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Glossar - Begriffe verständlich erklärt
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Übersicht
>> Heizkörper
>> Heizkosten
>> Heizungsbau
>> Holzgas
>> Holzheizung
>> Hotspot
Heizkörper
- Röhrenheizkörper aus Grauguss
Heizkörper wie Radiatoren und Plattenheizkörper sind noch immer die gängigsten Wärmekörper bei der Beheizung eines Gebäudes. Heizkörper sind schnell regelbar und in allen Leistungsgrößen erhältlich. Entgegen der landläufigen Meinung sind Heizkörper auch im Niedertemperaturbetrieb nutzbar. Einzige Voraussetzung ist eine angemessene Größe zur Raumgröße. Ob die Heizkörper zum Beispiel für die Beheizung mit einer Wärmepumpe ausreichen, lässt sich im Winter feststellen: Ist bei Minusgraden das Thermostat nur zur Hälfte aufgedreht, so kann die Vorlauftemperatur verringert werden.
Bei bestehenden Gebäuden ist diese Bedingung meistens erfüllt, da Heizkörper in alten Gebäuden vielfach überdimensioniert wurden. Selbst wenn die Heizkörper exakt auf die Heizwassertemperatur 80/60° C ausgelegt sind, wird der Betrieb immer noch bei etwa 60 Prozent der Jahresheizarbeit erreicht. Wird das Gebäude in den Folgejahren Schritt für Schritt gedämmt, vergrößert sich dieser Anteil. Die Heizkörper müssen also in der Regel nicht vergrößert werden.
Heizkosten
Über viele Jahre hinweg haben die Heizkosten bei der Wahl des Heizungssystems eine eher untergeordnete Rolle gespielt, da die Gas-, Strom- und Heizölpreis lange stagnierten oder sogar sanken. Vor allem die Stromkosten sind seit Mitte der 90er gleichgeblieben. Diese Situation hat sich jedoch seit 2000 radikal geändert. Die Heizölpreise steigen seitdem unaufhörlich an. Dies beruht auf vielen Gründen. Mit einem Preis von 120$ pro Barrel und rückläufigen Förderquoten der größten Mineralölkonzernen wird jedoch die Befürchtung immer größer, dass unter Umständen das Fördermaximum erreicht sein könnte und damit weitere Preissteigerungen unvermeidbar sind (Peak-Oil-Szenarion). Die Gaspreise sind an die Heizölpreise gekoppelt. Allein aus diesem Grund, klagen auch Gasheizungsbetreiber über ständig steigende Heizkosten.
Um diesem Trend auf der Bedarfsseite Einhalt zu gebieten, wurde die Energieeinsparverordnung erlassen. Diese ist ein Regulativ für alles, was mit der Wohnraumheizung zu tun hat. Das Ziel der EnEV ist die deutliche Senkung von Emissionen durch verbesserte Energiestandards aller Gebäude. Als Nebeneffekt sollen auch die Heizkosten sinken. Deshalb schreibt die EnEV einen maximalen Primärenergiebedarf für Heizung und Warmwasserbereitung vor. Dieser Wert richtet sich nach dem Verhältnis von Oberfläche zu Volumen eines Gebäudes, der so genannten Kompaktheit. Häuser, die mindestens 70 Prozent ihres Energiebedarfs durch regenerative Energieträger oder Kraft-Wärme-Kopplung abdecken, sind von dieser Vorschrift ausgenommen.
Neben der Reduzierung des Primärenergiebedarfs ist der Umstieg auf ein anderes Heizungssystem ratsam. Da Pelletsheizungen zwar annähernd CO2-neutral heizen, jedoch zu 100% vom Brennstoff Holz abhängen, sind diese kein geeignetes Mittel, um Heizkosten wirklich zu reduzieren bzw. unabhängig von Preissteigerungen zu sein. Einzig Wärmepumpen eignen sich zur massiven Heizkostenreduktion, da sie 3/4 der benötigten Energie aus dem Erdreich nutzen. Eben dieses Verhältnis führt auch zu einer langfristigen Heizkostenstabilität und -unabhängigkeit, da eine 10%ige Strompreissteigerung dann nur zu 2,5% die Heizkosten erhöht.
Heizkostenvergleich
Ein Heizkostenvergleich bezieht sich in aller Regel auf den Vergleich der variablen Kosten. Also den Kosten, die innerhalb einer Zeiteinheit zur Bereitstellung der gewünschten Wärmemenge aufgewendet werden müssen. Dazu ist es zuerst sinnvoll, eine vergleichbare Einheit zu wählen z. B. Cents pro kWh. Dann müssen alle Kosten erfasst werden. Also neben dem Brennstoff auch die Wartungskosten, Versicherungen etc. Um die Erdwärmeheizung adäquat z. B. mit einem Gas-Brennwertkessel zu vergleichen, sollten zudem auch die Kapitalkosten auf die kWh heruntergebrochen werden, sodass in der Summe die Gesamtkosten pro erzeugter Einheit Wärme resultieren.
Gerade bei einem Vergleich der Heizkosten einer Erdwärmeheizung mit einer Heizung, die auf einen 100%igen Fremdbezug des Energieträgers angewiesen ist, lohnt es sich realistische Preissteigerungsraten für diesen Brennstoff zu berücksichtigen, da die Erdwärmeheizung systemtechnisch bedingt nahezu stabile Heizkosten aufweist und sich damit die häufig benannte Amortisation der Anlage unter dynamischer Preisbetrachtung verkürzen wird.
Heizungsbau
Der Heizkessel ist die verbreitetste Methode zur Wärmeerzeugung. Die meisten deutschen Haushalte verbrennen in Heizkesseln fossile Energieträger wie Erdgas oder Erdöl, um Wärme für die Raumheizung und die Warmwasserversorgung zu gewinnen. Die produzierte Wärme gelangt über einen Wärmetauscher an das Wärmeträgermedium, meistens Wasser.
Der Niedertemperaturkessel ist eine Weiterentwicklung im Heizungsbau und wird über die Außentemperatur geregelt. Weil der Kessel nachts abgeschaltet werden kann, reduzieren sich Bereitschaftsverluste und Betriebskosten. Zudem kann der Niedertemperaturkessel dauerhaft mit Rücklauftemperaturen von 35 bis 40 Grad Celsius betrieben werden kann, ohne dass Korrosionsschäden durch ausfallendes Kondensat entstehen.
Der Brennwertkessel nutzt zudem die bei der Verbrennung entstehenden Abgase. Damit lässt sich die Wärmemenge absenken, die mit den Abgasen verloren geht. Zum anderen kommt der "Brennwerteffekt" zum Zug. Er bewirkt, dass die bei der Kondensation gewonnene Energiemenge auf das Rücklaufwasser übertragen wird und diese vorwärmt.
Aufgrund der bei der Verbrennung fossiler Energieträger entstehenden Emissionen, ist auch der deutsche Heizungsbau im Wandel. Wärmepumpen, Pelletheizung und Solarthermieanlagen werden verstärkt nachgefragt, sodass sich etablierte Installateure auch auf diesen Gebieten fortbilden müssen. Der vorherrschende Fachkräftemangel wird zunehmend durch veränderte Ausbildungsinhalte behoben.
Heizungssteuerung
Die Heizungssteuerung misst die Außentemperatur und variiert so die Vorlauftemperatur. Der Zusammenhang zwischen Außentemperatur und Vorlauftemperatur kann für jedes Gebäude mit einer Heizkurve eingestellt werden. Diese Heizungssteuerung stellt sicher, dass das Heizungswasser so weit erwärmt wird, wie es zur Beheizung des Gebäudes erforderlich ist. Weil extrem tiefe Außentemperaturen selten sind, steigt die Vorlauftemperatur nur an sehr kalten Tagen auf den maximal möglichen Wert von beispielsweise 55°C. So senkt die Heizungssteuerung die Bereitschafts-, Abstrahl- und Abgasverluste des Wärmeerzeugers und die Verteilverluste im Heizungsnetz. Die Steuerung der Wärmepumpe ist insbesondere für einen minimalen Stromverbrauch von Interesse.
Heizungstechnik
Unter dem Begriff Heizungstechnik subsumieren sich sowohl Begriffe wie Zentralheizung, Fernheizung, Fahrzeugheizung, Kohleheizung, Ölheizung, Gasheizung, Holzheizung, Elektroheizung, Wärmepumpenheizung, Pelletheizung, Etagenheizung, als auch Bezeichnungen für Anlagenkomponenten, zum Beispiel Heizkessel, Heizflächen und Heizkörper oder auch Heizung eines Objektes (kein Gebäude) wie Sitzheizung, Griffheizung oder Heizdecke.
Heizwärmeabgabe
Es gibt eine ganze Reihe unterschiedlicher Möglichkeiten in der Heiztechnik, die Wärme ins Haus zu bringen. Immer noch am weitesten verbreitet ist die Beheizung von Gebäuden mit Heizkörpern, etwa mit Radiatoren oder Plattenheizkörper. Als komfortable Heiztechnik wird zunehmend die Flächenheizung angesehen. Hierzu zählen die Fußboden-, Wand- und Deckenheizungen. Es sind allesamt Systeme, die in Bauteilflächen integriert sind. Auch Betonkernsysteme zählen zu den Flächenheizungen. Die Wahl des Heizwärmeabgabesystems wird jedoch nicht mehr nur unter Behaglichkeits- und ästhetischen Gesichtspunkten getroffen. Die Eignung zur Niedertemperaturbeheizung wird aufgrund steigender Heizkosten immer wichtiger.
Holz als Energieträger
Holz ist der wichtigste CO2-neutrale Brennstoff, weil bei der Verbrennung nicht mehr Kohlenstoffdioxid freigesetzt wird, als während des Wachstums der Atmosphäre entzogen wurde. Die Verbrennung von Holz setzt zudem fast kein Schwefeldioxid frei, das für den so genannten sauren Regen verantwortlich gemacht wird. Der Einsatz für Heizungssysteme ist ökologisch unbedenklich. Jedoch sind graue Emissionen wie zum Beispiel für die Herstellung und den Transport von Holz zu bedenken sowie der nicht zu vernachlässigende Betriebsstrom von Pelletheizungen. Zudem müssen Filter installiert werden, die eine zusätzliche Feinstaubbelastung vermindern.
Holzgas
Holzgas war in den 1940er Jahren eine verbreitete Alternative unter dem Druck von akutem Kraftstoffmangel. In Finnland sind Fahrzeuge mit selbstgefertigten Holzvergasern auch heute noch anzutreffen. Bei dem Verfahren verschwelt normales Holz, oft Holzabfälle, unter Luftabschluß in einem Druckkessel oder zersetzt sich unter Luftmangelverbrennung. Die entstehenden brennbaren Gase (überwiegend Methan bei Luftabschluss, überwiegend Kohlenstoffmonoxid, Wasserstoff und Methan bei Luftmangelzersetzung) werden nach Kühlung und Reinigung einem Motor zugeführt. Stationäre Holzgasanlagen werden zu Heizzwecken und in Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen eingesetzt.
Holzhackschnitzelheizung
Hackschnitzel sind zerkleinertes Bruchholz, das zum Beispiel bei der Flurbereinigung anfällt. Insbesondere größere Gebäude und Wohnanlagen können mit Hackschnitzelfeuerungsanlagen sehr gut beheizt werden. Die Hackschnitzel werden zur Verfeuerung über ein Rührwerk in Verbindung mit einer Förderschnecke in den Brenner transportiert. Inzwischen gibt es auch die Möglichkeit Einfamilienhäuser mit Holzhackschnitzeln zu beheizen. Da ihre Verfügbarkeit und somit ihr Preis oftmals noch weniger prognostiziert werden kann als bei Pelletheizungen, ist allerdings vom Einsatz in Einfamilienhäusern abzuraten.
Holzheizung
Mit einer Holzheizung wird allgemein Biomasse verfeuert. Damit eine Holzheizung sinnvoll eingesetzt werden kann, sollte berücksichtigt werden, dass Holz bei der Verbrennung in Holzheizungen mindestens zwei Jahre getrocknet sein sollte, damit nicht unnötig viel Wärme durch die Verdampfung des im Holz gespeicherten Wassers verloren geht. Auch lässt sich so der Ausstoß Umwelt belastender Abgase verringern.
Die Technik zur Holzverfeuerung ist erheblich weiterentwickelt worden und nicht mehr vergleichbar mit der früherer Jahre vergleichbar. Daher erfährt auch die Holzheizung in Zeiten steigender Preise für fossile Energieträger zunehmende Nachfrage, wenn auch noch in den meisten Fällen als Ergänzung zum konventionellen Heizungssystem. Die heute gängigsten Techniken der Holzheizung sind die Stückholzheizung, die Holzhackschnitzelheizung und die Pelletheizung.
Hot-Dry-Rock-Verfahren
Das Hot-Dry-Rock-Verfahren (kurz: HDR) ist ein Verfahren zur Nutzung der im Erdkörper enthaltenen Erdwärme aus einer Tiefe zwischen 3.000 und 6.000 Metern.
Prinzip ist die Herstellung und der Betrieb eines überdimensionalen Wärmeübertragers im Untergrund zwischen mindestens zwei Bohrlöchern. Durch das Einpressen von Wasser mit Drücken von bis zu 150 bar weiten sich die im Gestein vorhandenen Risse trotz des Gebirgsdruckes und neue bilden sich aus. Diese bleiben bei einer mittleren Weite von weniger als einem Millimeter dauerhaft offen. So wird ein Wärmetauscher mit riesiger Oberfläche im Gebirge zwischen den Bohrlöchern geschaffen. Während des Betriebes wird dem System durch die eine Bohrung kaltes Wasser zugeführt und an einer anderen Bohrung, angereichert durch evtl. natürlich vorhandene Tiefenwässer, erwärmt wieder entgegen genommen. Die natürlichen thermischen Auftriebskräfte des heißen Wassers erleichtern die Zirkulation.
Das erste große HDR-Projekt in Europa entstand in Soultz-sous-Forêts (Elsass). In einem viermonatigen Test erbrachte 1997 der dort geschaffene Wärmetauscher von mindestens drei Quadratkilometern heißes Wasser mit einer Temperatur von 142 °C. Inzwischen wurden die Bohrungen auf über 5.000 m vertieft, um ein Temperaturniveau von 200 °C zu erreichen. Damit ließe sich dann ein erstes Kraftwerk mit einer Dampftemperatur von ca. 180 °C als wissenschaftliche Pilotanlage zur Stromerzeugung betreiben.
Die HDR-Technik galt lange Zeit als vielversprechendste Form der Geothermie. Diese hat jedoch mit den ausgelösten Erdbeben beim Geothermieprojekt nahe Basel zunächst einen Rückschlag erhalten.
Hotspot
Als Hotspots (dt. heiße Flecken) werden Zentren vulkanischer Aktivität bezeichnet, die nicht direkt durch plattentektonische Prozesse verursacht werden und daher nicht an Plattenränder gebunden sind. Sie entstehen durch thermische Anomalien im (tieferen) Erdmantel und treten oftmals innerhalb von Lithosphärenplatten auf.
Der Hotspot-Vulkanismus unterscheidet sich demnach von der vulkanischen Aktivität an Plattengrenzen, die mit plattentektonischen Vorgängen wie Ozeanbodenspreizung und Subduktion einher geht. Die Theorie des Hotspot-Vulkanismus wurde erstmals 1963 von dem Geologen John Tuzo Wilson formuliert.
Hydraulischer Abgleich
Dieser Begriff wird im Allgemeinen im Bereich der Warmwasserheizungsanlagen verwendet, gilt aber auch für Kühlsysteme und Trinkwasserverteilung. Der hydraulische Abgleich beschreibt ein Verfahren, mit dem innerhalb einer Heizungsanlage jeder Heizkörper, oder Heizkreis einer Flächenheizung, bei einer festgelegten Vorlauftemperatur der Heizungsanlage genau mit der Wärmemenge versorgt wird, die benötigt wird, um die für die einzelnen Räume gewünschte Raumtemperatur zu erreichen. Dies wird mit genauer Planung und Überprüfung und Einstellung bei der Inbetriebnahme der Anlage erreicht. Auch ein nachträglicher hydraulischer Abgleich ist möglich.
Ist eine Anlage abgeglichen, ergeben sich mehrere Vorteile: Die Anlage kann mit einem optimalen Anlagendruck und damit mit einer optimal niedrigen Volumenmenge betrieben werden. Daraus resultieren niedrige Anschaffungskosten der Umwälzpumpe und niedrige Heizkosten während des Betriebes.
Anzeichen für fehlenden hydraulischen Abgleich
- Heizkörper werden nicht warm, da andere Anlagenteile überversorgt sind ("Hydraulischer Kurzschluss")
- Heizkörperventile geben Geräusche ab, da der Anlagendruck zu hoch ist
- Heizkörperventile öffnen und schließen nicht zur gewünschten Innentemperatur, ebenfalls wegen zu hoher Druckverhältnisse
- Die Heizungsanlage wird mit zu hohen Temperaturen betrieben um die Unterversorgung auf diesem Wege auszugleichen
- Es werden Pumpen mit zu hoher Leistung eingesetzt, die sowohl in der Anschaffung als auch im Betrieb zu hohe Kosten verursachen
- Der Wirkungsgrad des Wärmeerzeugers verschlechtert sich, da die Anlage mit zu hohen Temperaturen und stark schwankenden Volumenströmen betrieben wird
- Die Vor-/Rücklauftemperaturen sind unnötig hoch. Insbesondere bei Einsatz moderner Brennwerttechnik oder bei auch Wärmepumpen und Anlagen mit solarer Heizungsunterstützung verschlechtert sich der Wirkungsgrad
Aus dem nicht optimalen Betriebsverhalten resultiert ein erheblicher Mehrverbrauch an Strom- und Heizungsenergie. Die EnEV in Deutschland schreibt aus diesem Grund den hydraulischen Abgleich für zu erstellende oder zu sanierende Anlagen vor.
Der hydraulische Abgleich in der Praxis
Seit dem 1.4.2004 gilt in Deutschland die DIN EN 12828 (Juni 2003). Danach ist eine fachgerechte Planung mit Heizlast-, Rohrnetz-, und Heizflächenberechnung von einem Planer erforderlich. Aus der Planung ergeben sich Wärmebedarf und Volumenströme. In Deutschland ist der Handwerker, der sein Werk im Sinne der Verbände vollständig ausführen möchte, nach der Vergabe- und Vertragsordnung für Bauleistungen (VOB) Teil C verpflichtet, Heizungsrohrnetze hydraulisch abzugleichen. Dem Handwerker sind die für den hydraulischen Abgleich notwendigen Berechnungen zur Verfügung zustellen bzw. zu honorieren.
Je nachdem, welche Wärmeleistung ein Heizkörper abgeben soll, benötigt der Heizkörper bei gleicher Vorlauftemperatur einen größeren oder kleineren Volumenstrom. Dies wird beim hydraulischen Abgleich durch unterschiedliche Einstellungen an den Strangventilen, den Thermostatventilen oder den Rücklaufverschraubungen der einzelnen Heizflächen berücksichtigt. Dazu werden heute standardmäßig so genannte voreinstellbare Thermostatventile mit angepasstem Durchflusskennwert (angepasste kV-Kegel) eingesetzt.
Obwohl gefordert, wird der hydraulische Abgleich in der Praxis oft nicht durchgeführt oder vom Planer überprüft.
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