Moderne Heizungsanlagen und Einzelraumfeuerstätten, die häufig noch von verschiedenen Gewerken geprüft und gewartet werden, gehören aus Sicht der Kunden zusammen. Die Verbraucher wünschen sich einen zentralen, kompetenten Ansprechpartner in Sachen energieeffizientes Heizen. Fachhandwerker sind daher dreifach gefordert: Es gilt, technisches, handwerkliches und rechtliches Wissen über verschiedene Wärmeerzeuger zu erweitern und ganzheitlich auf die ineinandergreifenden Aspekte Energieeffizienz, Schadstoffausstoß und Brandschutz anzuwenden. Hochentwickelte Messgeräte unterstützen das Fachhandwerk dabei, aktuelle Regelwerke korrekt anzuwenden und im Sinne der Kunden Energieverschwendung auf die Spur zu kommen. Das wird an zwei Praxisbeispielen deutlich: an der Wechselwirkung zwischen modernen Wohnraumlüftungsanlagen und raumluftabhängigen Wärmeerzeugern sowie an der Abgasanalyse – egal ob bei hocheffizienten Brennwert-Heizgeräten oder alten Kesseln.
Indikatoren für einen effizienten Betrieb von Wärmeerzeugern wie auch für das Maß der Umweltbelastung finden sich in den Analyseergebnissen von Abgasen. Daher fordert der Gesetzgeber in unterschiedlichen Richtlinien eine Überprüfung der Werte. Maßgebend dafür ist die Erste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (1. BImSchV), die im März 2010 novelliert wurde. Für Wärme, die durch die Abgase ungenutzt verloren geht, sind folgende Grenzwerte festgelegt: Bei Feuerstätten mit einer Nennwärmeleistung von 4 bis 25 kW erlaubt die Verordnung maximal 11 % Abgasverluste, bei 25 bis 50 kW sind es 10 %, und über 50 kW nur noch 9 %. Die Grenzwerte gelten unabhängig vom eingesetzten Brennstoff. Dieser bestimmt allerdings die Überprüfungsintervalle. Gas- und Ölfeuerstätten müssen je nach Alter und Technik der Anlage alle zwei bis fünf Jahre kontrolliert werden. Feuerstätten für feste Brennstoffe (ausgenommen Einzelraumfeuerstätten wie Kaminöfen) sind generell alle zwei Jahre zu inspizieren.
Besonders schnell und wirtschaftlich werden die Abgasverluste regelkonform mit Messgeräten festgestellt, die den Arbeitsprozess auf die reine Messdatenerfassung reduzieren: Eine Mess-Sonde wird in die dafür vorgesehene Öffnung des Abgasrohres eingeführt und im Kernstrom positioniert. Bei üblichem Heizungsbetrieb werden über 30 Sekunden permanent Abgastemperatur, Restsauerstoffgehalt und Verbrennungslufttemperatur ermittelt. Aus den Einzelwerten und brennstoffabhängigen Konstanten ist der sogenannte QA-Mittelwert zu errechnen. Moderne Messgeräte führen diese Rechnung automatisch aus und haben die Konstanten der verschiedenen Brennstoffe zur Auswahl hinterlegt.
Heizungs-Check als zusätzliche Dienstleistung
Die gleiche Messung ist auch Bestandteil des Heizungs-Checks nach DIN EN 15378. Er ist einmalig bei Anlagen über 20 kW und ab einem Alter von 15 Jahren vorgeschrieben. Ziel der Untersuchung ist es, Potenziale zur Effizienzsteigerung zu ermitteln. Ergänzt wird die Ermittlung der Abgasverluste um die Messung der Ventilationsverluste. Allein diese beiden Parameter können im Protokoll des systematischen Heizungs-Checks mit 20 von 100 Bewertungspunkten zur Verbesserung der Energieausnutzung beitragen. Weitere Punkte ergeben sich aus der Untersuchung der Wärmeverteilung und Wärmeübergabe.
Zur Ermittlung der Ventilationsverluste wird wie bei der Abgasverlustmessung an gleicher Stelle in das Abgasrohr eine Sonde eingeführt. Sie erfasst 30 Sekunden nach Brennerschluss die Strömungsgeschwindigkeit und Temperatur im Restkernstrom. In Abhängigkeit zur Querschnittsfläche der Abgasleitung sowie zu den Temperaturen der Außenluft und der Innenluft des Heizungsraums kann so mit einer komplexen Formel errechnet werden, wie viel Energie durch das Strömungsverhalten der Heizungsanlage verloren geht. Messgeräte, die für den Heizungs-Check ausgelegt sind, erstellen diese Berechnung per Knopfdruck und präsentieren das Ergebnis verbrauchergerecht grafisch. Außerdem sind sie dafür ausgelegt, den dritten Energieverlustfaktor der Wärmeerzeugung zu ermitteln: die Wärmestrahlung, die über die Oberfläche des Heizgerätes abgegeben wird. Dazu werden die Teilflächen des Gehäuses mit einem Temperaturfühler abgetastet. Das Messgerät addiert die Werte, setzt sie ins Verhältnis zur Nennwärmeleistung und gibt den normierten Wert als Endergebnis aus.
Einige Geräte zeigen sogar die Verbesserungspotenzialpunkte aus der Untersuchung von Abgas-, Ventilations- und Strahlungsverlusten gemäß der Systematik des Heizungs-Checks direkt an. Solche Messungen können Energie sparende Reparaturen oder Optimierungen aufzeigen wie zum Beispiel beschädigte oder fehlende Abgasklappen. Manchmal besteht die Energieeffizienzmaßnahme aber auch einfach nur in der Optimierung der Verbrennungsluftzufuhr.
Feldanalysen des Mess- und Kehrgeräteherstellers Wöhler haben ergeben, dass bei 99% der ausgewerteten Heizgeräte der Abgasverlustgrenzwert nach 1. BImSchV zwar nicht überschritten wurde, aber bei mehr als der Hälfte der Anlagen der Abgasverlust über 8% lag und dort somit ein erhöhtes Einsparungspotenzial bestand. Wird das gehoben, ist nicht nur der Umwelt gedient, sondern der Endkunde spart beim Heizen auch eine Menge Geld ein.
Die finanziell spürbaren Effekte einer optimal arbeitenden Heizung können den Betreiber zusätzlich zu einer jährlichen Diagnose motivieren – ergänzend zu den teils langen Überprüfungsintervallen gemäß 1. BImSchV oder zum einmaligen Check älterer Anlagen nach DIN EN 15378.
Brenner-Optimierung über den Restsauerstoffgehalt
Ob eine Anlage den jeweiligen Energiewert eines Brennstoffs optimal nutzt, lässt sich im Rahmen einer Heizungswartung durch die Bestimmung des Sauerstoffgehaltes in den Abgasen herausfinden. Dieser Wert wird im Übrigen auch für die Bemessung der Abgasverluste ermittelt. Daher ist die Vorgehensweise der Messung identisch.
Lässt sich in den Abgasen kein Sauerstoff nachweisen, ist er vollständig mit dem im Brennstoff gebundenen Kohlenstoff und Wasserstoff verbrannt. Das bedeutet entweder eine stöchiometrische Verbrennung – also eine perfekte Umwandlung des Energiewertes in Wärme – oder eine unvollständige Verbrennung unter Sauerstoffmangel. In der Praxis ist ein Luftüberschuss für eine saubere Verbrennung notwendig. Um zu beurteilen, wann der Restsauerstoffgehalt im Abgas je nach Brennstoff auf eine ineffiziente Verbrennung hinweist, rechnen entsprechende Messgeräte den Wert in die Luftverhältniszahl Lambda (λ) um. Ein Lambda-Wert von 1 würde also die vollständige Verbrennung des Sauerstoffs ausdrücken. Als optimal gelten allerdings bei atmosphärischen Gasfeuerstätten Lambda-Werte von 1,3 bis 1,5. Bei Gas- und Öl-Gebläsefeuerungen sollten sie zwischen 1,1 und 1,4 liegen. Messgeräte mit grafischem Display zeigen den Verlauf des Lambda-Wertes als Mess-Spur an, sodass durch die Regelung der Verbrennungsluftzufuhr der Brenner leicht in den Energie sparenden Optimalbereich eingepegelt werden kann.
Ausreichend Verbrennungsluft bei Einzelraumfeuerstätten
Im Kampf gegen steigende Energiekosten sind vielen Hauseigentümern effiziente Heizungsanlagen oftmals nicht mehr genug. In immer mehr Haushalten wird zusätzlich ein Ofen für Festbrennstoffe installiert. Wie das Bundesumweltministerium veröffentlichte, gibt es in Deutschland insgesamt rund 30 Millionen Kleinfeuerungsanlagen. Die Hälfte davon sind Öl- und Gasheizungen. Der Rest sind Anlagen für Festbrennstoffe die sich nochmals in etwa eine Million Heizkessel für Holz und etwa 14 Millionen Einzelraumfeuerungsanlagen wie Kaminöfen oder Kachelöfen unterteilen.
Eine Abgasanalyse wie bei Zentralheizungen ist bei Einzelraumfeuerungsstätten zwar nicht erforderlich – hier genügt in der Regel eine Herstellerbescheinigung, die die Einhaltung der Emissionsgrenzwerte bestätigt. Doch immer mehr Häuser verfügen über eine kontrollierte Wohnungslüftung. Daher ist sicherzustellen, dass Öfen, die ihre Verbrennungsluft aus dem Wohnraum beziehen, stets ausreichend versorgt werden. Selbst eine starke Dunstabzugshaube im gleichen oder angrenzenden Raum kann bei geschlossenen Außentüren und Fenstern einen gefährlichen Unterdruck erzeugen, der Abgase in das Zimmer zieht. Somit muss bei einer Neuinstallation dringend der sogenannte 4-Pa-Test durchgeführt werden. Da sich Kunden für alle Themen des Heizens einen zentralen Ansprechpartner wünschen, fällt auch diese Aufgabe zunehmend in den Bereich des Fachhandwerkers, der sich um die Heizung kümmert. Mit geeigneter Messtechnik ist das aber neben dem Tagesgeschäft beispielsweise im Heizungs- oder Sanitärhandwerk durchaus machbar.
Dem 4-Pa-Test liegt eine Differenzdruckmessung zu Grunde: Im Raum darf maximal ein Unterdruck von 4 Pa im Vergleich zur Außenluft herrschen. Um zu messen, ob das gewährleistet ist, werden der Kaminofen und die Wohnraumbelüftung und/oder die Dunstabzugshaube im Dauerbetrieb auf volle Leistung gebracht. Fenster und die Türen zu anderen Nutzungsbereichen sind zu schließen. Auch Sicherungseinrichtungen an den luftabsaugenden Geräten, die die Leistung drosseln könnten, müssen außer Kraft gesetzt werden.
Für den Messvorgang ist ein Kapillarschlauch vom Messgerät nach außen zu legen – beispielsweise durch ein Schlüsselloch oder eine Fensterdichtung – und ein zweiter in den Aufstellungsraum des Ofens. Zum Start des 4-Pa-Tests wird zunächst ein Fenster oder eine Tür für 30 Sekunden geöffnet. Dabei ermittelt das Messgerät die ausgeglichenen Druckverhältnisse, dargestellt in einer Nulllinie. Anschließend werden über einen Zeitraum von vier Minuten abwechselnd eine Tür oder ein Fenster für jeweils 30 Sekunden geschlossen und geöffnet. Im Messverlauf darf bei abgeschlossenem Raum in keinem Fall ein Unterdruck größer als 4 Pa erreicht werden. Bei raumluftunabhängigen Feststoff-Feuerstätten gilt der Grenzwert von 8 Pa.
Neue Geschäftsfelder für Heizungsbauer
Gesetzliche Anforderungen zur Überprüfung von Feuerstätten auf der einen Seite und Kundenforderungen nach dem Rundum-Sorglos-Paket in allen Fragen der Wärmeerzeugung auf der anderen Seite stellen dem Fachhandwerk zusätzliche Aufgaben. Damit Verbraucher bei der Vielzahl an vorgeschriebenen Prüfungen und energetisch sinnvollen Wartungsmaßnahmen den Überblick behalten, ist der Wunsch nach einem einzigen Ansprechpartner groß. Unter Umständen bedeutet das für Fachhandwerker, neue Tätigkeitsfelder zu erschließen, wie sie hier beschrieben wurden. Einfach zu handhabende Messmittel sind dafür auf dem Markt vorhanden, und die Hersteller dieser Geräte bieten auch umfassende Schulungen an – vereinzelt sogar zeitsparend über das Internet. So können Fachhandwerker bestehende Kundenbindungen ohne großen Mehraufwand vielfach ausbauen.
Produktsteckbrief
Analysegerät als Multi-Tool
Das Rauchgasanalysegerät Wöhler A 550 ist ein Multifunktionswerkzeug für die Überprüfung von Feuerstätten. Es verfügt über eine einzige Mess-Sonde zur Abgasanalyse nach 1. BImSchV und Kehrüberprüfungsordnung (KÜO) sowie den systematischen Heizungs-Check. Die Navigation per Touch-Screen führt den Bediener zu den notwendigen Eingaben. Alle relevanten Konstanten zu den verschiedenen Brennstoffen sind hinterlegt, sodass eine Errechnung der geforderten Endwerte automatisch erfolgt. Grafische Anzeigen helfen beim Kunden, die Ergebnisse nachvollziehbar darzustellen und zu interpretieren. Zusätzliche Eigenschaften und Funktionen des Messgerätes ermöglichen darüber hinaus den 4-Pa-Test sowie erstmalig in einem Rauchgasanalysegerät die Holzfeuchtemessungen per Einschlagsonde nach VDI 4206-4. Damit sind Fachhandwerker auch bei Themenstellungen rund um Einzelraumfeuerstätten aussagefähig.
Die Links führen zur Homepage und zur Wissensplattform des Herstellers.
Autor
Christian Beyerstedt ist Bereichsleiter Produktmanagement und Marktentwicklung bei Wöhler Messgeräte Kehrgeräte, 33181 Bad Wünnenberg, Telefon (0 29 53) 7 31 00, c.beyerstedt@woehler.de, https://www.woehler.de/
