Heizlastberechnung offensichtlich falsch

Wenn ich mich nicht irre, dann gibt's da eine Norm. Ich hatte seinerzeit diverse Formblätter benutzt, die man auch im Internet findet. Zu "interpretieren" gibt's da eigentlich nichts, weil die Inputdaten ja recht klar definiert sind, der Rest ist dann einfach Formalismus bzw. Physik. Unsicherheiten gibt's vielleicht bei Beiträgen zur Last, für die man eher Erfahrungswerte dazuschlägt, weil eine Berechnung im Detail schwierig ist (z.B. Wärmebrücken, Bedarf für Warmwassererwärmung) oder bei Inputgrößen, zu denen Du keine Angaben gemacht hast. Und dann gibt es natürlich noch das garbage-in-garbage-out-Problem und schlichte Rechenfehler.

Wie der Begriff schon sagt, ist das Rechenergebnis die Heizlast (im Auslegungsfall). Das sagt noch nichts darüber, wie Du die benötigte Wäremleistung erzeugst und wie Du sie in die Räume einbringst. Nimmst Du große Heizflächen (FBH), dann brauchst Du entsprechnd niedrigere Vorlauftemperaturen, weil der Wärmeübertrag an den Raum proportional zur Überträgerfläche und zur Temperaturdifferenz ist. Kleine Flächen bedingen damit höhere Vorlauftemperaturen. Alles ist möglich, da brauchts halt dann ein gutes Konzept, das aber mit der eigentlichen Berechnung der Heizlast nichts zu tun hat, sondern darauf aufbaut. Ob Du die gleiche Menge Wasser von 45 auf 40° oder von 35 auf 30° abkühlst ist rechnerisch egal, denn es wird in beiden Fällen die gleiche Wärmemenge abgegeben. Für das Systemkonzept ist es nicht egal, aber das ist ein anderen Thema.

 

Zu Beginn einer Heizlastberechnung werden gewissen Festlegungen gemacht, die zum Einen die Heizlast beeinflussen (u.a. Luftdichtheit, Wärmebrücken...), zum anderen beispielsweise die Heizkörperdimensionierung und Rohrleitungsquerschnitte (u.a. Vorlauftemperatur) beeinflussen.
Was die Vorlauftemperatur angeht, habe ich beispielsweise schon öfters den Wunsch nach einem Vorlauf von 70°C gehört mit dem Ziel, die Heizflächen (und auch den Platzbedarf und Investitionskosten) klein zu halten...

 

EN 12831:2003 bzw. DIN EN 12831:2003-08, sowie Beiblatt 1:2008-07 und Berichtigung 1:2010-11 zu Beiblatt 1:2008-07. Das Beiblatt 2 2012-05 spielt hier keine Rolle.

Die Heizwassertemperatur hat nichts mit der obigen Heizlastermittlung zu tun. Die Heizlastermittlung sagt nur aus, wieviel Heizleistung erforderlich ist um einen Raum bei einer gegebenen regionalen Außentemperatur auf der gewünschten Solltemperatur zu halten.

Du musst also unterscheiden zwischen Heizlastermittlung und Dimensionierung der Heizung. Für die Auslegung der FBH dient die DIN EN1264 mit ihren Teilen 1-5, insbesondere DIN EN 1264-3:2009-11.

Gruß
Ralf

 

Anhand dieser raumweisen Heizlastermittlung wird dann pro Raum über die Heizflächenberechnung ermittelt wieviel Meter Rohr im Raum notwendig sind. Da wird dann der Parameter Vorlauftemperatur vorgegeben der gewünscht ist. Als Beispiel um es zu verdeutlichen mit 45 grad Vorlauf benötigt der Raum nur 60m Rohr. Bei 35 Gad Vorlauf dann allerdings schon 120m (keine fixen Werte) diese Berechnung wird dann aber als ganzes gesehen, da alle Räume drin stehen. Der Druckverlust der einzelnen Räume ergibt dann auch die hydraulische Berechnung für den Abgleich. Also welcher Kreis mit wieviel Liter pro Minute versorgt werden muss. Das ergibt im Endeffekt die rücklauftemperatur.

35 grad Vorlauf - hoher volumenstrom = geringe Spreizung = höhere gemittelte übertemparatur des Raumes = mehr wärmeabgabe

35 grad Vorlauf - geringer volumenstrom = höhere Spreizung = geringere gemittelte übertemparatur = weniger wärmeabgabe

 

Grob skizziert würde ich wie folgt rechnen:
Die Heizlastberechnung liefert Dir als Nebenprodukt die notwendige einzubringende Wärmeleistung pro Raum. Der Wärmestrom ist proportional der Temperaturdifferenz (zwischen Raumsolltemperatur und VL-Temperatur), Übertragungsfläche (Bodenfläche des Raumes) und Wärmeleitfähigkeit (zwischen Hzg-Wasser in den FBH-Rohren und der Raumluft). In letztere geht ein, dass die FBH-Rohre im Estrich stecken, dass Du einen mehr oder weniger isolierenden Bodenbelag hast und dass Du so etwas wie einen "Übergangswiderstand" hast. Die Bodenfläche reduziert sich gegenüber der echten Grundfläche im Raum, weil die Rohre einen Verlegeabstand haben und damit, vereinfacht gesagt, der Boden nicht überall warm wird.
Damit kannst Du die notwendige Wassertemperatur in den FBH-Rohren pro Raum berechnen. Für alle Räume nimmst Du das Maximum und hast eine Untergrenze für die VL-Temperatur. Jetzt kannst Du Dir ausrechnen, wie lange das Wasser in den Rohren eines Raumes bleibt und wie stark es folglich dort abkühlt. Im Mittel muss sich die zuvor berechnete Wassertemperatur pro Raum ergeben, Du musst also die VL-Temperatur dementsprechend ein paar Grad erhöhen. Damit hast Du die VL-Temperatur und kannst jetzt die gleiche Rechnung rückwärts machen, um die notwendigen Flüsse für jeden Raum zu berechnen, die Du dann am Verteiler einstellst (hydraulischer Abgleich). So in etwa ...

Die Heizlast ist eine Folge der Bauweise, Dämmung etc. und insofern bereits bei Planung und Bau des Hauses "auszulegen".
Die Heizung "auslegen" meint hier, zu planen, wie Du die Wärme erzeugst und in die Räume bringst.
Hohe Temperaturen bedeuten nur mittelbar hohe Energiekosten, weil mit höherer Temperatur i. A. der Wirkungsgrad der Wärmeerzeugung abnimmt und die Verluste zunehmen. Für die Heizung an sich ist es aber egal, ob Du das Heizwasser von 40 (RL) auf 45° (VL) erwärmen musst oder von 30 (RL) auf 35° (VL), in beiden Fällen sind es 5° Temperaturdifferenz und der Energieaufwand derselbe.

 

Ich empfehle einen Blick ins Physikbuch, Stichwort "Wärmekapazität". Die ist im betrachteten Temperaturbereich in guter Näherung konstant, es kommt also nur auf die Temperaturdifferenz an, nicht auf den Absolutwert (solange das Wasser flüssig bleibt).

Der springende Punkt ist, dass Du das Wasser erwärmst, indem Du es in der WP durch einen Wärmetauscher pumpst, der seinerseits natürlich wärmer als die gewünschte Temperatur sein muss, also mindestens 35° bzw. 45°. Eine Wärmepumpe pumpt Wärme von einem Reservoir geringerer Temperatur (Dein Bohrloch, oder wo auch immer Du die Wärme herbekommst) in ein Reservoir höherer Temperatur (der Wärmetauscher in der WP, der das Heizungswasser erwärmt). Dummerweise sinkt der Wirkungsgrad der WP mit zunehmender Temperaturdifferenz zwischen den beiden Reservoirs, d.h. ein Teil der Wärme, die im Wärmetauscher der WP ankommt und dort der Wassererwärmnung dient, kommt nicht aus Deinem Bohrloch, sondern aus dem Strom zum Betrieb der WP. Und dieser Anteil wird umso größer, je höher Du hinaufpumpst, d.h. je wärmer Du Deinen Wärmetauscher machst in Relation zur Temperatur im Bohrloch.

Deshalb brauchst Du im Fall der WP mehr Energie (d.h. Strom), weil der Strom einen höheren Anteil an der benötigten Energiemenge hat im Fall 40 auf 45° als im Fall 30 auf 35°. Die benötigte Energiemenge zur Wassererwärmung bleibt aber dieselbe, nämlich diejenige zur Erwärmung von Wasser um 5°.

 

Wurde denn die KWL bei der Heizlastberechnung detailiert berücksichtigt? Sofern nicht würde ich die Heizlastberechnung mit den IST Volumenströmen der KWL überarbeiten lassen. Bei uns gab es bspw. rd. eine Halbierung der Lüftungsverluste.

 

Naja, ein Fehler ist es ja so richtig nicht, denn wenn die Auslegung der KWL noch nicht bekannt ist, dann kann/darf eben anders gerechnet werden. Das Ergebnis ist dann aber daneben. Sollte ein Heizi eigentlich wissen.

Hier ist die Frage, ob dein Heizi der Meinung ist, dass er so schlecht wie möglich arbeiten darf - oder ob er es halbwegs anständig machen will.

Jetzt gibts nur die Möglichkeit mit dem jetzigen IST Zustand zu rechnen, daher Berechnung der Heizlast mit KWL mit den IST-Luftvolumina, IST Wärmerückgewinnungsgrad etc.

Wieviel Lüftungswärmeverluste hast du denn bei welchem Gebäudevolumen ca. in deiner bisherigen Heizlastberechnung ? Ist mit KWL gerechnet worden oder gänzlich ohne?

 

Danke, mein Fehler :-) sollte natürlich 45 sein.
Genau, Spreizung ist die temperatur Differenz zwischen Vorlauf und Rücklauf
Die gemittelte Übertemperatur errechnest du indem du die Mitte zwischen VL und RL errechnest und davon die gewünschte Raumtemperatur abziehst, als Beispiel VL 45, RL 35 und Raum 21 Grad. Somit ist die mittlere Temperatur im Raum 40 Grad und somit ist die gemittelte übertemperatur 19 Grad. Der Raum hat ja nur am Anfang eine VL. temp von 45 und am Ende des Rohres dann nur noch 35, daher die gemittelte übertemperatur.

 

Es wurde weniger die KWL vergessen, sondern vielmehr die Wärmerückgewinnung. Das führte zu Lüftungsverlusten um die 3kW in der Heizlastermittung, wodurch die Heizlast völlig daneben lag.

 

Nö, ich glaube die Heizlast war mit 7,x kW ausgewiesen, davon kannst Du dann die ca. (3kW*0,9) abziehen.

 

@R.B.

soweit ich weiß darf max. mit 80% Wirkungsgrad der KWL gerechnet werden. Spielt aber letztlich nicht so die Rolle. Das Grundsatzproblem ist m.E., dass zumindestens wenn die genaue Auslegung der KWL noch nicht bekannt ist mit dem Mindestluftwechsel gerechnet werden darf - ist natürlich im Ergebnis schwer daneben und ein Heizi, der nicht Vollschrott abliefern will sollte mit den geplanten Luftvolumenströmen rechnen.

Vielleicht postet vOlli die Gesamt Lüftungswärmeverluste aus seiner Heizlastberechnung.