ISOTEG-Teilprojekt 1

Zuletzt aktualisiert am 05.02.2017

Abstract

Zur Sensibilisierung der Öffentlichkeit in Hinblick auf Klimabedrohung und Ressourcenverknappung (durch übermäßigen Energieverbrauch im Gebäudebestand) wird die Bedeutung der energetischen Sanierung des Gebäudebestandes im Rahmen des Projektes ISOTEG (Innovative Systeme und Optimierte Techniken zur Energetischen Gebäudesanierung) herausgestellt. Es werden sowohl Handlungsmaßnahmen erarbeitet und deren Kernthesen einer möglichst breiten Öffentlichkeit nahegebracht.

Allgemeiner Kontext und Zielsetzung

In zahlreichen Gebäuden befinden sich veraltete Wärmeerzeuger, die nach einer Gebäudesanierung vielfach überdimensioniert sind. Aufgabe dieses Teilprojektes ist es, den Energieverbrauch und die Emissionen von Wärmeerzeugern (zur Raumwärmebedarfsdeckung und Warmwasserbereitung bis 70 kW) für einen praxisnahen Betrieb zu ermitteln. Hierzu soll der Wärmeerzeuger an einem Prüfstand nach typischen Lastgängen für die Winter-, Übergangs- und Sommerzeit betrieben werden und Jahreswerte für Nutzungsgrade und Emissionen ermittelt werden. Lastbedarfsprofile werden durch Vor-Ort-Messungen an konkreten Gebäuden sowie ergänzenden Simulationsrechnungen ermittelt. Die Wahl der Wärmeerzeuger und der zugehörigen Prüfzyklen wurde so getroffen, dass auf die Anlagenbestände übertragbare Aussagen gewonnen werden. Durch Variation einiger Betriebsparameter, wie z.B. Warmwasserspeichergröße, sollen außerdem Hinweise für einen rationelleren Anlagenbetrieb erarbeitet werden. Das Ziel des Teilprojekt "Energieverbrauch und Emissionen zentraler Wärmeerzeuger" ist somit, das Betriebsverhalten von alten und neuen Wärmeerzeugern im praxisnahen Betrieb untersuchen und daraus Hinweise und Richtlinien für eine effektive Sanierung von Gebäuden und Wärmeerzeugern abzuleiten.

Projektstruktur

In Feldmessungen an 6 Gebäuden wurden zunächst alle wichtigen Einflussgrößen bei der Bereitstellung von Raumwärme und Warmwasser erfasst, so dass eine detaillierte energetische Bilanzierung mit Bildung von Nutzungsgraden möglich war. Diese Messungen dienen auch - neben Ergebnissen aus Simulationen - als Entscheidungsgrundlage zum Entwurf von praxisnahen, dynamischen Lastgängen. An einem Prüfstand (siehe Abbildung 1) werden alte und neue Heizkessel mit diesen Lastgängen betrieben, um vergleichbare und reproduzierbare Aussagen zu Betriebsverhalten, Energieverbrauch und Emissionen der Anlagen zu erhalten. Ergänzend werden Messungen an Wärmepumpen betrachtet.

Abbildung 1:Prüfstand zur praxisnahen Ermittlung des dynamischen Verhaltens von Wärmeerzeugern am Lehrstuhl für Energiewirtschaft und Anwendungstechnik

Prüfstand und Feldmessungen

Zur Ermittlung der Nutzungsgrade werden am Prüfstand (siehe Abbildung 1) sowohl der Brennstoffeinsatz als auch die an den Heizkreis abgegebene Wärmemenge bilanziert. Heizwassertemperaturen werden durch PT100-Mantelthermometer und Volumenströme durch magnetisch-induktive Aufnehmer erfasst. Auch die Ermittlung der Emissionen erfolgt durch genaueste physikalische Messverfahren.

Die zum Betrieb des Prüfstandes erforderlichen Eingangsdaten werden größtenteils aus Vor-Ort-Messungen gewonnen. Bereits im Winter 99/00 wurden an zwei Mehrfamilienhäusern und fünf Einfamilienhäusern wichtige Kenngrößen der Gebäudeheizung und Warmwasserbereitung aufgezeichnet. Hierbei wurden die Temperaturen und Volumenströme in den unterschiedlichen Wasserkreisen sowie die Leistungsaufnahme des Heizkessels und aller Pumpen erfasst.

Detaillierte Ergebnisse können dem Abschlußbericht entnommen werden.

Dieser kann für 70 € online bestellt werden.

Wärmeerzeuger für die Raumheizung und Warmwasserbereitung
(ISOTEG-Teilprojekt)

ISBN 3-933283-29-9

Ausblick

Mit Hilfe des Prüfstandes können verschiedenste Gebäude heizungs- und warmwasserseitig realitätsgetreu abgebildet werden. Zudem kann gezielt der Einfluss des Nutzers (z.B. durch veränderte Sollvorgaben der Temperatur und der Heizzeit, durch verschiedene WW-Zapfprofile), der Kesselregelung und des WW-Speichertyps durch Variation der Lastgänge untersucht werden. Daraus können belastbare Jahresnutzungsgrade und Emissionen bestimmt werden.