Von B wie Betriebsdruck bis W wie Wirkungsgrad

Betriebsdruck

Um Wärme in einem geschlossenen Rohrsystem optimal zu verteilen, wird Heizungswasser mit Überdruck eingebracht. Mittels einer Heizungspumpe wird der Kreislauf in Gang gehalten. Der Betriebsdruck wird mit Hilfe einer Druckanzeige dargestellt und beträgt in Wohngebäuden ca. 1,5 bis 2 bar. Ein Druckausgleichsbehälter mit einer entsprechenden Membran gleicht Unregelmäßigkeiten und Druckstöße aus und hält den Betriebsdruck konstant.

Betriebstemperaturen (Vorlauftemperatur)

Je nach Dämmniveau der Gebäudehülle und Art der Heizkörper (normale oder Flächenheizung) benötigt ein Heizungssystem unterschiedliche Temperaturniveaus. Bei einem ungedämmten Gebäude mit relativ kleinen Heizkörpern kann die Vorlauftemperatur, mit der die Heizkörper versorgt werden müssen, im kalten Winter bis auf 90°C ansteigen. Die Rücklauftemperatur, mit der das Wasser von den Heizkörpern zum Wärmeerzeuger zurückkehrt liegt dann zum Beispiel bei 70°C. Sparsame Gebäude mit guter Dämmung und Fußbodenheizung kommen dagegen im Winter mit 35°C im Vorlauf und 25°C im Rücklauf aus. Diese Temperaturen sind besonders geeignet für die effiziente Einbindung von Wärmepumpen oder Solaranlagen.

Biomasse bzw. Biomasseheizung

Biomasse bezeichnet organisches Material, überwiegend pflanzlicher Art, das als Alternative zu fossilen Energieträgern zur Wärmeerzeugung eingesetzt wird. Zur Biomasse zählen neben Holz und Pflanzen wie Mais und Raps auch Bioabfälle und andere organische Rückstände wie Gülle oder landwirtschaftliche Nebenprodukte wie Stroh.

Biomasseheizungen eignen sich vor allem für Gebäude, in denen aufgrund schlechter energetischer Gebäudestandards hohe Vorlauftemperaturen der Heizung notwendig sind – beispielsweise in Denkmälern. Die Biomasse kann dann fossile Brennstoffe wie Öl oder Gas ersetzen.   

In den meisten Ein- und Mehrfamilienhäusern verbrennen Biomasseheizungen Holz. Während sich Holzpellets für alle Gebäudegrößen eignen, kommen Scheitholzheizungen vor allem im Einfamilienhaus zum Einsatz. Bei Scheitholz, auch Stückholz genannt, handelt es sich um unverarbeitete Holzstücke, mit denen die Heizung in regelmäßigen Abständen von Hand bestückt werden muss. Bei modernen Holzpellets- oder Holzhackschnitzelanlagen für Mehrfamilienhäuser bzw. größere Gebäude erfolgt die Zufuhr automatisch. Noch größere Biomasseanlagen kommen in Fern- und Nahwärmenetze zum Einsatz. Auch wassergeführte Kachelöfen zählen zur Biomasseheizung.

Blockheizkraftwerk

Ein Blockheizkraftwerk (BHKW) ist eine Anlage, die gleichzeitig Strom und Wärme bereitstellt. Dieser Prozess wird Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) genannt. Meist orientieren sich die Laufzeiten des BHKW am Wärmebedarf, zukünftig könnten sie mehr am aktuellen Strombedarf im Netz ausgerichtet werden. Verschiedene Brennstoffarten können so besonders effizient genutzt werden.
Bei unter 2,5 Kilowatt (kW) elektrischer Leistung spricht man von Nano-BHKW. Sie versorgen kleine Wohngebäude. Bei bis zu 15 kW Leistung handelt es sich um Mikro-BHKW für z. B. Mehrfamilienhäuser und bei bis zu 50 kW spricht man von Mini-BHKW, sie werden für Hotels, größere Betriebe oder Siedlungen eingesetzt.

Brennstoffzellenheizung

Brennstoffzellenheizungen produzieren als Anlagen der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) mit dem Prinzip der „kalten Verbrennung“ Wärme und Strom. Als Energieträger kommt derzeit in der Regel Erdgas zum Einsatz, die Nutzung von Biogas ist möglich. Im Gegensatz zu anderen Heizungsarten wird das Gas nicht verbrannt, sondern in einem elektrochemischen Prozess über den Umweg Wasserstoff in Wärme und Strom verwandelt. Häufig ist die Leistung von Brennstoffzellen im Gebäudebereich recht niedrig. Die Kosten sind im Vergleich dazu relativ hoch.

Brennwertkessel

Brennwertkessel sind Wärmeerzeuger, bei denen der Brennstoff mit hohem Wirkungsgrad genutzt wird. Dabei werden die Abgase so stark abgekühlt, dass Kondensat ausfällt. Die Nutzung der dabei entstehenden Kondensationswärme reduziert den Brennstoffverbrauch. Es gibt Gas-, Öl- oder Holzpellet-Brennwertkessel.

COP / ETA

COP ist die Abkürzung für coefficient of performance, im Deutschen auch Leistungszahl genannt. Der COP-Wert beschreibt bei einer Wärmepumpe das Verhältnis von erzeugter Wärme zum dafür genutzten Strom und somit die Effizienz der Wärmepumpe. Der COP-Wert hängt immer von der Temperatur der Wärmequelle und der Temperatur im Heizsystem ab, der sogenannten Vorlauftemperatur. Dadurch gibt es für eine Wärmepumpe auch mehrere COP-Werte.

Ein Herstellerangabe kann beispielsweise wie folgt lauten: A2/W35 = 4,2. Im ersten Teil wird die Art der Wärmepumpe beschrieben, also welche Wärmequelle genutzt wird (A für Air: Luft-Wärmepumpe, B für Brine (Sole): Erd (Boden)-Wärmepumpe und W für Water: Wasser-Wärmepumpe) und die Temperatur der Wärmequelle (z.B. 2° Celsius Außentemperatur bei einer Luft-Wärmepumpe). Im zweiten Teil wird das Übergabemedium beschrieben, in der Regel handelt es sich um Wasser (W für Water) und die Vorlauftemperatur des Heizkreislaufs (z.B. 35° Celsius).

Der COP-Wert ist vor dem Kauf relevant für den Vergleich verschiedener Wärmepumpen. Im Betrieb wird die Effizienz einer Wärmepumpe mit der Jahresarbeitszahl (JAZ) beschrieben.

Geht es um die Fördermittel für eine Wärmepumpe, ist ETA die relevante Kennzahl. Dieser europaweit vergleichbare Wert bezeichnet die Primärenergie, die für die Erzeugung einer Kilowattstunde Wärme benötigt wird. Eine Herleitung der Kennzahl ETA bietet die Arbeitsgemeinschaft für sparsamen und umweltfreundlichen Energieverbrauch e.V. (ASUE).

Druckanzeige

siehe Betriebsdruck

Endenergie

Endenergie ist der Teil der Primärenergie, die am Hausanschluss des Energienutzers ankommt (ablesbar am Gas- oder Stromzähler). Beispielsweise wird die chemische Energie von Kohle in Kraftwerken in elektrische Energie umgewandelt und als elektrischer Strom bereitgestellt. Da bei der Umwandlung im Kraftwerk ein Teil der Energie verloren geht (bzw. physikalisch korrekter in nicht mehr weiter nutzbare Energieformen umgewandelt wird), ist z.B. bei Stromdirektheizungen aufgrund der Energiewandlungs- und Übertragungsverluste im Kraftwerk und im Stromnetz der Endenergiebedarf geringer als der Primärenergiebedarf.  Auch bei Öl und Gas treten bei Förderung und Transport erhebliche Verluste auf.

Bei Wärmepumpenheizungen ist zu beachten, dass der Endenergiebedarf immer deutlich niedriger ist als bei Gas-, Öl- oder Stromdirektheizungen, da Wärmepumpen aus einer kWh Strom drei bis vier kWh Wärme produzieren und der Endenergiebedarf dementsprechend nur ein Drittel oder Viertel der mit anderen Brennstoffen benötigten Endenergie beträgt.

Erneuerbare Energien

Als erneuerbare Energien oder regenerative Energien werden Energiequellen bezeichnet, die im menschlichen Zeithorizont praktisch unerschöpflich zur Verfügung stehen und sich verhältnismäßig schnell erneuern. Damit grenzen sie sich von fossilen Energiequellen ab, die endlich sind und sich erst über den Zeitraum von Millionen Jahren regenerieren. Zu erneuerbaren Energien zählen Bioenergie (Biomassepotenzial), Geothermie, Wasserkraft, Meeresenergie, Sonnenenergie und Windenergie.

Heizkurve

Eine Heizkurve gibt einem Wärmeerzeuger abhängig von der Außentemperatur eine Vorlauftemperatur für den Heizbetrieb vor (Vorlauftemperatur ist die Temperatur des Heizungswassers in den Heizkörpern). Je nach Heizungsart (Heizkörper, Flächenheizung usw.) und Dämmniveau eines Gebäudes werden unterschiedliche Temperaturen benötigt.
Ungedämmte Altbauten mit Heizkörpern haben eine steiler verlaufende Heizkurve, die bereits bei einer Außentemperatur von zum Beispiel 15 Grad beginnt. Gut gedämmte Gebäude mit Fußbodenheizung starten den Heizbetrieb zum Beispiel erst bei einer durchschnittlichen Außentemperatur von 10°C und verlaufen mit flacher Heizkurve – also nur wenig ansteigenden Vorlauftemperaturen – auch bei Minusgraden.

Heizlast

Unter Heizlast versteht man die zum Aufrechterhalt einer bestimmten Raumtemperatur notwendige Wärmezufuhr; sie wird in Watt (W) oder Kilowatt (kW) angegeben. Sobald es draußen kälter ist als man es sich für drinnen wünscht, entsteht die Notwendigkeit, die Wärme, die eine Wohnung permanent über Wände, Dach oder Fenster verliert, beständig über die Heizung in die Räume zu bringen. Die notwendige Heizlast ist abhängig von der gewünschten Raumtemperatur und dem Dämmniveau eines Gebäudes (gut gedämmte Gebäude verlieren nicht so viel Wärme nach außen, so dass weniger Wärme zugeführt werden muss). Die Heizlast eines Gebäudes wird in der Regel für den so genannten Auslegungsfall der Heizung angegeben; also für den kältest möglichen Tag (je nach Lage -10°C oder -12°C).
Die eng verwandte Heizleistung bezeichnet entsprechend die Wärmeleistung einer Heizungsanlage.

Hocheffizienzpumpe

Heizungspumpen sorgen dafür, dass das Heizungswasser aus dem Keller durchs Haus gepumpt wird. Hocheffizienzpumpen sind Pumpen, die eine automatische Anpassung des Volumenstroms oder Pumpendrucks und damit der Pumpenleistung vornehmen. Sie werden standardmäßig bei neuen Heizsystemen eingesetzt (EU-Vorschrift), können aber auch in Bestandsheizungen zu erheblichen Einsparungen führen. Durch die Verwendung eines besonders sparsamen Permanentmagnetmotors kann der Stromverbrauch gegenüber Pumpen älterer Bauart um ein Vielfaches reduziert werden. Weiterhin wird auch bei der Wärmeversorgung Energie gespart, da nicht unnötig viel Wärme zur Verfügung gestellt wird.

Hydraulischer Abgleich

Der hydraulische Abgleich einer Heizungsanlage schafft die Voraussetzung dafür, dass alle Heizkörper in einem Gebäude gleichmäßig warm werden können. Er gilt als Grundlage für einen energieeffizienten Heizbetrieb. Heizsysteme ohne hydraulischen Abgleich machen sich durch nicht ausreichend beheizbare Räume am Ende des Heizungsstrangs oder hydraulisch bedingte "Klopfgeräusche" in den Heizungsrohren bemerkbar.

Beim "Verfahren A" wird der hydraulische Abgleich über eine Schätzmethode nach dem Flächenanteil eines Raumes durchgeführt. Empfehlenswerter ist das aufwändigere "Verfahren B", nach dem alle Räume und deren Heizflächen exakt ermittelt und die notwendigen Voreinstellungen der Heizkörperunterventile genau berechnet werden.

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Hygrometer

Das Hygrometer ist ein Messinstrument zur Bestimmung der Luftfeuchtigkeit.

Jahresarbeitszahl

Die Jahresarbeitszahl (JAZ) gibt das Verhältnis von erzeugter Wärme zu benötigter elektrischer Energie bei Wärmepumpen wieder und zeigt damit deren Effizienz an. Wärmepumpen nutzen Umweltwärme, die sie elektrisch auf ein höheres – für Gebäude nutzbares Niveau – „pumpen“. Wenn im Laufe eines Jahres der Erzeugung von zum Beispiel 30.000 kWh Wärme ein Stromverbrauch von 10.000 kWh gegenübersteht, ergibt sich eine JAZ von 3,0.

Die JAZ ist bei den klassischen Luft-Wasser-Wärmepumpen abhängig vom Wärmepumpenfabrikat, der Außentemperatur und der Betriebstemperatur.

Kesseltemperatur

Die Temperatur im Heizkessel ist bei alten Konstanttemperaturkesseln weitgehend konstant. Die gewünschte Betriebstemperatur wird dann durch Zumischung von kaltem Wasser über Mischer erreicht. Niedertemperatur- oder Brennwertkessel können hingegen das Heizungswasser direkt auf die gewünschte Vorlauftemperatur erwärmen, sind also nicht mehr auf eine konstante Kesseltemperatur angewiesen.

Kraft-Wärme-Kopplung

Die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) ist die gleichzeitige Gewinnung von elektrischer und thermischer Energie in einem Kraftwerk. Wesentlicher Vorteil der KWK ist, dass die Abwärme der Stromerzeugung genutzt wird und dadurch deutlich höhere Gesamtwirkungsgrade erreicht werden.

Nutzungsgrad

siehe Wirkungsgrad

Pelletkessel

Pelletkessel verbrennen automatisiert etwa 1-2 cm lange Holzpresslinge (Pellets) –"standardisiertes Holz“. Der automatische Transport der Holzpellets aus dem Lager sorgt für eine komfortable Nutzung von Holzresten. Ähnlich wie bei Heizöl muss ein Lager vorgesehen und an die Nachbestellung von Pellets gedacht werden. Dazu kommt die relativ einfache Entsorgung der Asche.

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Rücklauftemperatur

siehe Betriebstemperaturen

Solarthermieanlage

Bei Solarthermieanlagen wird warmes Wasser über einen Solarkollektor erzeugt. Dieses kann zur Warmwasserversorgung in Gebäuden oder zur Heizungsunterstützung vor allem in der Übergangszeit verwendet werden. Eine passende Speicherung sorgt auch nachts oder an einzelnen trüben Tagen noch für eine Nutzung. Solarthermieanlagen haben einen deutlich höheren Flächenertrag als PV-Anlagen und brauchen daher weniger Platz auf dem Dach oder der Fassade. Bei Photovoltaikanlagen (PV) wird dagegen elektrischer Strom aus Sonnenlicht erzeugt. Deren Ertrag ist zwar geringer, dafür ist die Anschaffung günstiger, die technische Einbindung einfacher und der gewonnene Strom flexibler nutzbar.

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Stückholzheizung (Scheitholzheizung)

Naturbelassenes, getrocknetes, "stückiges" Holz, auch Scheitholz genannt, dient als Brennstoff für Stückholzheizungen. Diese sind nur bei regionalen Bezugsquellen ökologisch zu empfehlen. Stückholzheizungen sorgen rasch für eine hohe Heizleistung, sind aber auch mit Aufwand in der täglichen Nutzung verbunden, da die Heizungen von Hand bestückt werden müssen. Sie kommen daher hauptsächlich in Ein- und Zweifamilienhäusern zum Einsatz.

Thermostatventil

Thermostatventile sitzen an jedem Heizkörper und ermöglichen die Regelung der Raumtemperatur. Im Thermostatkopf sitzt ein Temperaturfühler, der die aktuelle Raumtemperatur mit der am Thermostatkopf eingestellten Temperatur (z.B. Stufe 3 mit etwa 21°C) vergleicht und das Ventil und damit den Durchfluss im Heizkörper steuert. Die Auswahl der Temperatur kann entweder von Hand eingestellt oder mit entsprechenden Thermostatköpfen auch elektronisch programmiert werden.

Wärmenetze (Fernwärme oder Nahwärme)

Wärmenetze transportieren warmes Wasser über isolierte Rohre von der Wärmeerzeugung in die Gebäude. Handelt es sich um ein kleines Netz mit „nahem“ Bezug zur Heizzentrale, spricht man von Nahwärme. Fernwärme bezeichnet kilometerlange Netze in einer Großstadt mit zahlreichen Wärmeerzeugern. Die Übergabestation ist die Schnittstelle vom (öffentlichen) Wärmenetz zur (privaten) Hausanlage im eigenen Heizungskeller.
Wärmenetze können verschiedene Wärmequellen nutzen: Abwärme von Industriebetrieben, Müllverbrennung, Biogas oder Biomasse, Solarthermie, Groß-Wärmepumpen, fossile Brennstoffe aus einem Heizkraftwerk (mit zusätzlicher Stromerzeugung) oder Heizwerk (reine Wärmeerzeugung).

Zum Kompetenzzentrum „Wärmewende“ der KEA-BW.

Wärmepumpe

Wärmepumpen nutzen Umweltwärme, die sie mit Hilfe von Strom in einem Verdichter auf ein höheres – für Gebäude nutzbares Niveau – "pumpen". Wärmepumpen produzieren aus einer kWh Strom drei bis vier kWh Wärme produzieren. Wärmequellen für Wärmepumpen können das Erdreich, das Grundwasser oder – in den meisten Fällen – die Außenluft sein.Im Idealfall erfolgt der elektrische Stromverbrauch für die Wärmepumpe aus der eigenen PV-Anlage oder Ökostrom aus dem Netz.

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Wirkungsgrad

Mit dem Wirkungsgrad wird die Effizienz eines Wärmeerzeugers im Labor beschrieben (wie viel Heizwärme erhalte ich für die Menge an Gas, die verbraucht wurde?). Der Nutzungsgrad hingegen bezieht sich auf die reale Energieausbeute in einem Gebäude in einem bestimmten Zeitraum. In beiden Fällen geht es um das Verhältnis zwischen Aufwand, also der zugeführten Energie, und dem daraus gewonnen Nutzen, zum Beispiel Heizwärme.
Der Wirkungsgrad ist im Idealfall nahe 100 Prozent. Dann sind Verluste durch Energieumwandlung, Abgas und Verteilung minimiert. Der Nutzungsgrad ist immer niedriger als der Wirkungsgrad, da im Praxisbetrieb selten dauerhaft optimale Bedingungen herrschen und Anlagen häufig nur teilweise ausgelastet sind.