte Einstellung der Heizkurve am Regler sowie die Anpassungder Pumpe und auf die Durchführung des hydraulischen Abgleichs, umniedrige Rücklauftemperaturen und einen geringen Pumpenergieverbrauch zugewährleisten.Empfehlungen für die NutzungZusammen mit dem ausführenden Handwerksunternehmen ist der Kunde bei derEndabnahme über alle wesentlichen Geräte- und Bedienfunktionen zu informieren.Dies betrifft v. a. die Reglereinstellung (Heizpausen, Heizgrenztemperaturen, Sommerbetrieb)sowie die Bedienung der Thermostatventilregler.Es ist grundsätzlich zu empfehlen, monatliche Verbrauchswerte regelmäßig zu erfassenund damit Verbrauchskontrollen zu ermöglichen. Auf das typische Verschwendungspotentialzu hoher Raumtemperaturen, dauernd gekippter Fenster, v. a. in derÜbergangszeit, ist deutlich hinzuweisen. Weitere Hinweise finden sich in [9].Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 68

8 Fazit und AusblickDas Projekt hat deutlich bestätigt, dass die häufig angegebenen Normnutzungsgradevon Brennwertkesselanlagen im Praxisbetrieb unter den in klassischen Heizungsanlagenvorliegenden Randbedingungen nicht zu erreichen sind.Die typische Anlage der untersuchten Gebäude weist einen mittleren Bereitschaftsverlustvon q B = 0,5 % oder ca. 100 W auf. Der mittlere Wirkungsgrad beträgt 90 %(H O ). Da die Anlagen aber im Mittel nur zu 9 % ausgelastet sind, ergibt sich eindurchschnittlicher Jahresnutzungsgrad von etwa 86 % (H O ).Nach Meinung der Verfasser sind zusammengefasst die wesentlichen Gründe für diein der Praxis und in diesem Feldprojekt bestätigten zu niedrigen Nutzungsgrade infolgenden Ursachen zu suchen:1. Die nach dem Trinkwarmwasserwärmebedarf dimensionierten Wärmeerzeugersind für den Neubaubereich mit Heizlasten von 25 … 50 W/m² zu groß und arbeitenweitgehend unterhalb des Modulationsbereichs des Brenners im Taktbetrieb.2. Der durch die Konstruktion der Brennwertwandkessel erforderliche Mindestkesselvolumenstrom(wegen des geringen Wasserinhalts der meisten am Markt angebotenenBrennwertgeräte) und der damit verbundene Einsatz von Überströmventilenoder hydraulischer Weichen führt zu einer unerwünschten Rücklauftemperaturanhebungund damit zu einer Minderung des Brennwertnutzens.3. Die in den Wärmeerzeugern eingebauten Heizkreisumwälzpumpen weisen fürden Neubaubereich viel zu hohe Förderdrücke auf. Im Zusammenspiel mit nichthydraulisch abgeglichenen Heiznetzen führt dies wegen der hohen Umlaufwassermengenzu kleinen Temperaturspreizungen, erhöhten Rücklauftemperaturenund verstärkter Schalthäufigkeit, die den Nutzungsgrad verschlechtern.4. Aus nicht angepassten Heizkurven und Reglereinstellungen resultieren zu hoheSystemtemperaturen. Hier sollte von Herstellerseite eine niedrigere Werkseinstellunggewählt werden, um den Heizungsbauer zu zwingen, bei der Inbetriebnahmeeine Anpassung der Heizkurve auf Planwerte vorzunehmen.Weiterhin lässt sich aus den Messwerten ableiten, dass der Jahresnutzungsgrad beisinkendem Wärmeverbrauch kleiner wird, obwohl die absoluten Wärmeverluste desErzeugers sinken. Als Folge erreicht die gleiche Kesselanlage in einem Niedrigenergiehauseinen niedrigeren Jahresnutzungsgrad als in einem Altbau.In Zukunft sollten zur Bewertung der Effizienz der normierte Aufwand bezogen aufdie mittlere Kesselleistung bzw. die daraus abgeleiteten Größen: mittlerer Kesselwirkungsgradund mittlerer spez. Bereitschaftsverlust sowie für Vergleiche mit Verordnungswertenund für Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen parallel flächenbezogene Verlustkennwerteanstelle von Nutzungsgraden und Aufwandzahlen herangezogen werden.Die mittleren, auf die beheizte Wohnfläche bezogenen Wärmeerzeugerverluste vonBrennwertkesseln liegen mit ca. 15 … 16 kWh/(m² a) in der gleichen Größenordnungwie der gesamte Raumheizwärmebedarf eines Passivhauses. Die Wärmeabgabevon Trinkwarmwasser-Zirkulationsleitungen und von Heizwasserleitungen liegt mindestensnoch einmal in der gleichen Größenordnung.Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 69

Sinnvoller als eine Bewertung von Einzelkomponenten des Heizsystems ist eine e-nergetische Gesamtbilanzierung der Heizungsanlage im Zusammenspiel mit demGebäude und seiner Nutzung. Gebäude, Technik und ihr Komplexitätsgrad sowieRegelung und Nutzung müssen zueinander passen!Bei aller Kritik an den untersuchten Brennwertanlagen soll an dieser Stelle noch maldarauf hingewiesen werden, dass die als Referenzanlagen betrachteten Niedertemperaturanlagendeutlich höhere Wärmeverluste aufweisen; auch hier werden die angegebenenNormnutzungsgrade nicht erreicht.Sehr unterschiedliche Ergebnisse ergibt die detaillierte Betrachtung der thermischenSolaranlagen. Während ein Teil der Anlagen einwandfrei arbeitet, gibt es Anlagen,die praktisch keinen Nutzen erzeugen. Ursachen hierfür sind in einer mangelndenWartung und in einer nicht auf die Solartechnik angepassten Kesselregelung zu finden.Um dem Anlagenbetreiber eine ständige Funktionskontrolle der Solaranlage zuermöglichen, sollte ein Wärmemengenzähler im Solarkreis auf jeden Fall vorgesehenwerden.AusblickAus der vorliegenden Untersuchung geht hervor, dass es nicht ausreicht, den Wärmeerzeugeroder andere Komponenten der Heizungsanlage einzeln zu betrachtenund zu bewerten. Nur die Optimierung des Gesamtsystems im Zusammenspiel mitGebäudedämmstandard und Nutzerprofil kann zu besserer Energieausnutzung undzu einwandfreier Funktion der Heizungsanlage führen. Weiterhin kann aus den trotzüberhöhter Wärmeerzeugerverluste erreichten niedrigen Energieverbräuchen imNeubaubereich abgeleitet werden, dass im Sinne der Energieeinsparung das Augenmerkzukünftig auf den Gebäudebestand zu richten ist.Hier besteht die Gefahr, dass durch reine Bedarfsrechnungen mit entsprechendenNormen und Richtlinien zu optimistische Einsparungen vorausberechnet werden, diein der Praxis nicht oder nur unter idealen Randbedingungen erreicht werden. In demparallel von der DBU geförderten Projekt zur Erstellung einer Kennwerte-Datenbanksollen deshalb mit dem Verfahren des normierten Energieaufwands und mit Auswertungenzum tatsächlichen Nutzenergieverbrauch des Gebäudes reale Kennwerte fürfolgende Gebäude- und Anlagendaten nach den verschiedenen Merkmalen (Gebäude-und Anlagenstandard) gesammelt werden:BereichGebäudeNutzungAnlageKennwertTransmissionswärmeverluste mittlerer U-Wert der GebäudehülleLüftungswärmeverluste mittlere Luftwechsel n in der Kernheizundin der ÜbergangszeitFremdwärmegewinne Solare, innere Fremdwärme und Gewinneaus AnlagentechnikVerteilverlusteHeiz- und TrinkwarmwasserleitungenWärmeerzeugerverluste Mittlere Belastung nach der Außentemperatur,mittlerer Kessel wirkungsgrad,mittlerer Bereitschaftsverlust aus normiertemAufwandTabelle 29: Gebäude- und AnlagenmerkmaleAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 70

Hierdurch soll zukünftig v. a. das Einsparpotential durch Qualitätssicherungsmaßnahmensowohl auf der Bau- als auch auf der Anlagenseite quantifiziert werden können.Das seit Oktober 2002 laufende Forschungs- und Qualifizierungsprojekt OPTIMUS,gefördert durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt, befasst sich in diesem Zusammenhangmit Möglichkeiten der Optimierung bereits bestehender Heizungsanlagen.Gerade hier, bei Primärenergieverbräuchen im Altbau von bis zu 400kWh/(m²a), liegt ein enormes Einsparpotential.Neben anderen Ein- und Mehrfamilienhäusern wurden auch 15 Heizungsanlagenaus der vorliegenden Brennwertkesseluntersuchung in das OPTIMUS-Projekt überführt.Bei OPTIMUS handelt es sich nicht nur um ein Messprogramm, sondern anhandeiner detaillierten Gebäude- und Anlagenbegutachtung und auf Basis einervereinfachten Rohrnetz- und Heizlastberechnung werden Optimierungsmaßnahmenentwickelt und umgesetzt. Das erwartete Einsparpotential wird durch Messung derHeizwärmemengen vor und nach der Optimierung empirisch ermittelt und quantifiziert.Ein wesentlicher Bestandteil des Projektes liegt in der gezielten Qualifizierung derbeteiligten Handwerksfirmen. Die Handwerksfirmen sollen dabei in Schulungen dienotwendigen Kenntnisse für die Datenaufnahme, die Durchführung der Berechnungenbis hin zur eigentlichen Optimierung der Anlagen erlangen. Die Arbeiten werdenflankiert von verschiedenen Maßnahmen zur Öffentlichkeitsarbeit, damit die gewonnenenErkenntnisse möglichst schnell allgemein verbreitet werden und insbesondereMultiplikatoren, wie Berufsschulen, Innungen sowie Umweltverbände etc. darüberinformiert und geschult werden.Nach Meinung der Autoren lässt sich nur durch diesen ganzheitlichen Ansatz ein e-nergiesparender Betrieb von Anlagen zur Raumheizung und Trinkwarmwasserbereitungrealisieren.Geplante VeröffentlichungenDie Ergebnisse dieses Projektes werden in Form von Fachartikeln und anderen Publikationenveröffentlicht. Zu nennen wären hier die geplante Veröffentlichung in denFachzeitschriften TGA Fachplaner (Fachplaner) und SBZ (Handwerk).Des weiteren wird der Bericht den zuständigen Referenten der VerbraucherzentraleNRW (Herr Wolsiffer) und Hannover (Herr Habermann) zur Verfügung gestellt, sodass die Erkenntnisse an den Endkunden fließen. Weiterhin ist auch eine Veröffentlichungin der Internet-Plattform: "Haustechnik-Dialog" (http://www.haustechnikdialog.de)geplant.Den Gebäudeeigentümern werden die Ergebnisse selbstverständlich mitgeteilt. DerBericht wird im Internet abrufbar sein (http://enev.tww.de).DanksagungDie Projektbearbeiter danken der DBU, insbesondere dem Fachreferenten HerrnSchötz, für das Interesse am Projekt und das Verständnis für die notwendigen Projektverlängerungen.Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 71

9 Literaturverzeichnis[1] ZfK-Technik; 10/2001; Gas-Brennwertheizung immer beliebter.[2] VDZ Vereinigung der deutschen Zentralheizungswirtschaft VDZ; InformationNr.1/2003; Februar 2003.[3] DVGW Regelwerk; Technische Regel Arbeitsblatt G 685; 4/1993.[4] DIN V 4701-10; Energetische Bewertung heiz- und raumlufttechnischerAnlagen; Teil 10: Heizung, Trinkwassererwärmung, Lüftung. 2003.[5] EnEV; Verordnung über energiesparenden Wärmeschutz undenergiesparende Anlagentechnik bei Gebäuden (EnergieeinsparverordnungEnEV); 21.11.2001.[6] Jagnow, K. / Horschler, S. und Wolff, D.; Die Energieeinsparverordnung2002: Kosten- und Verbrauchsorientierte Gesamtlösungen; Dt. Wirtschaftsdienst;Köln; 2002.[7] Deutscher, P. und Rouvel, L.; Energetische Bewertung haustechnischerAnlagen; 2 Teile; HLH; Nr. 7 und 8/2003; VDI; Düsseldorf; 2003.[8] Buderus Heiztechnik GmbH (Hrsg.); Handbuch für Heizungstechnik; Beuth;Berlin; 1995 und 2002.[9] Jagnow, Kati / Halper, Christian / Timm, Tobias und Sobirey, Marco;Optimierung von Heizungsanlagen im Bestand; Teile 1 bis 5; TGAFachplaner; Nr. 5, 8 und 11/2003, 01 und 03/2004; Gentner; Stuttgart; 2003[10] und Vorländer, 2004. J. / Wolff, D. und Hahn, S. Landeshauptstadt Hannover (Hrsg.);Bauen Am Kronsberg - Heiztechnisches Konzept; Amt für Umweltschutz;Hannover; 1998.[11] Wolff, D. / Stock, H. / Vorländer, J. und Hahn, S.; Entwicklungstendenzen inder Regelungstechnik von Heizungsanlagen; 3 Teile; Wärme + Versorgungstechnik;Nr. 12/1995, 4/1996, 7/1998; Gentner; Stuttgart; 1995 - 1998.[12] Absatz Heizkessel in Deutschland; VDI Nachrichten 16. April 2004; Seite17.[13] Schrode, A.; Altbausanierung in Niedrigenergiebauweise; expert; Renningen-Malmsheim;1997. und Niedrigenergiehäuser; Rudolf Müller Verlagsgesellschaft;Köln; 1996.[14] Wohlers, H.; Technische und wirtschaftliche Kennwerte der Anlagentechnik;erstellt im Rahmen des Projektes Optimus; Diplomarbeit an der FachhochschuleBraunschweig/Wolfenbüttel (unveröffentlicht); Wolfenbüttel; 2003.Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 72

10 Anhang10.1 ProjektwerbungAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 73

Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 74

10.2 Erfassungsbögen zur BestandsaufnahmeAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 75

Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 76

Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 77

Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 78

10.3 EinverständniserklärungAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 79

10.4 Protokoll zur MessdatenerfassungAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 80

10.5 ErinnerungsschreibenAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 81

10.6 Zwischenbericht an die HauseigentümerAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 82

Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 83

10.7 Unterlagen zur FehlerbetrachtungGaszählerEs wurden handelsübliche Balgengaszähler der Energieversorgungsunternehmeneingesetzt. Die angegebene Eichfehlerkurve ist beispielhaft aus den Produktunterlagender Firma Schlumberger entnommen. Die Eichfehlerkurve für einen handelsüblichenBalgengaszähler ist in Abbildung 48 dargestellt.WärmemengenzählerHersteller: TechemTyp:Delta kompaktTemperaturfühler: PT 500Volumen: FlügelradzählerMindestdurchfluss: Q n 0,6 = 6 l/hQ n 1,5 = 15 l/hIm Projekt sind sowohl Wärmemengenzähler mit einem Nenndurchfluss von 0,6 m³/hals auch mit einem Nenndurchfluss von 1,5 m³/h eingesetzt. Die Messfehlerkurvenfür die Temperaturmessung sowie für die Volumenstrommessung sind in Abbildung45 bis Abbildung 47 dargestellt.Abbildung 45: Fehlerkurve Volumenmessung Q n 1,5 Abbildung 46: Fehlerkurve Volumenmessung Q n 0,6Abbildung 48: Fehlerkurve BalgengaszählerAbbildung 47: Fehlerkurve TemperaturmessungAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 84

10.8 Gesamtmessdaten und NutzungsgradeQQ B (H O) Q B (H H bzw.q U)Q H bzw.Anl. Mess-(Q TWq H+Q TW)(q TW q verlust (H O)Nr. ZeitraumH+q TW)kWh kWh kWh kWh kWh/(m²a) kWh/(m²a) kWh/(m²a)η (H O)1 10.01-10.02 48925 44131 44830 203,77 18,61 0,91632 10.01-10.02 6440 5808 4086 1126 38,91 10,72 11,69 0,80943 10.01-10.02 22139 19969 19188 106,60 16,39 0,86674 05.01-05.02 13156 11867 6935 3297 58,28 27,71 24,57 0,77785 10.01-10.02 15023 13551 8120 3448 90,22 38,31 38,39 0,77006 10.01-10.02 13966 12598 8100 4020 56,64 28,11 12,91 0,86787 10.01-10.02 17771 16030 11778 4187 75,99 27,01 11,65 0,89848 10.01-10.02 23102 20838 19606 1686 163,38 14,05 15,08 0,921710 10.01-10.02 34933 31509 27409 3476 130,52 16,55 19,27 0,884111 09.01-09.02 10946 9873 7424 2449 44,46 14,66 6,42 0,902012 10.01-10.02 14767 13320 7035 5003 60,65 43,13 23,53 0,815213 10.01-10.02 15496 13978 11661 1158 99,67 9,90 22,88 0,827215 12.01-12.02 24021 21667 15055 5903 68,43 26,83 13,93 0,872516 10.01-10.02 26571 23967 15752 8761 62,64 34,84 8,18 0,922617 10.01-10.02 21426 19326 16582 1030 106,98 6,65 24,61 0,822018 10.01-10.02 19656 17729 14595 1456 72,98 7,28 18,02 0,816619 10.01-10.02 21890 19745 18397 2659 64,55 9,33 2,93 0,961920 10.01-10.02 16029 14458 11278 2025 76,20 13,68 18,42 0,829921 06.99-06.00 8083 7291 2834 3415 28,34 34,15 18,34 0,773124 10.01-10.02 21082 19016 14687 3897 69,94 18,56 11,90 0,881525 09.00-09-01 17147 15466 12159 2527 81,06 16,85 16,41 0,856526 10.01-10.02 23637 21321 20928 146,76 19,00 0,885427 10.01-10.02 10875 9810 8498 1086 51,50 6,58 7,83 0,881229 10.01-10.02 17037 15368 13676 2381 101,30 17,64 7,26 0,942530 10.01-10.02 19437 17532 12582 4814 71,59 27,39 11,61 0,895031 10.01-10.02 12597 11362 8006 2648 53,37 17,66 12,95 0,845832 10.01-10.02 19528 17614 14158 3136 108,91 24,12 17,19 0,885633 10.01-10.02 12707 11462 8414 2499 52,92 15,72 11,28 0,858834 05.01-05.02 7309 6593 2652 3246 16,47 20,16 8,77 0,806935 10.01-10.02 23225 20949 20794 143,41 16,76 0,895336 11.00-11.01 33346 30078 20633 7195 82,53 28,78 22,07 0,834537 10.01-10.02 16269 14675 14315 833 114,52 6,66 8,97 0,931138 05.01-05.02 25657 23142 14458 7699 57,83 30,80 14,00 0,863639 10.01-10.02 46510 41952 25699 13969 120,20 65,34 32,00 0,852940 10.01-10.02 18501 16688 12351 2090 74,40 12,59 24,46 0,780641 Nov 02 2607 2351 1720 512 0,856343 10.01-10.02 19439 17534 11600 4436 52,99 20,26 15,55 0,824944 10.01-10.02 25971 23426 19916 1796 153,20 13,82 32,76 0,836045 10.01-10.02 15404 13894 12441 1990 94,25 15,08 7,37 0,936847 10.01-10.02 17607 15881 14765 673 123,04 5,61 18,07 0,876848 10.01-10.02 16242 14651 11837 2941 81,63 20,28 10,10 0,909849 10.01-10.02 21403 19306 17297 496 77,91 2,23 16,26 0,831350 10.01-10.02 15718 14178 7647 5304 62,17 43,122 22,50 0,824051 10.01-10.02 18959 17101 16166 148,31 25,62 0,852752 10.01-10.02 14217 12824 7327 4726 48,85 31,51 14,43 0,847853 10.01-10.02 23917 21573 18746 692 99,79 3,68 23,84 0,812757 10.01-10.02 15940 14378 12795 1888 76,16 11,24 7,49 0,921158 10.01-10.02 9366 8448 4729 3262 41,12 28,37 11,95 0,853259 05.00-05.01 17757 16017 13378 1528 89,19 10,19 19,01 0,839461 02.01-02.02 16778 15134 11579 3347 77,71 22,46 12,43 0,889662 10.01-10.02 33329 30063 31363 224,02 14,04 0,941063 10.02-10.01 18165 16385 11875 3881 79,17 25,87 16,06 0,8674Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 85

QQ B (H O) Q B (H H bzw.q U)Q H bzw.Anl. Mess-(Q TWq H+Q TW)(q TW q verlust (H O)Nr. ZeitraumH+q TW)kWh kWh kWh kWh kWh/(m²a) kWh/(m²a) kWh/(m²a)η (H O)64 10.01-10-02 7554 6814 4904 1525 42,64 13,26 9,79 0,851065 12.01-11.02 7662 6911 6186 61,86 14,76 0,807366 10.01-10.02 9719 8767 9176 71,69 4,25 0,944167 10.01-10.02 14487 13067 11411 1923 90,41 15,24 9,14 0,920468 12.01-12.02 25145 22680 19523 2205 114,84 12,97 20,10 0,864169 10.01-10.02 22030 19871 21491 113,11 2,84 0,975570 10.01-10.02 8611 7767 4857 1020 41,97 8,82 23,62 0,682571 10.01-10.02 10330 9318 6199 1897 40,60 12,42 14,63 0,7837Mittelwert: 0,8617Anl.Nr.Summen: 1107561 999020 803603 159161 0,8692Tabelle 30: Jahresnutzungsgrad der Brennwertanlagen (bezogen auf H O)QQ B (H O) Q B (H H bzw.q U)Q H bzw.Mess-(Q TWH+Q TW)(q H+q TW)ZeitraumkWh kWh kWh kWh kWh/(m²a) kWh/(m²a) kWh/(m²a)56 10.01-10.02 20818 18778 12668 1394 100,54 11,06 53,62q TW q verlust (H O) η (H O)0,675523 10.01-10.02 28486 25695 19043 1695 119,02 10,59 48,43 0,728028 10.01-10.02 23910 21567 12431 5706 95,62 43,89 44,410,758560 03.01-03.02 23497 21194 13224 4777 67,54 24,40 28,04 0,76619 05.01-05.02 23428 21132 14495 3634 88,93 22,29 32,51 0,773855 10.01-10.02 31456 28373 19731 4881 131,54 32,54 45,63 0,782472 10.01-10.02 7035 6346 5292 333 45,73 2,88 12,16 0,7996Mittelwert: 0,7548Summen: 158631 143085 96884 22420 0,7521Tabelle 31: Jahresnutzungsgrad der Niedertemperaturanlagen (bezogen auf H O)1,15001,10001,0500Jahresnutzungsgrad1,00000,95000,90000,85000,80000,75000,70007052144071346525312181750431320493644593152645139584125333868363615472724102632613035711481675781637456229661969AnlagenMesszeitraum 1Messzeitraum2Abbildung 49: Nutzungsgradvergleich der Brennwertanlagen im Messzeitraum 1 und 2 (Bezug H U)Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 86

10.9 Energetische Betrachtung der EinzelanlagenAnlage 1Nutzungsgrad(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemenge1,1001,0501,000Nutzungsgrad0,9500,9000,8500,8000,7500 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000Nutzwärmemenge in kWhErzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverlust in kWh1200100080060040020000 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,1054x - 0,0020,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 87

Anlage 2Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge1,0000,9500,900Nutzungsgrad0,8500,8000,7500,7000 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800Nutzwärmemenge in kWhErzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverluste in kWh3002502001501005000 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,2161x + 0,00330,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 88

Anlage 3Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge1,1001,0501,000Nutzungsgrad0,9500,9000,8500,8000,7500,7000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000Nutzwärmemenge in kWhErzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverlust in kWh70060050040030020010000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,0507x + 0,01030,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 89

Anlage 4Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge1,0000,9500,900Nutzungsgrad0,8500,8000,7500,7000 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800Erzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverluste in kWh500450400350300250200150Nutzwärmemenge in kWh1005000 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,246x + 0,00230,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 90

Anlage 5Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge0,8500,800Nutzungsgrad0,7500,7000,6500,6000 200 400 600 800 1000 1200 1400Nutzwärmemenge in kWhErzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverluste in kWh5004504003503002502001501005000 200 400 600 800 1000 1200 1400Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,2807x + 0,00690,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 91

Anlage 7Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge1,1001,0501,000Nutzungsgrad0,9500,9000,8500,8000,7500,7000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500Nutzwärmemenge in kWhErzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverluste in kWh4504003503002502001501005000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,0903x + 0,00220,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 92

Anlage 8Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge1,1001,0501,000Nutzungagrad0,9500,9000,8500,8000,7500,7000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500Nutzwärmemenge in kWhErzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErteugerverlust in kWh4504003503002502001501005000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,0696x + 0,00110,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 93

Anlage 10Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge1,0501,0000,950Nutzungsgrad0,9000,8500,8000,7500,7000 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000Nutzwärmemenge in kWhErzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverlust in kWh100090080070060050040030020010000 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,0934x + 0,00750,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 94

Anlage 11Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge1,1501,1001,0501,000Nutzungsgrad0,9500,9000,8500,8000,7500,7000 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000Nutzwärmemenge in kWhErzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverlust in kWh3002502001501005000 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,0932x + 0,00020,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 95

Anlage 12Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge1,0000,9500,900Nutzungsgrad0,8500,8000,7500,7000 500 1000 1500 2000 2500Nutzwärmemenge in kWhErzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverlust in kWh4504003503002502001501005000 500 1000 1500 2000 2500Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,1136x + 0,00690,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 96

Anlage 13Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge1,0000,9500,900Nutzungsgrad0,8500,8000,7500,7000,6500,6000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500Nutzwärmemenge in kWhErzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverlust in kWh60050040030020010000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,1629x + 0,00330,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 97

Anlage 15Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge1,0501,0000,950Nutzungsgrad0,9000,8500,8000,7500,7000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000Nutzwärmemenge in kWhErzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverlust in kWh80070060050040030020010000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,0774x + 0,00730,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 98

Anlage 16Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge1,1001,0501,000Nutzungsgrad0,9500,9000,8500,8000,7500,7000 1000 2000 3000 4000 5000 6000Nutzwärmemenge in kwhErzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverluste in kWh3002502001501005000 1000 2000 3000 4000 5000 6000Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,0251x + 0,00960,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 99

Anlage 17Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge1,0501,0000,950Nutzungsgrad0,9000,8500,8000,7500,7000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000Nutzwärmemenge in kWhErzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverlust in kWh14001200100080060040020000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,2187x + 0,00070,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 100

Anlage 18Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge1,0000,9500,900Nutzungsgrad0,8500,8000,7500,7000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000Nutzwärmemenge in kWhErzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverlust in kWh90080070060050040030020010000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,1507x + 0,00280,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 101

Anlage 19Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge1,1501,1001,0501,000Nutzungsgrad0,9500,9000,8500,8000,7500,7000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000Nutzwärmemenge in kWhErzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverlust in kWh3002502001501005000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,0583x + 0,00170,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 102

Anlage 20Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge0,9500,900Nutzungsgrad0,8500,8000,7500,7000 500 1000 1500 2000 2500 3000Nutzwärmemenge in kWhErzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverlust in kWh70060050040030020010000 500 1000 1500 2000 2500 3000Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,2284x + 0,00110,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 103

Anlage 24Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge1,0501,0000,950Nutzungsgrad0,9000,8500,8000,7500,7000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500Erzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverluste in kWh450400350300250200150100Nutzwärmemenge in kWh5000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,0738x + 0,00590,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 104

Anlage 25Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge1,0000,9500,900Nutzungsgrad0,8500,8000,7500,7000 500 1000 1500 2000 2500 3000Nutzwärmemenge in kWhErzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverluste in kWh4504003503002502001501005000 500 1000 1500 2000 2500 3000Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,1564x + 0,00150,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 105

Anlage 26Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge1,1001,0501,000Nutzungsgrad0,9500,9000,8500,8000,7500,7000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000Nutzwärmemenge in kWhErzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverluste in kWh70060050040030020010000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,0467x + 0,01160,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 106

Anlage 27Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge1,1001,0501,000Nutzungsgrad0,9500,9000,8500,8000,7500,7000 500 1000 1500 2000 2500 3000Nutzwärmemenge in kWhErzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverluste in kWh4003503002502001501005000 500 1000 1500 2000 2500 3000Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,1415x + 0,00020,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 107

Anlage 29Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge1,1001,0501,000Nutzungsgrad0,9500,9000,8500,8000,7500,7000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500Nutzwärmemenge in kWhErzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverluste in kWh1601401201008060402000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,0366x + 0,00220,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 108

Anlage 30Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge1,0501,0000,950Nutzungsgrad0,9000,8500,8000,7500,7000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500Nutzwärmemenge in kWhErzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverluste in kWh3002502001501005000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,0513x + 0,00610,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 109

Anlage 31Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge1,0000,9500,900Nutzungsgrad0,8500,8000,7500,7000,6500,6000 500 1000 1500 2000 2500NutzwärmemengeErzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverlust in kWh60050040030020010000 500 1000 1500 2000 2500Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,175x + 0,00460,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 110

Anlage 32Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge1,0101,0000,9900,980Nutzungsgrad0,9700,9600,9500,9400,9300,9200 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000Nutzwärmemenge in kWhErzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverluste in kWh70060050040030020010000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,1269x + 0,00060,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 111

Anlage 33Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener NutzwärmemengeNutzwärmemenge in kWh1,1001,0000,9000,8000,7000,6000,5000 500 1000 1500 2000 2500NutzungsgradErzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemenge600500Erzeugerverlust in kWh40030020010000 500 1000 1500 2000 2500Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,0909x + 0,00740,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 112

Anlage 35Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge1,1001,0501,000Nutzungsgrad0,9500,9000,8500,8000,7500,7000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000Nutzwärmemenge in kWhErzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverlust in kWh80070060050040030020010000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,1566x - 0,00210,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 113

Anlage 37Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge1,1001,0000,900Nutzungssgrad0,8000,7000,600Erzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverlust in kWh0,5000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500Nutzwärmemenge in kWh3002502001501005000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,0636x + 0,0010,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 114

Anlage 39Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge1,0501,0000,950Nutzungsgrad0,9000,8500,8000,7500,7000 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000Nutzwärmemenge in kWhErzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverlust in kWh100090080070060050040030020010000 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,0847x + 0,01980,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 115

Anlage 40Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge0,9500,9000,850Nutzungsgrad0,8000,7500,7000,6500,6000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500Nutzwärmemenge in kWhErzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverlust in kWh90080070060050040030020010000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,225x + 0,00410,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 116

Anlage 43Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge1,0000,9500,900Nutzungsgrad0,8500,8000,7500,7000 500 1000 1500 2000 2500 3000Nutzwärmemenge in kWhErzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverlust in kWh35003000250020001500100050000 500 1000 1500 2000 2500 3000Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,1603x + 0,00660,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 117

Anlage 44Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge1,0000,9500,900Nutzungsgrad0,8500,8000,7500,7000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500Nutzwärmemenge in kWhErzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverlust in kWh80070060050040030020010000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,1482x + 0,00920,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 118

Anlage 45Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge1,1501,1001,0501,000Nutzungsgrad0,9500,9000,8500,8000,7500,7000 500 1000 1500 2000 2500 3000Nutzwärmemenge in kWhErzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverlust in kWh2502001501005000 500 1000 1500 2000 2500 3000Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,0586x + 0,00150,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 119

Anlage 47Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge1,0501,0000,950Nutzungsgrad0,9000,8500,8000,7500,7000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500Nutzwärmemenge in kWhErzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverluste in kWh60050040030020010000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,1348x + 2E-050,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 120

Anlage 48Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge1,2001,1001,000Nutzungsgrad0,9000,8000,7000,6000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500Erzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverlust in kWh140012001000800600400Nutzwärmemenge in kWh20000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,1339x - 0,00170,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 121

Anlage 49Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge1,2001,0000,800Nutzungsgrad0,6000,4000,2000,0000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500Nutzwärmemenge in kWhErzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverlust in kWh90080070060050040030020010000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,0824x + 0,01120,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 122

Anlage 50Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge1,0000,9500,900Nutzungsgrad0,8500,8000,7500,7000 500 1000 1500 2000 2500Erzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverlust in kWh450400350300250200150Nutzwärmemenge in kWh1005000 500 1000 1500 2000 2500Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,1592x + 0,00320,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 123

Anlage 51Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge1,1001,0501,000Nutzungsgrad0,9500,9000,8500,8000,7500,7000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500Erzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverlust in kWh800700600500400300200Nutzwärmemenge in kWh10000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,1514x + 0,00040,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 124

Anlage 52Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge1,0000,9500,900Nutzungsgrad0,8500,8000,7500,7000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000Nutzwärmemenge in kWhErzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemenge600500Erzeugerverlust in kWh40030020010000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,1097x + 0,00690,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 125

Anlage 53Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge0,9500,900Nutzungsgrad0,8500,8000,7500,7000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000Nutzwärmemenge in kWhErzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverlust in kWh1200100080060040020000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,2014x + 0,0060,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 126

Anlage 57Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge1,2001,1001,000Nutzungsgrad0,9000,8000,7000,6000 500 1000 1500 2000 2500 3000Nutzwärmemenge in kWhErzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverlust in kWh70060050040030020010000 500 1000 1500 2000 2500 3000Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,1843x - 0,00270,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 127

Anlage 58Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge1,0000,9500,900Nutzungsgrad0,8500,8000,7500,7000 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600Nutzwärmemenge in kWhErzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverlust in kWh3002502001501005000 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,1496x + 0,00240,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 128

Anlage 61Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge1,2001,0000,800Nutzungsgrad0,6000,4000,2000,0000 1000 2000 3000 4000 5000 6000Nutzwärmemenge in kWhErzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverlust in kWh60050040030020010000 1000 2000 3000 4000 5000 6000Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,0706x + 0,00360,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 129

Anlage 63Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge1,2001,0000,800Nutzungsgrad0,6000,4000,2000,0000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500Erzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverlust in kWh140012001000800600400Nutzwärmemenge in kWh20000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,1524x + 0,0020,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 130

Anlage 64Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge0,9800,9600,9400,920Nutzungsgrad0,9000,8800,8600,8400,8200,8000 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600Nutzwärmemenge in kWhErzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverlust in kWh3002502001501005000 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,1487x + 0,00230,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 131

Anlage 65Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge1,2001,0000,800Nutzungsgrad0,6000,4000,2000,0000 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600Nutzwärmemenge in kWhErzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverlust in kWh1200100080060040020000 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,2548x + 0,07250,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 132

Anlage 66Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge1,2001,0000,800Nutzungsgrad0,6000,4000,2000,0000 500 1000 1500 2000 2500Nutzwärmemenge in kWhErzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverlust in kWh4003503002502001501005000 500 1000 1500 2000 2500Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,056x + 0,01130,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 133

Anlage 67Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge1,0601,0401,020Nutzungsgrad1,0000,9800,9600,9400,9200,9000 500 1000 1500 2000 2500Nutzwärmemenge in kWhErzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverlust in kWh2502001501005000 500 1000 1500 2000 2500Nutzwäremenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,0587x + 0,00150,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 134

Anlage 70Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge0,9000,8000,7000,600Nutzungsgrad0,5000,4000,3000,2000,1000,0000 200 400 600 800 1000 1200 1400Nutzwärmemenge in kWhErzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverlust in kWh5004504003503002502001501005000 200 400 600 800 1000 1200 1400Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,2838x + 0,0040,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 135

Anlage 71Nutzungsgrad (bezogenauf H U ) überabgegebener Nutzwärmemenge1,0000,9500,900Nutzungsgrad0,8500,8000,7500,7000 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000Nutzwärmemenge in kWhErzeugerverlust(bezogen auf H U )über abgegebenerNutzwärmemengeErzeugerverlust in kWh5004504003503002502001501005000 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000Nutzwärmemenge in kWhNormierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,151x + 0,00750,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βFür die nachfolgenden Anlagen werden wegen mangelnder Datenbasis nur die Diagrammefür den normierten Aufwand erstellt.Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 136

Anlage 6Normierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,14x + 0,00080,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAnlage 9Normierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,1708x + 0,01390,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAnlage 21Normierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,1237x + 0,00680,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 137

Anlage 34Normierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,1525x + 0,00260,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAnlage 36Normierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,1602x + 0,0050,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAnlage 38Normierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,1399x + 0,00050,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 138

Anlage 59Normierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,1471x + 0,00280,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAnlage 62Normierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,1857x + 0,00030,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAnlage 68Normierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,065x + 0,0040,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung βAbschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 139

Anlage 69Normierter Aufwandw aufüber normierterBelastung β (normiertauf die Kesselleistung,Aufwandbezogen aufH O )Normierter Aufwand w auf0,600,550,500,450,400,350,300,250,200,15y = 1,0368x + 0,0060,100,050,00-0,05-0,100,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Belastung β10.10 Monatliche spezifische Heizlast ausgewählter AnlagenAnlage 1Monatliche spezifischeHeizlastaus Messwertenin W/KAnlage 2Monatliche spezifischeHeizlastaus Messwertenin W/KW/KW/K25002000150010005000300,0250,0200,0150,0100,050,00,0Sep 00Okt 00Okt 99Nov 99Dez 99Nov 00Dez 00Jan 01Feb 01Mrz 01Apr 01Mai 01Jun 01Jul 01Aug 01Sep 01Okt 01Nov 01Dez 01Jan 02Feb 02Mrz 02Apr 02Mai 02Jun 02Jul 02Aug 02Sep 02Okt 02Nov 02Jan 00Feb 00Mrz 00Apr 00Mai 00Jun 00Jul 00Aug 00Sep 00Okt 00Nov 00Dez 00Jan 01Feb 01Mrz 01Apr 01Mai 01Jun 01Jul 01Aug 01Sep 01Okt 01Nov 01Dez 01Jan 02Feb 02Mrz 02Apr 02Mai 02Jun 02Jul 02Aug 02Sep 02Okt 02Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 140

Anlage 4Monatliche spezifischeHeizlastaus Messwertenin W/K1400,01200,01000,0800,0W/K600,0400,0200,0Anlage 7Monatliche spezifischeHeizlastaus Messwertenin W/K0,01600,01400,01200,0Mrz 01 Apr 01 Mai 01 Jun 01 Jul 01 Aug 01 Sep 01 Okt 01 Nov 01 Dez 01 Jan 02 Feb 02 Mrz 02 Apr 02Anlage 8Monatliche spezifischeHeizlastaus Messwertenin W/KW/KW/K1000,0800,0600,0400,0200,00,0800,0700,0600,0500,0400,0Sep 00Okt 00Nov 00Dez 00Jan 01Feb 01Mrz 01Apr 01Mai 01Jun 01Jul 01Aug 01Sep 01Okt 01Nov 01Dez 01Jan 02Feb 02Mrz 02Apr 02Mai 02Jun 02Jul 02Aug 02Sep 02Okt 02Nov 02300,0200,0100,00,0Okt00Nov00Dez00Jan01Feb01Mrz01Apr01Mai01Jun01Jul 01Aug01Sep01Okt01Nov01Dez01Jan02Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 141

Anlage 10Monatliche spezifischeHeizlastaus Messwertenin W/K3500,03000,02500,02000,0W/K1500,01000,0500,00,0Apr00Mai00Jun00Jul 00Aug00Sep00Okt00Nov00Dez00Jan01Feb01Mrz01Apr01Mai01Jun01Jul 01Aug01Sep01Anlage 12Monatliche spezifischeHeizlastaus Messwertenin W/K900,0800,0700,0Anlage 13Monatliche spezifischeHeizlastaus Messwertenin W/KW/KW/K600,0500,0400,0300,0200,0100,00,0500,0450,0400,0350,0300,0250,0200,0Okt 00Nov 00Dez 00Jan 01Feb 01Mrz 01Apr 01Mai 01Jun 01Jul 01Aug 01Sep 01Okt 01Nov 01Dez 01Jan 02Feb 02Mrz 02Apr 02Mai 02Jun 02Jul 02Aug 02Sep 02Okt 02Nov 02150,0100,050,00,0Mai Jun Jul00 00 00Aug00Sep00Okt00Nov00Dez00Jan01Feb Mrz Apr Mai Jun Jul01 01 01 01 01 01Aug01Sep01Okt01Nov01Dez01Jan02Feb Mrz Apr Mai02 02 02 02Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 142

Anlage 16Monatliche spezifischeHeizlastaus Messwertenin W/K5000,04500,04000,03500,03000,0W/K2500,02000,01500,01000,0500,0Anlage 17Monatliche spezifischeHeizlastaus Messwertenin W/K0,01200,01000,0Mai 00 Jun 00 Jul 00 Aug 00 Sep 00 Okt 00 Nov 00 Dez 00 Jan 01 Feb 01 Mrz 01800,0W/K600,0400,0200,0Anlage 18Monatliche spezifischeHeizlastaus Messwertenin W/KW/K0,03500300025002000150010005000Okt00Nov00Dez Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul00 01 01 01 01 01 01 01Aug Sep Okt01 01 01Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 143Nov01Dez Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul01 02 02 02 02 02 02 02Aug Sep02 02Aug 00Sep 00Okt 00Nov 00Dez 00Jan 01Feb 01Mrz 01Apr 01Mai 01Jun 01Jul 01Aug 01Sep 01Okt 01Nov 01Dez 01Jan 02Feb 02Mrz 02Apr 02Mai 02Jun 02Jul 02Aug 02Sep 02Okt 02Nov 02Dez 02

Anlage 24Monatliche spezifischeHeizlastaus Messwertenin W/K600,0500,0400,0W/K300,0200,0100,0Anlage 25Monatliche spezifischeHeizlastaus Messwertenin W/K0,0350030002500Sep 01 Okt 01 Nov 01 Dez 01 Jan 02 Feb 02 Mrz 02 Apr 02 Mai 02 Jun 02 Jul 022000W/K15001000500Anlage 27Monatliche spezifischeHeizlastaus Messwertenin W/KW/K010009008007006005004003002001000Okt99Nov99Dez99Jan00Feb00Mrz00Apr00Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 144Mai00Jun00Jul00Aug00Sep00Okt00Nov00Dez00Jan01Feb01Mrz01Apr01Mai01Jun01Jul 00Aug 00Sep 00Okt 00Nov 00Dez 00Jan 01Feb 01Mrz 01Apr 01Mai 01Jun 01Jul 01Aug 01Sep 01Okt 01Nov 01Dez 01Jan 02Feb 02Mrz 02Apr 02Mai 02Jun 02Jul 02Aug 02Sep 02

Anlage 29Monatliche spezifischeHeizlastaus Messwertenin W/K4500,04000,03500,03000,02500,0W/K2000,01500,01000,0500,0Anlage 33Monatliche spezifischeHeizlastaus Messwertenin W/K0,01400,01200,01000,0Apr 01 Mai 01 Jun 01 Jul 01 Aug 01 Sep 01 Okt 01 Nov 01 Dez 01 Jan 02 Feb 02 Mrz 02 Apr 02 Mai 02800,0W/K600,0400,0200,0Anlage 40Monatliche spezifischeHeizlastaus Messwertenin W/KW/K0,0800,0700,0600,0500,0400,0300,0200,0100,00,0Sep00Okt00Nov00Dez00Jan01Feb01Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 145Mrz01Apr01Mai01Jun01Jul01Aug01Sep01Okt01Nov01Dez01Jan02Feb02Mrz02Apr02Sep 00Okt 00Nov 00Dez 00Jan 01Feb 01Mrz 01Apr 01Mai 01Jun 01Jul 01Aug 01Sep 01Okt 01Nov 01Dez 01Jan 02Feb 02Mrz 02Apr 02Mai 02Jun 02Jul 02Aug 02Sep 02Okt 02Nov 02

Anlage 44Monatliche spezifischeHeizlastaus Messwertenin W/KAnlage 50Monatliche spezifischeHeizlastaus Messwertenin W/KW/KW/K3500,03000,02500,02000,01500,01000,0500,00,0900,0800,0700,0600,0500,0400,0Mai 00Jun 00Jul 00Aug 00Sep 00Okt 00Nov 00Dez 00Jan 01Feb 01Mrz 01Apr 01Mai 01Jun 01Jul 01Aug 01Sep 01Okt 01Nov 01Dez 01Jan 02Feb 02Mrz 02Apr 02Mai 02Jun 02Jul 02Aug 02Sep 02300,0200,0100,00,0Dez00Jan01Feb01Mrz01Apr01Mai01Jun01Jul01Aug01Sep01Okt01Nov01Dez01Jan02Feb02Mrz02Apr02Mai02Aug02Sep02Anlage 64Monatliche spezifischeHeizlastaus Messwertenin W/K200,0180,0160,0140,0120,0W/K100,080,060,040,020,00,0Okt 99 Nov 99 Dez 99 Jan 00 Feb 00 Mrz 00 Apr 00 Mai 00 Nov 00 Dez 00 Jan 01Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 146

10.11 Einzelbetrachtung der Anlagen mit solarerTrinkwarmwasserbereitungAnlage Nr.4:KesselfabrikatBuderusGB 112GebäudebaujahrQ B(Hu) Q H Q TW q H q TW q Verlust(Ho) η (Hu)kWh kWh kWh kWh/(m²a) kWh/(m²a)kWh/(m²a)1998 11867 6935 3297 58,3 27,7 24,6 0,862Der Kessel muss trotz Einsatz der Solaranlage noch 27,7 kWh/(m²a) zur Trinkwarmwasserbereitungbeitragen. Das ist mehr als der mittlere Bedarf für die Trinkwarmwasserbereitungaller Anlagen ohne Solartechnik. Wie der Jahresverlauf inAbbildung 50 zeigt, übernimmt der Kessel auch in den Sommermonaten einenerheblichen Anteil an der Trinkwarmwasserbereitung. Die Solaranlage erzieltpraktisch keinen Einspareffekt.450400350300250kWh200150100500Mrz 01 Apr 01 Mai 01 Jun 01 Jul 01 Aug 01 Sep 01 Okt 01 Nov 01 Dez 01 Jan 02 Feb 02 Mrz 02Abbildung 50: Wärmemenge des Kessels zur Trinkwarmwassererwärmung in Anlage 4Weiterhin fallen die extrem hohen Verluste des Wärmeerzeugers auf [q Verlust(Ho) =24,57 kWh/(m²a)]. Bei einer Besichtigung der Anlage konnten weder an der Anlagenhydrauliknoch an der Reglereinstellung des Wärmeerzeugers Gründe für dieseerhöhten Verluste gefunden werden. Bei der Warmwasserbereitung wurde auf denEinsatz einer Zirkulation verzichtet, was sich grundsätzlich positiv auf die Temperaturschichtungim WW-Speicher auswirkt und zu einem verbesserten Nutzen der Solarenergieführen müsste. Die Reglereinstellung am Wärmeerzeuger entsprach einerAuslegungsvorlauftemperatur von 75 °C, was sicherlich nicht das Optimum für einenBrennwertkessel darstellt, aber dennoch eine Brennwertnutzung möglich macht.Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 147

Anlage 18:KesselfabrikatBuderusGB 112Gebäudeba Q B(Hu) Q H Q TW q H q TW q Verlust(Ho) η (Hu)ujahr kWh kWh kWh kWh/(m²a) kWh/(m²a) kWh/(m²a)2000 17729 14595 1456 73,0 7,3 18,0 0,905Von dem Kessel müssen 7,3 kWh/(m²a) zur Trinkwarmwasserbereitung zur Verfügunggestellt werden. Gegenüber dem Mittelwert der Wärmemenge zur Warmwasserbereitungaller Brennwertanlagen [q TW = 19,8 kWh/(m²a)] ergibt sich daraus einesolare Deckungsrate von ca. 63 % und damit eine wirtschaftliche Auslegung der Solaranlage.Wie Abbildung 51 zeigt, wird in den Sommermonaten nur wenig Wärmevom Kessel zur Trinkwarmwasserbereitung beigesteuert.250kWh200150100500Okt 00Nov 00Dez 00Jan 01Feb 01Mrz 01Apr 01Mai 01Jun 01Jul 01Aug 01Sep 01Okt 01Nov 01Dez 01Jan 02Feb 02Mrz 02Apr 02Mai 02Jun 02Jul 02Aug 02Sep 02Okt 02Abbildung 51: Wärmemenge des Kessels zur Trinkwarmwassererwärmung in Anlage 18Der Erzeugerverlust liegt ca. 2 kWh/(m²a) über dem Mittelwert aller Anlagen. EinGrund hierfür kann neben der geringen Nutzwärmeanforderung im Sommer in derhydraulischen Einbindung des Kessels liegen. Der Kessel ist über eine hydraulischeWeiche an das Heiznetz angeschlossen; über diese Weiche kann es im Teillastbereichzu einer Überströmung vom Kesselvorlauf zum Kesselrücklauf kommen; diesführt zu einer Rücklauftemperaturanhebung und zur Minderung des Brennwertnutzens.Besonders bei geringer Kesselauslastung, wie sie bei der betrachteten Anlagegegeben ist (es ergeben sich 669 Vollbenutzungsstunden für den Kessel), ist mit einerständigen Überströmung zu rechnen.Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 148

Anlage 27:KesselfabrikatParadigmaModulaR 7-21Gebäudeba Q B(Hu) Q H Q TW q H q TW q Verlust(Ho) η (Hu)ujahr kWh kWh kWh kWh/(m²a) kWh/(m²a) kWh/(m²a)1977 9810 8498 1086 51,5 6,6 7,8 0,977Über den Kessel werden 6,6 kWh/(m²a) zur Trinkwarmwasserbereitung beigetragen,dass entspricht einer Deckungsrate (siehe Anlage 18) von ca. 67%. In Abbildung 52wird ersichtlich, dass die Trinkwarmwasserbereitung in den Sommermonaten fastvollständig von der Solaranlage geleistet wird.300250200kWh150100500Sep00Okt00Nov00Dez00Jan01Feb01Mrz01Apr01Mai01Jun01Jul01Aug01Sep01Okt01Nov01Dez01Jan02Feb02Mrz02Apr02Mai02Jun02Jul02Aug02Sep02Abbildung 52: Wärmemenge des Kessels zur Trinkwarmwasserbereitung in Anlage 27Auch der Kesselverlust liegt mit 7,8 kWh/(m²a) weit unter dem Durchschnittswert. DerWärmeverbrauch für Raumheizung ist für ein Gebäude mit Baujahr 1977 sehr niedrig.Die Anlage erreicht eine überdurchschnittliche Energieausnutzung.Anlage 37:KesselfabrikatViessmannEurolaGebäudeba Q B(Hu) Q H Q TW q H q TW q Verlust(Ho) η (Hu)ujahr kWh kWh kWh kWh/(m²a) kWh/(m²a) kWh/(m²a)1965 14675 14315 833 114,5 6,7 9,0 1,032Der Nutzungsgrad mit 103% erreicht sehr hohe Werte. Der Anteil des Trinkwarmwasserbedarfsan der vom Kessel bereitgestellten Wärmemenge ist sehr gering.Dieses ist jedoch nicht allein auf die Solaranlage, sondern auf einen insgesamt niedrigenTrinkwarmwasserverbrauch zurückzuführen, da das Haus nur von 2 Personenbewohnt wird.Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 149

160140120100kWh806040200Okt 01 Nov 01 Dez 01 Jan 02 Feb 02 Mrz 02 Apr 02 Mai 02 Jun 02 Jul 02 Aug 02 Sep 02Abbildung 53: Wärmemenge des Kessels zur Trinkwarmwasserbereitung in Anlage 37Anlage 47:Weiterhin ist zu bemerken, dass die Anlage über eine Fußbodenheizung verfügt undmit niedrigen Systemtemperaturen betrieben wird. Der relativ hohe Wärmeverbrauchfür die Raumheizung q H , ist auf den schlechten Dämmstandard des Gebäudes zurückzuführen.KesselfabrikatParadigmaModulaR 7-21GebäudebaujahrQ B(Hu) Q H Q TW q H q TW q Verlust(Ho) η (Hu)kWh kWh kWh kWh/(m²a) kWh/(m²a) kWh/(m²a)1980 15881 14765 673 123,0 5,6 18,1 0,972250200150kWh100500Feb 02 Mrz 02 Apr 02 Mai 02 Jun 02 Jul 02 Aug 02 Sep 02 Okt 02 Nov 02 Dez 02 Jan 03Abbildung 54: Wärmemenge des Kessels zur Trinkwarmwasserbereitung in Anlage 47Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 150

Bei dem betrachteten Kessel handelt es sich um das gleiche Modell wie bei Anlage27. Auffällig sind die vergleichsweise hohen Erzeugerverluste. Der geringeVerbrauch für die Trinkwarmwasserbereitung im Februar und März 2002 lässt sichnur über das Nutzerverhalten erklären (evtl. weniger Personen anwesend). Der geringeWW-Verbrauch im Sommer lässt auf eine einwandfreie Funktion der Solaranlageschließen.Anlage 49:KesselfabrikatJunkersCerapur ZSBR 7-25GebäudebaujahrQ B(Hu) Q H Q TW q H q TW q Verlust(Ho) η (Hu)kWh kWh kWh kWh/(m²a) kWh/(m²a) kWh/(m²a)1998 19306 17297 496 77,9 2,2 16,3 0,922Obwohl der Nutzungsgrad der Anlage unter dem durchschnittlichen Nutzungsgradaller Anlagen liegt, entsprechen die spezifischen Kesselverluste dem Durchschnittswert.Der Aufwand für die Trinkwarmwasserbereitung ist über das gesamte Jahr extremgering, was nicht nur auf den Betrieb der Solaranlage zurückgeführt werdenkann, sondern auf ein sehr sparsames Nutzerverhalten schließen lässt.90807060kWh50403020100Okt 01 Nov 01 Dez 01 Jan 02 Feb 02 Mrz 02 Apr 02 Mai 02 Jun 02 Jul 02 Aug 02 Sep 02Abbildung 55: Wärmemenge des Kessels zur Trinkwarmwasserbereitung in Anlage 49Anlage 51:KesselfabrikatBenrad HR5003GebäudebaujahrQ B(Hu) Q H + Q TW q H + q TW q Verlust(Ho) η (Hu)kWh kWh kWh/(m²a) kWh/(m²a)1960 17101 16166 148,3 25,6 0,945Bei dieser Anlage werden der Wärmeverbrauch für Trinkwarmwasser und der fürRaumheizung gemeinsam erfasst. Es kann daher keine Aussage über den Wärmeverbrauchfür Trinkwarmwasser und damit über den Nutzen der Solaranlage gemachtwerden. Auffällig ist der hohe Verlust des Wärmeerzeugers.Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 151

Anlage 53:KesselfabrikatParadigmaGB 120Gebäudeba Q B(Hu) Q H Q TW q H q TW q Verlust(Ho) η (Hu)ujahr kWh kWh kWh kWh/(m²a) kWh/(m²a) kWh/(m²a)1993 21573 18746 692 99,8 3,7 23,8 0,901Bei dieser Anlage fällt auf, dass die Kesselverluste mit 23,8 kWh/(m²a) sehr hochsind. Die Ursache hierfür ist wahrscheinlich in der hydraulischen Einbindung desWärmeerzeugers zu suchen. Um die Schalthäufigkeit des Wärmeerzeugers zu minimieren,speist der Kessel seine abgegebene Wärme nicht direkt, sondern über einenPufferspeicher ins Heiznetz ein. Die Wärmemengenmessung des Wärmeerzeugerserfolgt erst hinter dem Pufferspeicher, so dass die Speicherverluste zu Lasten desKesselnutzungsgrades gehen.KesselPuffer-SpeicherWMZWMZWW-SpeicherAbbildung 56: Schaltschema Anlage 53 (ohne Darstellung der Solaranlage)Die hohen Kesselverluste sind also zum größten Teil auf den Pufferspeicher zurückzuführen.Der Zählereinbauort wurde jedoch bewusst hinter dem Pufferspeicher gesetzt,da der Speicher ausschließlich für den Betrieb des Kessels erforderlich ist unddie Verluste diesem zugeschrieben werden müssen. Als Alternative zu einem Speicherzur Verminderung der Schalthäufigkeit könnte beispielsweise ein Kessel mitausreichend großem Wasserinhalt gewählt werden. Der geringe Wärmeverbrauch fürdie Trinkwarmwasserbereitung lässt auf einen effizienten Betrieb der Solaranlageschließen.Anlage 63:KesselfabrikatVaillant E-coTecGebäudeba Q B(Hu) Q H Q TW q H q TW q Verlust(Ho) η (Hu)ujahr kWh kWh kWh kWh/(m²a) kWh/(m²a) kWh/(m²a)1998 16385 11875 3881 79,2 25,9 16,1 0,962Bei dieser Anlage fällt auf, dass die vom Kessel für Trinkwarmwasserbereitung aufgebrachteWärmemenge extrem hoch ist und in etwa dem Bedarf für ein Einfamilienhausohne Solaranlage entspricht. Es kann davon ausgegangen werden, dass dieSolaranlage nicht einwandfrei arbeitet. Bestätigt wird diese Vermutung durch dieAussagen in Abbildung 57. Der vom Kessel zu deckende Bedarf an der Trinkwarmwasserbereitungist auch im Sommer sehr hoch. Die Solaranlage erreicht nur einesehr geringe Deckungsrate.Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 152

500450400350300kWh250200150100500Okt 01 Nov 01 Dez 01 Jan 02 Feb 02 Mrz 02 Apr 02 Mai 02 Jun 02 Jul 02 Aug 02 Sep 02Abbildung 57: Wärmemenge des Kessels zur Trinkwarmwasserbereitung in Anlage 63Der Nutzungsgrad des Wärmerzeugers sowie die spezifischen Kesselverlusteentsprechen dem Durchschnitt aller BrennwertanlagenAnlage 65:KesselfabrikatEWFE MicromatMZ11-25 CGebäudeba Q B(Hu) Q H + Q TW q H + q TW q Verlust(Ho) η (Hu)ujahr kWh kWh kWh/(m²a) kWh/(m²a)1955 6911 6186 61,9 14,8 0,895Der Nutzungsgrad der Anlage liegt unter dem Durchschnitt. Weiterhin ist die abgegebeneNutzenergiemenge sehr gering. Der Grund hierfür liegt im Betrieb eines Kaminofens.Bedingt durch den hohen Anteil der Bereitschaftsverluste im Verhältnis zurNutzwärmemenge ergibt sich der geringe Kesselnutzungsgrad.Anlage 66:KesselfabrikatBuderusGB 112 WGebäudeba Q B(Hu) Q H + Q TW q H + q TW q Verlust(Ho) η (Hu)ujahr kWh kWh kWh/(m²a) kWh/(m²a)1997 8767 9176 71,7 4,3 1,047Der Nutzungsgrad dieser Anlage liegt weit über dem Durchschnitt und erreicht fastdie Vorgaben für den Normnutzungsgrad. Auch der spezifische Kesselverlust ist sehrgering.Abschlussbericht "Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlagen mit Gasbrennwertkesseln" 153