Hier habe ich Messwerte unserer Heizungsanlage dokumentiert. Hierzu wurden einmal pro Woche zur gleichen Zeit die Betriebsstunden und die Brenner-Starts notiert.

Bevor ich die Ergebnisse vorstelle, möchte ich kurz eine Übersicht über das beheizte Objekt geben:

  • Einfamilienhaus, "Winkelform", Baujahr 1980, z. Zt. bewohnt von 4-6 Personen
  • beheizte Grundfläche: ca. 180 m 2 auf 2 Etagen (davon 109 m 2 mit Fussbodenheizung)
  • Wandquerschnitt (von innen nach aussen): 24 cm Bims, 3 cm Styropor, 0,5 cm Teerpappe, 3 - 4 cm Luft, 12,5 cm Klinker
  • Dachisolierung: 10 - 20 cm Alu-kaschierte Steinwollmatten
  • Fenster: Alu-Fenster mit Doppelverglasung

Hier die Übersicht über die folgenden Themen:


2001/2002 - Messdaten mit dem MAN Raketenbrenner REC 1H 25 kW

Ölverbrauch:

Im folgenden habe ich die Messdaten von Juli 2001 bis Juli 2002 grafisch aufgetragen:

Ölverbrauch

Aufgetragen ist der wöchentliche Ölverbrauch (blaue Linie). Die rote Linie repräsentiert den durchschnittlichen Wochenverbrauch im ganzen Jahr, nämlich 48,5 Liter. Der Messzeitraum begann am 3. Juli 2001 und endete am 2. Juli 2002.

Der niedrigste Wert mit 8,5 Litern wurde in der vierten Woche (Ende Juli 2001) erreicht, der höchste mit 115 Litern in der 27. Woche (Anfang Januar 2002). In den vier Monaten von Anfang November 2001 bis Ende Februar 2002 wurden in etwa 53% des Heizöls verbraucht.

Der Gesamtjahresverbrauch liegt damit bei etwa 2520 Litern. Gegenüber dem Durchschnittswert der letzten 20 Jahre (3750 l) ist das eine Ersparnis von ca. 33 %.


Starthäufigkeit:

Im folgenden habe ich, wie beim Verbrauch, die Messdaten von Juli 2001 bis Juli 2002 grafisch aufgetragen:

Brennerstarts

Aufgetragen ist hier die Anzahl der Brennerstarts in 24h. Die teilweise starken Schwankungen erklären sich dadurch, dass dieser Wert nur einmal pro Woche stellvertretend für diese Woche aufgezeichnet wurde. Gerade in den Übergangszeiten kann es jedoch vorkommen, dass der Tag der Notierung für die Woche nicht repräsentiv ist.

Nimmt man jedoch an, dass sich die Fehler der einmal pro Woche gemessenen Werte in einem Zeitraum von 52 Wochen in etwa kompensieren, dann errechnet man eine Gesamtjahresstartanzahl von etwa 5850.


Vergleich: Alt gegen Neu

System (1982-2001):

Vaillant GP 120-140 (1980)
Nennwärme: 39,6 kW
Brenner: ca. 25 kW
1981 - 1989: GFÖ Silent 1
1989 - 2001: Oertli OEP 10 V
Heizkreistemperatur: ca. 80C
Abgastemperatur: ca. 160C
CO2 - Gehalt: ca. 12%
Abgasverlust: ca. 7%

System (2001-2002):

Götz PC 25 (2001)
Nennwärme: 18-28 kW
Brenner: ca. 25 kW
MAN Raketenbrenner RE 1H
Baujahr: 2001
Heizkreistemperatur: ca. 65/55C
Abgastemperatur: ca. 45C
CO2 - Gehalt: ca. 14%
Abgasverlust: < 1%

System (ab 2002):

Götz PC 25 (2001)
Nennwärme: 18-28 kW
Brenner: ca. 8/14 kW
Scheer Blautherm Duo

Baujahr: 2003
Heizkreistemperatur: ca. 60/55C
Abgastemperatur: ca. 45C
CO2 - Gehalt: ca. 14%
Abgasverlust: < 1%

Vergleich: Alt gegen Neu

Hier der Vergleich zwischen dem Durchschnittswert der letzten 20 Jahre (rot), dem Einjahresverbrauch des PC25 im Jahr 2001/2002 (blau) und dem Einjahresverbrauch des PC25 mit zweistufigem Scheer-Brenner im Jahr 2002/2003 (grün). Der Minderverbrauch mit dem PC25 + Scheer beträgt ca. 1400 Liter, das entspricht einer Ersparnis von knapp 38%.
Hierbei ist zudem zu beachten, dass sich die Verbrauchsgewohnheiten in den letzten 20 Jahren verändert haben; zugunsten der alten Anlage (früher wurde z.B. deutlich weniger Warmwasser verbraucht).


2002/2003 - Messdaten mit dem Scheer Blautherm Duo 8/14 kW

Ölverbrauch:

Im folgenden habe ich die Messdaten von September 2002 bis September 2003 grafisch aufgetragen:

Ölverbrauch

Aufgetragen ist der wöchentliche Ölverbrauch (blaue Linie). Die rote Linie repräsentiert den durchschnittlichen Wochenverbrauch im ganzen Jahr, nämlich 47,4 Liter. Der Messzeitraum begann am 15. September 2002 und endete am 14. September 2003.

Der niedrigste Wert mit 8,5 Litern wurde in der 45. Woche (Ende Juli 2003) erreicht, der höchste mit 118 Litern in der 17. Woche (Mitte Januar 2003). In den vier Monaten von Anfang November 2002 bis Ende Februar 2003 wurden knapp 60% des Heizöls verbraucht.

Der Gesamtjahresverbrauch liegt damit bei etwa 2344 Litern. Dieser Verbrauch wurde bereits witterungsbereinigt, um ihn mit dem Verbrauch im Jahr 2001/2002 vergleichen zu können. Gegenüber dem (nicht witterungsbereinigten) Durchschnittswert von 3750 Liter der letzten 20 Jahre (exklusive des letzten Jahres) ist das eine Ersparnis von knapp 38 %. Gegenüber dem Betrieb mit dem MAN-Brenner ist eine Ersparnis von etwa 7% zu verzeichnen. Allerdings ist dies leider nicht signifikant, da dieser Wert in der Größenordnung des Messfehlers liegt und darüber hinaus auch die Heizkurven und Heizzeiten im betrachteten Zeitraum leicht verändert (gesenkt) wurden.


Starthäufigkeit:

Im folgenden habe ich, wie beim Verbrauch, die Messdaten von September 2002 bis September 2003 grafisch aufgetragen:

Ölverbrauch 2002/2003

Aufgetragen ist hier die Anzahl der Brennerstarts in 24h. Die grüne Linie repräsentiert die 1. Stufe, die rote Linie die 2. Stufe des Brenners. Was auffällt ist, dass nur in einem Zeitraum von 22 Wochen die zweite Brennerstufe überhaupt zum Einsatz gekommen ist (Dabei bleibt natürlich der kurze Zeitraum von einer Minute, in dem der Brenner bei jedem Start in der zweiten Stufe anläuft, unberücksichtigt. Dies ist jedoch kein Problem, da es sich hierbei um einen Effekt der Größenordnung 1% handelt, der weit unter der Genauigkeit der gesamten Messungen liegt. Die Anfahrprozedur wird daher auch von der Regelung nicht als ein Start der zweiten Stufe gezählt.).

Die teilweise starken Schwankungen erklären sich dadurch, dass dieser Wert nur einmal pro Woche stellvertretend für diese Woche aufgezeichnet wurde. Gerade in den Übergangszeiten kann es jedoch vorkommen, dass der Tag der Notierung für die Woche nicht repräsentiv ist.

Nimmt man jedoch an, dass sich die Fehler der einmal pro Woche gemessenen Werte in einem Zeitraum von 52 Wochen in etwa kompensieren, dann errechnet man eine Gesamtjahresstartanzahl von etwa 3800. Gegenüber dem Vorjahr ist das eine Reduzierung um etwa 35%. Dabei werden natürlich die Starts der ersten Stufe gezählt, da es ja hierbei um die Anzahl der Ein- und Ausschaltvorgänge der Brenners geht. Eine Hochschaltung in die zweite Stufe gab es etwa 590 mal im betrachteten Zeitraum.


Laufzeitbezogene Brennerauslastung:

Im folgenden habe ich, wie beim Verbrauch, die Messdaten von September 2002 bis September 2003 grafisch aufgetragen:

Brennerauslastung, laufzeitbezogen, 2002/2003

Aufgetragen ist hier die auf die Laufzeit (Heizzeit) bezogene Brenner-Auslastung. Damit ist gemeint, wie lange der Brenner in Bezug auf die maximal eingestellte Heizzeit pro Tag (derzeit 16 h) in einer der beiden Stufen in Betrieb war. Wie schon in der Abbildung zuvor repräsentiert die grüne Linie die 1. Stufe, die rote Linie die 2. Stufe des Brenners.

An den Daten kann man folgendes sehen:

  • Etwa 2 Monate lang wurde eine Laufzeit von über 80% erreicht:
    Der höchste Wert war hier 98%, eine hundertprozentige Auslastung wurde nicht erzielt. Die liegt unter anderem daran, dass die Fussbodenheizung bereits um 19.00h abgeschaltet wird, der Heizbetrieb für Warmwasser und Heizkörper jedoch noch bis 22.00h aufrechterhalten wird. Durch die damit deutlich verminderte Wärmelast konnte eine Takten in diesem Zeitraum so gut wie nie vermieden werden. In diesem Zusammenhang ist zudem wichtig, dass eine zehnstündige Totalabschaltung während der Nacht gefahren wird. Es wäre also auch dann noch genügend Spielraum zum das Haus komfortabel zu beheizen, wenn die Brennerleitung zu knapp bemessen gewesen wäre.
    Bezieht man die Brennerlaufzeit nur auf den Zeitraum, wo auch der größte Wärmeabnehmer "Fussbodenheizung" in Betrieb ist, dann zeigt sich, dass der Brenner in der ersten Stufe unterhalb einer Außentemperatur von etwa 5°C kontinuierlich durchläuft.
  • Nur in einer Woche des Jahres lief die zweite Stufe länger als die erste Stufe:
    Dies war in der zweiten Januarwoche, wo der Spitzenverbrauch von 118 Litern zu verzeichnen war. Die über den Tag gemittelte maximale Außentemperatur in dieser Woche betrug etwa -8°C. Die durchschnittliche zeitliche Auslastung im Jahresmittel der Stufe 1 beträgt 40%, die der Stufe 2 beträgt 8%.

Leistungsbezogene Kessel-Auslastung:

Im folgenden habe ich, wie beim Verbrauch, die Messdaten von September 2002 bis September 2003 grafisch aufgetragen:

Brennerauslastung, Leistungsbezogen, 2002/2003

Aufgetragen ist hier die auf die Brennerleistung bezogene Kessel-Auslastung. Damit ist gemeint, wieviel Prozent der Maximalleistung von 14 kW in der jeweiligen Woche, bezogen auf die Heizzeit von 16-18 Stunden täglich, durchschnittlich benötigt wurden. Die Berechnungsgrundlage hierfür ist folgende Gleichung:

A = ( 8/14 * (BR1 / (Wochenheizzeit )) + BR2 / (Wochenheizzeit)) * 100

Zwei Extrembeispiele verdeutlichen die gewählte Parametrisierung: Wenn in der betrachteten Woche während der gesamten Heizzeit ausschließlich die Stufe 1 durchweg in Betrieb gewesen wäre, dann betrüge die leistungsbezogene Auslastung A = 8/14, entsprechend dem Leistungsverhältnis der ersten Stufe zur Gesamtleistung. Wäre ausschließlich die zweite Stufe in Betrieb gewesen, so hätte die leistungsbezogene Auslastung A = 1 betragen, weil die Anlage durchweg mit der Gesamtleistung gefahren wäre. Skaliert mit dem Faktor 100 ergibt sich die auf die Brennerleistung bezogene Kesselauslastung in Prozent.

An den Daten kann man folgendes sehen:

  • Die maximal benötigte Brennerleistung innerhalb der Heizzeit betrug etwas über 10 kW (74%):
    Diese Leistung wurde in der zweiten Februarwoche 2003 benötigt. Die minimal benötigte Brennerleistung innerhalb der Heizzeit betrug etwa 0,7 kW Mitte August 2003. Dabei darf man jedoch nicht vergessen, dass für eine Deckung von Spitzenlasten (z.B. Boilerladung innerhalb der Heizeit) ein paar kW mehr als die maximal benötigte Heizleistung von Vorteil (wenn auch nicht zwingend) sind. So gesehen kann die Wahl einer Maximalleistung von 14 kW in diesem Fall als nahezu optimal angesehen werden.
  • Die jahresdurchschnittlich benötigte Brennerleistung innerhalb der Heizzeit betrug etwa 4,1 kW (29%)

Steigerung der Brennerlaufzeit:

Die Brennerlaufzeit konnte erheblich verlängert werden. So wurden Brennerlaufzeiten von 10 Stunden täglich gemessen, bei konstanter Abgastemperatur von unter 46°C bei 55°-65°C Rücklauftemperatur! Ein traumhaftes Ergebnis. Die Freigabe der zweiten Stufe erfolgt erst unterhalb von 10°C.

Die Regelung des Götz-Kessels für den Zweistufen-Betrieb erlaubt vielfältige Einstellmöglichkeiten. Es gibt vier Parameter, die den Zweistufen-Betrieb beeinflussen.

1. Zunächst kann eine Aussentemperatur festgesetzt werden, unterhalb derer die 2. Stufe generell freigegeben wird ("BR2-Freigabe bei X °C Außentemp.").

2. Ist es kälter, als unter Punkt 1 eingestellt, kann man als zweite Regelgröße angeben, wie lange die erste Stufe laufen soll, bevor die 2. Stufe prinzipiell freigeschaltet wird ("Delta-Zeit für BR-2 Freigabe X Min."). Schafft es der Brenner innerhalb der angegeben Zeit die benötigte Wärme zu erzeugen, so ist die Soll-Heizkreistemperatur erreicht und der Brenner schaltet nicht in die zweite Stufe hoch.

3. Mit Hilfe der dritten Regelgröße ("Delta-Temp für BR-2 Freigabe X °C") kann ein "Delta T" von zum Beispiel 3°C eingestellt werden, so dass die zweite Stufe erst ab "Heizkreissolltemperatur minus Delta T" und nach der unter Punkt 2 eingestellten Zeit (die mit jedem Zurückschalten in die erste Stufe neu beginnt!) freigegeben wird. Soll der Heizkreis also 60°C haben, sind es aber mittlerweile nur noch 57°C ("Delta T" = 3°C), dann wird die zweite Stufe gestartet, sofern die unter Punkt 2 eingestellte Zeit bereits verstrichen ist (während der versucht wurde, mit der ersten Stufe auszukommen).

4. Die vierte Regelgröße ist die Abschalttemperatur der zweiten Brennerstufe ("Abschaltung BR-2 bei X °C"). Diese kann beispielsweise auf 58°C festgesetzt werrden. Da bei uns die Rücklauftemperatur stets auf etwa konstant 55°C geregelt wird, deutet eine um 3°C höhere Rücklauftemperatur darauf hin, dass das System zu viel Wärme produziert. Der Brenner schaltet in diesem Fall in die erste Stufe zurück. Sollte die Rücklauftemperatur in der ersten Stufe 65°C erreichen (weil nun auch die erste Stufe noch zuviel Wärme erzeugt), wird der Brenner ganz abgestellt.

Das Einschalten der zweiten Stufe wird also über die Heizkreistemperatur, das Ausschalten über die Rücklauftemperatur geregelt. Optimalerweise pendelt der Brenner dann immer zwischen den beiden Stufen, denn solange der Wärmebedarf des Hauses über 8 kW liegt, solange wird der Brenner kontinuierlich durchlaufen. Diese vier Parameter müssen nun möglichst gut "zusammenarbeiten".

 

 


Fazit:

  • Der Scheer Brenner Blautherm Duo 8/14 kW hat sich hervorragend bewährt. Es gab keine einzige Störung oder Probleme mit der 0.3er Düse. Er ist leise und leicht einzustellen.
  • Eine Verbrauchsminderung von 7% gegenüber dem MAN ist innerhalb der Messfehler nicht so aussagekräftig, zumal kleine Veränderungen an der Heizkurve gemacht wurden. Der Grund für die relativ niedrige Einsparung gegenüber dem MAN dürfte der durchdachte und Wärmetauscherflächenmäßig großzügig konzipierte Kessel sein, der auch die 25 kW des MAN nahezu optimal umsetzen konnte und zudem so gut wie keine Abstrahlungs- oder Auskühlungsverluste (z.B. durch Zug) kennt.
  • Der Stromverbrauch des Brenners liegt laut Herstellerangaben aufgrund der verbesserten Konstruktion des Brenners mit getrennten Motoren für Zuluft und Ölpumpe sowie einem Lüfterrad mit rückwärtsgekrümmten Schaufeln und einem Liefergrad von über 80% deutlich unterhalb eines herkömmlichen Blaubrenners.
  • Die Reduzierung der Brennerstarts um 35% dürfte sich positiv auf den Verschleiß auswirken und hilft zudem Anfahremissionen zu vermeiden.
  • Ob sich ein zweistufiger Brenner finanziell rentiert, hängt nicht zuletzt vom verwendeten Kesseltyp, den gefahrenen Systemtemperaturen, vom Wärmebedarf insgesamt und natürlich auch von den zukünftigen Brennstoffkosten ab. Unter Berücksichtigung der erhöhten Anschaffungskosten für einen mehrstufigen Brenner zeigen die Ergebnisse des ersten Jahres, dass in vergleichbaren Wohnobjekten ein einstufiger Brenner mit einer Maximalleistung von etwa 14 kW ein nahezu optimales Preis-/Leistungsverhältnis darstellt.

Für Fragen und Anregungen bin ich immer dankbar!


Aufgrund von mangelnder Zeit und Ausrüstung stehen folgende Messwerte noch aus:

  • Abgastemperatur am Kaminende und direkt hinter der Heizung in Abhängigkeit der Außentemperatur
  • Ansauglufttemperatur am Kamin und direkt vor der Heizung in Abhängigkeit der Außentemperatur
  • Kondensatmenge in Abhängigkeit der Außentemperatur