Ausgabe 5/2000, Seite 10


Nachgefragt


Was ist eigentlich der Unterschied...

zwischen dem Wirkungsgrad, dem Jahresnutzungsgrad und dem Normnutzungsgrad?

Überall dort, wo ein und dasselbe technische Problem mit unterschiedlichen Apparaten bewältigt werden kann, wünscht man sich, die Effektivität der technischen Geräte miteinander vergleichen zu können. Wenn es um Energieumwandlung bei Heizkesseln geht, sind der feuerungstechnische Wirkungsgrad und der Nutzungsgrad zwei hilfreiche Bewertungsgrößen. So lassen sich die vielen Heizkessel gut miteinander vergleichen - allerdings, und hier kommt die Einschränkung, muss man sich vorher darauf verständigen, von welchem der beiden Wirkungsgrade die Rede ist, sonst kann es zu Verwirrungen kommen.

Der Kesselwirkungsgrad ist eine Momentaufnahme, die nur im tatsächlichen Betrieb des Brenners möglich ist. Dabei wird festgestellt, wie viel der eigentlich im Brennstoff Gas oder Öl enthaltenen Energie (Feuerungsleistung) tatsächlich an den Heizkreislauf abgegeben wird. Der Wirkungsgrad h ist somit das Verhältnis aus Kesselleistung und Feuerungsleistung (in kW). Man dividiert (teilt) die eine Leistung durch die andere.

Beispiel: Die Nennleistung eines Kessels sei 18,3 kW, die Feuerungsleistung 19,3 kW. 18,3 : 19,3 = 0,95. Damit ist der Wirkungsgrad h = 0,95 oder 95%.

Die Differenz (der Unterschied) aus dem Wert im Nenner und dem Wert im Zähler () sind die Verluste durch die unvollständige Verbrennung, die Abgasverluste und die Wärmeverluste über die Kesseloberfläche. Beispiel: 19,3 kW - 18,3 kW = 1 kW. Das Heizsystem wird also mit weniger Energie beliefert als eigentlich im Gas oder Öl steckt. In unserem Beispiel ist das 1 kW. Der Wirkungsgrad ist immer kleiner als 1; z.B. h = 0,96 = 96%, die Verluste sind 4%.

Hinweis: Der feuerungstechnische Wirkungsgrad beschreibt die Verluste, die über den Schornstein verloren gehen. Man spricht von Abgasverlusten.

Über ein Jahr gesehen wechseln sich die Kesselphasen mit und ohne Brennerbetrieb ab. Für den Zeitraum ohne Brennerbetrieb kann kein Feuerungswirkungsgrad bestimmt werden, denn ohne Brennstoffeinsatz gibt es keinen Wirkungsgrad. Die Charakterisierung eines Heizkessels über einen bestimmten Einsatzzeitraum erfolgt daher über den sog. Nutzungsgrad. Üblich ist die Definition des Nutzungsgrades über ein Jahr. Damit erhält man den Jahresnutzungsgrad. Wenn beim Kesselwirkungsgrad Leistungen gegenüber gestellt werden, so sind dies beim Jahresnutzungsgrad Wärmemengen. Wärmemengen werden in kWh angegeben:

Mit dem Jahresnutzungsgrad lässt sich die Wirtschaftlichkeit einer tatsächlich installierten Wärmeversorgungsanlage beurteilen. Man vergleicht, wie viel Energie in Form des Brennstoffs Öl oder Gas in einem Jahr der Anlage zugeführt wurde und wie viel Energie davon das Heizsystem bekommen hat. Beispiel: Durch Messungen hat man festgestellt, dass ein Kessel in einem Jahr 4500 Liter Öl verbrannt hat, was einer Wärmemenge von rund 45.000 kWh entspricht. Das Heizsystem hat aber nur 37.500 kWh erhalten. 37.500 kWh : 45.000 kWh = 0,83. Damit liegt der Jahresnutzungsgrad bei 83%.

Diese Berechnung eignet sich besonders gut für Kessel, die keinen modulierenden Brenner haben.

Um der zunehmenden Zahl solcher Kessel (modulierende Brenner) gerecht zu werden, wurde der Normnutzungsgrad eingeführt. Um den Normnutzungsgrad zu bestimmen, muss der Kessel auf einen Prüfstand. Durch Einstellungen am Wärmeverbrauchssystem wird in dem Test erreicht, dass der Kessel in fünf Teillastbereichen fährt (12,8%, 30,3%, 38,8%, 47,6% und 62,6%). Die ermittelten fünf Teillastnutzungsgrade werden nach der Testreihe zum Normnutzungsgrad umgerechnet. Es gibt einen großen Unterschied zwischen dem Jahresnutzungsgrad und dem Normnutzungsgrad. Der Jahresnutzungsgrad kann nur bei einer bestehenden Anlage ermittelt werden, der Normnutzungsgrad nur auf einem Prüfstand. Deshalb ist der Normnutzungsgrad nur für den Kesselvergleich sinnvoll, nicht aber für Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen an realen Anlagen.


© Alle Rechte beim Verlag


Zurück