HEIZUNG/LÜFTUNG/ELEKTRIZITÄT Energietechnik im Gebäude     BAU & ENERGIE

2.8 Systemvergleich

Ausgewählte Firmen der Wärmeerzeugung

2.1 Bemessungsfragen
2.2 Öl- und Gasfeuerung
2.3 Holzfeuerung
2.4 Wärmepumpen
2.5 Aktive Solarsysteme
2.6 Wärme-Kraft-Kopplung
2.7 Heizzentrale
2.8 Systemvergleich

In den vorstehenden Kapiteln werden die verschiedenen Wärmeerzeugungssysteme dargestellt und technische Kenngrössen ermittelt. Damit ist noch nichts gesagt darüber, wie diese Systeme im Vergleich zu sehen sind.

2.8.1 Energetischer Vergleich

2.8.1 Energetischer Vergleich – 2.8.2 Andere Randbedingungen – 2.8.3 Entwicklungsstand

Die Wärmeerzeugungssysteme unterscheiden sich

hinsichtlich:

  • Erreichbarkeit hoher Temperaturen,
  • Eignung für monovalenten Betrieb,
  • Eignung für kleine oder grosse Leistung,
  • Abhängigkeit der Leistung von der Witterung,
  • Abhängigkeit der Leistung von den Heizkreistemperaturen,
  • Ausnutzung der Endenergie.

Dennoch kommen für eine bestimmte Aufgabenstellung oft mehrere Wärmeerzeugungssysteme in Betracht. Für die Endenergieausnutzung ist der Jahresnutzungsgrad bzw. die Jahresarbeitszahl massgebend. Diese im Folgenden als Jahresnutzungsgrad bezeichneten Kennzahlen sind eines der Kriterien für die Systemwahl. Um den Endenergieverbrauch abschätzen zu können, sind Anhaltswerte einfacher Fälle nützlich.

Es können nur Techniken einander gegenübergestellt werden, welche tatsächlich die gleiche Aufgabe lösen. Die Randbedingungen von Bild 2.57 sind deshalb für alle Systeme:

  • zweckmässig geplante und ausgeführte Anlagen,
  • monovalenter Betrieb,
  • ein Drittel der gesamten Nutzwärme (H+WW) wird für die Wassererwärmung bis 60 °C verwendet,
  • Vorlauftemperatur 40 °C bei Mittelland-Auslegungsbedingungen.
Richtwerte Jahresnutzungsgrade und Einsatzbereiche moderner Wärmeerzeugungssysteme abhängig vom Heizleistungsbedarf (Nutzungsgrad bei Brennstoffen bezüglich Brennwert)
Bild 2.57 Richtwerte Jahresnutzungsgrade und Einsatzbereiche moderner Wärmeerzeugungssysteme abhängig vom Heizleistungsbedarf (Nutzungsgrad bei Brennstoffen bezüglich Brennwert)

2.8.2 Andere Randbedingungen

2.8.1 Energetischer Vergleich – 2.8.2 Andere Randbedingungen – 2.8.3 Entwicklungsstand

Aufgrund solcher Anhaltswerte können auch Nutzungsgrade geschätzt werden, die nicht den obigen Randbedingungen entsprechen.

Bei einer bivalenten Anlage wird das Subsystem mit grosser Auslastung mit besserem, dasjenige mit kleiner Auslastung mit schlechterem Jahresnutzungsgrad arbeiten.

Bei den nicht kondensierenden Kesseln ist der Jahresnutzungsgrad kaum abhängig von den Temperaturen des Wärmeverteilsystems. Bei kondensierenden Kesseln ist die Abhängigkeit stärker und bei Wärmepumpen am stärksten. Bei diesen Wärmeerzeugern sind deshalb besonders tiefe Rücklauftemperaturen anzustreben.

2.8.3 Entwicklungsstand

2.8.1 Energetischer Vergleich – 2.8.2 Andere Randbedingungen – 2.8.3 Entwicklungsstand

Die dargestellten Wärmeerzeugungssysteme weisen nicht den gleichen Entwicklungsstand auf. Die Nutzungsgrade der Kondensationskessel sind im Rahmen ihres Funktionsprinzips dem theoretisch Möglichen am nächsten. Holz ist viel schwieriger emissionsarm und möglichst vollständig in Wärme umzuwandeln als Öl oder gar Gas. Es sind jedoch beachtliche Fortschritte zu verzeichnen.

Wärmepumpen sind technisch anspruchsvoller als fossile Wärmeerzeuger. Zum Heizen haben monovalente Wärmepumpen mit konstanter Drehzahl den Nachteil, dass ihre Leistung mit abnehmender Aussentemperatur sinkt. Eine Modulation (stetige Anpassung an den Leistungsbedarf) wäre deshalb noch wichtiger als bei Kondensationskesseln. Die Wassererwärmung mit Wär­mepumpen wird erschwert durch den oft tiefen Maximalwert der Vorlauftemperatur. Für eine volldeckende Wassererwärmung im Wohnungsbau ist eine Heizwasser-Vorlauftemperatur von 65 bis 70 °C erforderlich. Wird der Umwandlungsgrad von Primärenergie in Endenergie in Betracht gezogen, relativiert sich der Nutzungsgrad-Vorsprung der Elektro-Wärmepumpen.