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Wärmepumpen-Optimierung

 

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Heizenergieverbrauch

Erfahrungsgemäß beschäftigt sich der energiebewusste Bauherr spätestens ein, zwei Jahre nach dem Einzug mit dem Heizenergieverbrauch seiner Heizungsanlage. Oft tritt dann Ernüchterung ein, wenn sich dieser Verbrauch nicht so darstellt wie es vom Planer bzw. Gerneralunternehmer versprochen wurde.

Aussagen wie „Wir haben relativ viel Energie aufgewendet, aber der letzt Winter war ja auch härter als normal“ sind in diesem Zusammenhang wenig belastbar.

Mich hat in dieser „Ernüchterungsphase“ dann oft die Frage beschäftigt mit wie viel Heizenergieverbrauch (kWh) muss man eigentlich in welchem Monat rechnen?

Um sich diese Frage beantworten zu können muss man sich jedoch zunächst mal mit ein einigen theoretischen Grundlagen beschäftigen. Wen das nicht interessiert, der mag auch gleich in den letzten Abschnitt dieses Beitrags abspringen.

Der Heizenergieverbrauch ist witterungsabhängig, wird im Wesentlichen also vom Verlauf der Aussentemperatur in der Heizperiode gesteuert. Die Witterung verläuft aber nicht in ganz Deutschland identisch. Um die Heizenergieverbräuche nun in unterschiedlichen Zeiträumen an mehreren Orten unter Berücksichtigung dieser unterschiedlichen Witterungsverläufe vergleichen zu können wurde vom Verband Deutscher Ingenieure ein anerkannter Maßstab gebildet: die sogenannte Heizgradzahl nach VDI 3807.

Um diese Heizgradzahl berechnen zu können muss zunächst die für jedes Gebäude individuelle Heizgrenztemperatur bekannt sein. Die Heizgrenztemperatur ist die mittlere Aussentemperatur, ab der ein Gebäude bei einer vorgegebenen Innentemperatur nicht mehr beheizt werden muss. Hierzu muss man wissen, dass jedes Gebäude über innere Wärmequellen verfügt und dass über solare Effekte (Sonneneinstrahlung) dem Gebäude Wärme zugefügt wird. Deshalb liegt diese Heizgrenztemperatur deutlich unter der gewünschten Gebäude-Innentemperatur.

Die Heizgrenztemperatur ist Berechnungsgrundlage für die Wärmebedarfsberechnung eines Gebäudes. Theoretisch könnte man diese dort ablesen. In der Praxis dürfte es sich um die gleiche Aussentemperatur handeln bei der sich die Heizungsanlage zum Ende der Heizperiode automatisch abschaltet.

Vereinfachend geht man in abhängig vom Dämmstandard des Gebäudes von folgenden Heizgrenztemperaturen aus:

Gebäudetyp Heizgrenztemperatur
Passivhaus 10 °C
Niedrigenergiehaus 12 °C
Bestandshaus 15 °C

Viebrockhäuser sind eher unstrittig den Niedrigenergiehäusern zuzuordnen.

Ist nun die Heizgrenztemperatur bekannt muss man im nächsten Schritt die sogenannten Heizgradtage bestimmen. Die Heizgradtage erhält man indem man täglich die Differenz zwischen der mittleren Aussentemperatur und der nun bekannten Heizgrenztemperatur berechnet (=Gradtagszahl) und diese täglichen Werte für einen Monat aufaddiert (=Heizgradtage p.m.).

Folgende Tabelle am Beispiel des Monats April 2000 (Quelle: wikipedia.de) wird zum besseren Verständnis beitragen. Es wird angenommen, dass die Heizgrenztemperatur 15 Grad beträgt und die Innenraumtemperatur 20 Grad sein soll. Die Heizgrenztemperatur und die Innentemperatur können natürlich auch individuell variieren. Für einzelne Tage (z. B. 29. April) muss keine Gradtagszahl berechnet werden, da der Tag im Mittel wärmer als die Heizgrenztemperatur von 15 Grad war.



Für die Berechnung der Gradtagszahl wird daher die mittlere Aussentemperatur pro Tag an einem Standort benötigt. Hohe Gradtagszahlen bedeuten kältere Aussentemperaturen am betreffendem Ort und damit einen höheren Heizenergiebedarf.

Gut, jetzt weiß man zwar wie diese Gradtagszahl ermittelt wird. Wie erhält man nun die mittlere Aussentemperatur pro Tag an seinem Standort, die für diese Ermittlung erforderlich ist? In der täglichen Praxis dürfte sich die Ermittlung dieses Wertes eher schwierig gestalten. Zwar wird genau diese Temperatur bei den meisten Heizungsanlagen über einen Aussentemperaturfühler gemessen und gemittelt. Es wird aber meist nur der aktuelle Wert der letzten 24 Stunden angezeigt, aber nicht gespeichert. Nur die neueren Heizanlagenmodelle verfügen über eine sogenannte Logging-Funktion, die es ermöglicht alle wichtigen Daten auf einem USB-Stick mitzuschreiben.

Aus diesem Grund und insbesondere für Prognosen in die Zukunft eignet sich die sogenannte Gradtagstabelle. Diese Gradtagstabelle wird häufig im Rahmen von Heizkostenabrechnungen verwendet wenn keine Messwerte vorliegen. Sie wird aus der VDI 2067 bzw. DIN 4713 abgeleitet. Die DIN 4713 „Verbrauchsabhängige Wärmekostenabrechnung“ ist eine Norm, die sich mit den für Deutschland gültigen Festlegungen zur Abrechnung von Wärmekosten beschäftigt. In der Gradtagstabelle ist festgelegt, wie die Heizkosten bei jährlicher Ablesung durchschnittlich auf die einzelnen Monate oder Tage verteilt werden (Quelle: wikipedia.de).



Berechnungsbeispiel:
Angenommen, der anfangs beschriebene kostenbewusste Bauherr bezieht zum 01.01. eines Jahres sein Viebrockhaus. Einen Monat später, am 01.02., liest er den WP-Stromzähler ab und stellt fest, dass er im Januar 670,3 kWh verbraucht hat. Hierauf entfallen lt. WP-Steuerung 25% (167,6 kWh) auf die Warmwasserbereitung. Der Heizenergieverbrauch für Januar beträgt als 502,7 kWh.
Wenn man nun anhand der oben stehenden Tabelle weiß, dass diese 502,7 kWh 170 ‰ des Jahresheizenergiebbedarfes entsprechen kann man jetzt ohne viel Aufwand eine qualifizierte Schätzung für die kommenden Monate bzw. das ganz Kalenderjahr abgeben:



Der Ausgangswert in Höhe von 502,7 kWh entspricht übrigens dem tatsächlichen Heizenergieverbrauch für unser Maxime 700 im Januar 2010. Tatsächlich werden wir in dieser Heizperiode insgesamt 2.718,9 kWh verbrauchen, so dass die vorgenannte Schätzung den tatsächlichen Verhältnissen schon sehr nahe kommt.

Wie schon erwähnt; die Gradtagstabelle bildet den durchschnittlichen Verlauf des Heizenergieverbrauchs in Deutschland ab, ungeachtet der jeweiligen Klimazone und ungeachtet der jeweiligen Heizperiode. Wer nun wissen möchte, ob es sich bei der letzten Heizperiode um einen „harten“ Winter gehandelt und wie sich diese Werte für einen individuellen Standort entwickelt haben, empfehle ich diese kleine MS-Excel-Anwendung auf der Homepage des Institutes Wohnen und Umwelt GmbH (IWU.de).

Das Institut Wohnen und Umwelt GmbH (IWU) ist eine gemeinnützige Forschungseinrichtung der Gesellschafter Land Hessen und Stadt Darmstadt. Das IWU ist sowohl im Bereich der Grundlagenforschung als auch in der anwendungsorientierter Forschung engagiert.



Mit diesem Tool lassen sich Heizgradtage und Gradtagszahlen für jeden beliebigen Ort Deutschlands der letzten zehn Jahre vergleichen. Das IWU aktualisiert die enthaltenen Klimadaten einmal pro Jahr, voraussichtlich zum Ende einer jeden Heizperiode.