Wirkungsgrad umlegen auf Ersparnis...

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hw101

Beiträge: 322

Registrierungsdatum: 8. März 2013

Freitag, 20. November 2015, 19:25

Wirkungsgrad umlegen auf Ersparnis...

...ja, nicht wirklich technisch formuliert aber vieleicht finde ich Hilfe.

Nun es geht um einen Öl-Heizkessel mit einer Kesselleistung von max. 125kW. Die Kesselleistung ist in einem eher kleinen Bereich durch s.g. Regulatoren im dritten Zug zu steuern. Diese Regulatoren sind recht einfache verformte Stahlteile die die Turbulenz der abziehenden Verbrennungsgase erhöhen - damit den Wärmeaustausch intesivieren und zugleich einen Zugwiderstand darstellen, weswegen die Abgastemperatur sinkt und die Kesselleistung somit steigt.

Selbstverständlich trachtet jeder nach einem möglichst hohen Wirkungsgrad bei gegebener Brennerleistung. Freilich fast 98% Wirkungsgrad sind möglich - allerdings sinkt die Abgastemperatur auf 100°C im Kamin was alsbald das Kondensat aus den Kapillaren des Kamins laufen lassen würde. Also kurzum 140°C Abgastemperatur müssen es im Kamin sein um Kondensatbildung zu vermeiden. Dafür müssen natürlich einige Regulatoren aus dem Zug entfernt werden damit die nötige Abgastemperatur erreicht wird - womit natürlich auch der Wirkungsgrad sinkt.

Endlich zur Frage: Kann ich den Wirkungsgrad in Prozent einfach auf den Ölverbrauch umlegen?

Mich beschäftigt die Frage, ob eine Kaminadaptierung mittels Edelstahlrohr und Kondensatablauf und der damit gefahrlos möglichen Erhöhung des Kesselwirkungsgrad von gegenwärtig 93,6% auf 98% bei Abgastemperaturen von nur ~100°C wirklich eine Einsparung bringt die die Investitition rechtfertigen würde?

Damit übe ich unabsichtlich auch Kritik an der Brennwerttechnik (dabei wird über einen Wärmetauscher die Kondensationswärme des Abgases genutzt und die Abgase gelangen mit ca. 40-60°C in den Kamin) - gottlob ich bin mit dem konventionellen Kesseltausch diese Woche aber gerade noch davongekommen...

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Friedrich Karl Schmidt

Beiträge: 1 468

Registrierungsdatum: 8. März 2013

Donnerstag, 26. November 2015, 22:21

Zitat von »hw101«

Endlich zur Frage: Kann ich den Wirkungsgrad in Prozent einfach auf den Ölverbrauch umlegen?

Mich beschäftigt die Frage, ob eine Kaminadaptierung mittels Edelstahlrohr und Kondensatablauf und der damit gefahrlos möglichen Erhöhung des Kesselwirkungsgrad von gegenwärtig 93,6% auf 98% bei Abgastemperaturen von nur ~100°C wirklich eine Einsparung bringt die die Investitition rechtfertigen würde?.

Die hier passende Definition des Wirkungsgrades : Quotient aus der bei der Verbrennung real genutzten Wärme Q , dividiert durch die Verbrennungsenthalpie H . In Formelsprache : \[\eta \ = \ \frac {Q}{H}\] Vergleich zweier Wirkungsgrade im Fall , dass die gleichen Wärmemengen genutzt werden : \[\frac{\eta_2}{\eta_1} \ = \ \frac {H_1}{H_2}\] Die benötigten Heizölvolumina sind proportional den erforderlichen Verbrennungsenthalpien. So folgt : \[\frac{\eta_2}{\eta_1} \ = \ \frac {V_1}{V_2}\] Man überlegt sich leicht, dass die Differenz der beiden Wirkungsgrade (groß - klein ) kleiner ist als das , was sich bei der entsprechenden Quotientenbildung "(groß/klein) minus 1" ergibt : So gilt für 1 > b > a > x > 0 \[ \frac {a \ + \ x }{a} \ = \ 1 \ + \ \frac {x}{a} \ \ \ \ mit \ \] \[ \frac {x}{a} \ > \ x \ \ \ \ da \ \ \ \ a < \ 1 \]

Auf den konkreten Fall bezogen : Wenn die Differenz der Wirkungsgrade x = 0,05 = 5 % beträgt, so ist die Ölersparnis wegen des höheren Wirkungsgrads immer größer als 5 % . Wobei der Unterschied im hier gegebenen Fall vernachlässigbar sein dürfte.
Ob die Differenz der hier behaupteten Wirkungsgrade realistisch ist, habe ich insoweit geprüft, als ich aus thermodynamischen Daten berechnet habe, wieviel es ausmacht, wenn man statt Wasserdampf flüssiges Wasser als Produkt erhält. Wobei ich die Gruppe CH2 als repräsentativ für Heizöl angenommen habe :

CH2 + 1,5 O2 -> CO2 + H2O

Die theoretische Verbesserung des Wirkungsgrades ergibt sich bei mir zu 7 % .

Gruß FKS

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hw101

Beiträge: 322

Registrierungsdatum: 8. März 2013

Montag, 30. November 2015, 16:46

Vielen Dank für Ihre Mühe und die Berechnungen. Damit konnte ich leicht meine Entscheidung treffen.
Eine Kaminsanierung wäre auch bei steigendem Heizölpreis wirtschaftlich nicht sinnvoll.

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Friedrich Karl Schmidt

Beiträge: 1 468

Registrierungsdatum: 8. März 2013

Dienstag, 1. Dezember 2015, 18:48

Zitat von »hw101«

Vielen Dank für Ihre Mühe und die Berechnungen. Damit konnte ich leicht meine Entscheidung treffen.
Eine Kaminsanierung wäre auch bei steigendem Heizölpreis wirtschaftlich nicht sinnvoll.

.... Was aber davon abhängt, was eine alternative Kapitalanlage bringt. Angesichts der Nullzinspolitik würde ich zu einer anderen Entscheidung kommen. Nur müsste sich angesichts meines Alters die Amortisation in wenigen Jahren vollziehen, so dass ich in meinem Haus nur noch unaufschiebbare Investitionen tätige.

Aber sollte ich den Heizkessel so oder so ersetzen müssen, dann würde ich auch die 3000 Euro in einen Brennwerttechnik tauglich ausgerüsteten Kamin investieren.

Zumal ich meine, dass ihre Überlegungen zur Mindesttemperatur nicht zutreffen. Schließlich ist es ja gerade der Zweck der Brennwerttechnik, eine möglichst vollständige Kondensation des Wassers zu bewirken. Wenn es also so sein würde, dass man durch hohe Abgastemperaturen der Kondensation vorbeugen müsste, dann hätte sich das Projekt Brennwerttechnik bereits von vorn herein, genauer gesagt, bereits lange vor dem ersten "grünen Tisch" erledigt haben müssen.

Gruß FKS