Oberflächenverluste

Entstehung und Reduzierung von Oberflächenverlusten bei Heizkesseln

Inhalt des Wiki-Artikels

• Wodurch entstehen Oberflächenverluste?
• Was beeinflusst Oberflächenverluste?
• Oberflächenverluste prüfen lassen
• Wie lassen sich Oberflächenverluste senken?
• Bewertung der Oberflächenverluste beim Heizungs-Check

Heizkessel geben über ihre Oberfläche Wärme an die Umgebung ab. Diese Wärme steht nicht mehr als Heizwärme zur Verfügung und wird deshalb Oberflächenverlust genannt. Oberflächenverluste lassen sich in zwei Kategorien unterteilen:

• Strahlungsverluste
• Bereitschaftsverluste

Bereitschaftsverluste entstehen während des Stillstands des Brenners, zum Beispiel wenn dieser nur für die Trinkwassererwärmung genutzt wird.

Wodurch entstehen Oberflächenverluste?

Oberflächenverluste ergeben sich aus verschiedenen Gründen, wie durch Wärmestrahlung und Wärmekonvektion. Darüber hinaus wirkt sich die Wärmeleitung höher temperierter Oberflächen auf die Verluste aus. Je geringer die Oberflächenverluste sind, umso besser sind Wirkungsgrad und Nutzungsgrad des Kessels und desto wirtschaftlicher arbeitet er. Ermittelt werden die Oberflächenverluste mit einem normierten Verfahren. Dabei tastet ein Oberflächentemperaturfühler die in Einzelteile zerlegte Kesseloberfläche ab. Aus den für die Teilflächen gemessenen Werten wird der gesamte Oberflächenverlust berechnet.

Was beeinflusst Oberflächenverluste?

Wie groß der Oberflächenverlust eines Heizkessels ausfällt, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Baugröße und Bauform des Kessels wirken sich auf den Oberflächenverlust auf. Weitere Faktoren, die die Höhe des Oberflächenverlusts beeinflussen, sind:

• Temperaturspreizung (Vor-/ Rücklauftemperatur)
• Kesselwassertemperatur
• Isolierung des Wärmeerzeugers
• Passende Dimensionierung bezüglich der Leistung
• Temperatur des Aufstellraums
• Betriebsweise des Brenners (modulierend/ nicht modulierend)

Wie Oberflächenverluste insgesamt zu bewerten sind, ist standortabhängig. Ist der Heizkessel im ungeheizten Keller installiert, geht die abstrahlende Wärme verloren. Befindet sich der Wärmeerzeuger aber im gedämmten Wohnbereich, etwa in einer Dachheizzentrale, wird die Wärmeabstrahlung bei einer energetischen Beurteilung nach der Energieeinsparverordnung (EnEV) sogar positiv bewertet. Moderne Wärmeerzeuger wie zum Beispiel Brennwertkessel und Gasthermen weisen sehr viel geringere Oberflächenverluste als alte Heizkessel auf.

Oberflächenverluste prüfen lassen

Heizungsanlagen sollten regelmäßig überprüft und gewartet werden, damit sie optimal arbeiten. Sinnvoll ist eine Überprüfung durch eine Fachkraft vor Beginn der Heizperiode, damit die Anlage effizient Wärme erzeugt, wenn es kalt wird. Bei einem Check der Heizung nach einem genormten Verfahren wird Folgendes kontrolliert:

• Abgas-, Ventilations- und Oberflächenverluste
• Effizienz von Wärmeerzeugung, -verteilung und -übergabe

Als Abgasverlust wird der Teil der Wärmeenergie bezeichnet, der ungenutzt über den Schornstein entweicht. Ventilationsverluste entstehen nach der Abschaltung des Brenners. Aufgrund des thermischen Auftriebs zieht die Abgasanlage auch dann noch Luft, so dass die Feuerstätte auskühlt.

Bei alten Heizungsanlagen kann sich ein Austausch lohnen. In der Regel arbeiten Heizungen schon nach 15 Jahren nicht mehr effizient und klimafreundlich. Ältere Anlagen weisen häufig Energieverluste von mehr als 35 Prozent auf. Gängige Mängel sind:

• Hohe Oberflächenverluste aufgrund hoher Kesseltemperatur und geringer Kesselkörperwärmedämmung
• Hohe Abgasverluste
• Zu geringe Laufzeit des Brenners und zu viele Ein- und Ausschaltvorgänge
• Veraltete oder nicht vorhandene Regeleinrichtung
• Nicht oder unzureichend gedämmtes Rohrleitungssystem

Sowohl Energieberatungen als auch der Einbau einer neuen Heizungsanlage sowie Einzelmaßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz werden staatlich gefördert. Anträge zur Förderung der Heizungsoptimierung können beim Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) gestellt werden. Dies kann zum Beispiel Fördergegenstand sein:

• Hydraulischer Abgleich der Heizungsanlage und Einstellung der Heizkurve
• Austausch von Heizungspumpen sowie Maßnahmen bezüglich der Pumpenleistung, Vor- oder Rücklauftemperatur
• Dämmung von Rohrleitungen
• Einbau von Flächenheizungen, Niedertemperaturheizkörpern oder Wärmespeichern
• Mess-, Steuer- und Regelungstechnik
• Optimierung einer Wärmepumpe

Wie lassen sich Oberflächenverluste senken?

Oberflächenverluste lassen sich durch geeignete Maßnahmen reduzieren. Eine komplette Dämmung des Kessels sowie der anhängenden Verrohrung kann Oberflächenverluste verringern. Eine weitere Möglichkeit, Oberflächenverlusten entgegenzuwirken, ist die Absenkung des Kesseldrucks beziehungsweise der Vorlauftemperatur. Bei Heizkesseln, die der Erwärmung von Brauch- beziehungsweise Trinkwasser dienen, liegt das Einsparpotenzial durch diese Maßnahmen bei 0,3 bis 1 Prozent.

Als Energieeinsparungsmaßnahme wird bei alten Heizungen oft empfohlen, einen neuen Brenner einzubauen. Auf diese Weise können zwar die Abgasverlust-Grenzwerte nach der „Ersten Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes“ (BImSchV) erreicht werden, auf die Auskühl- und Oberflächenverluste hat diese Maßnahme jedoch keinen Einfluss. Der Nutzungsgrad einer Heizungsanlage verbessert sich nur geringfügig, wenn allein der Brenner ausgetauscht wird, so dass sich die Energieeinsparung in Grenzen hält.

Bewertung der Oberflächenverluste beim Heizungs-Check

Beim Heizungs-Check wird nach einem Punktesystem bewertet. Für jede Kategorie gibt es eine bestimmte Punktzahl. Werden Mängel nach festgelegten Kriterien gefunden, gibt es Punkte für Verbesserungspotenzial. Optimal sind also null Punkte. In der Kategorie Oberflächenverluste können bis zu acht Punkte vergeben werden. Beispielsweise werden bei einem Oberflächenverlust von 2,2 Prozent bei einem Niedertemperaturkessel mit einer Nennwärmeleistung von 24 Kilowatt und einem untergestellten Warmwasserspeicher drei Punkte vergeben.

Für die Ermittlung der Oberflächenverluste werden spezielle Messgeräte verwendet, die mit einem entsprechenden Berechnungsalgorithmus arbeiten. Werden beim Heizungs-Check in der Kategorie Oberflächenverluste zwei oder mehr Punkte vergeben, muss die Kesseldämmung überprüft werden. Falls die Temperatur im Aufstellraum des Heizkessels sehr niedrig sein sollte, ist eine Kontrolle erforderlich, ob die Öffnungen ins Freie größer sind, als die Mindestanforderungen verlangen. Insgesamt sind 100 Maluspunkte beim Heizungs-Check möglich. Die einzelnen Kategorien sind zu drei Gruppen zusammengefasst:

• Wärmeerzeugung (max. 48 Punkte)
• Wärmeverteilung (max. 37 Punkte)
• Wärmeübergabe (max. 15 Punkte)

Erhält eine Heizungsanlage beim Check im Bereich Wärmeerzeugung mehr als 15 Punkte, wird ihr Weiterbetrieb aus energetischen Gründen nicht empfohlen: Die Heizung sollte ausgetauscht werden. Im Rahmen einer Modernisierung kommen verschiedene Heizungsarten in Betracht. Oft ist die Einbindung erneuerbarer Energien möglich. Ist das nicht der Fall, so dass weiterhin fossile Energieträger wie Heizöl oder Gas eingesetzt werden müssen, sollte ein Brennwertkessel installiert werden.