Antwort Testo zur Frage 868! Ölbrennwert
BAU-Forum: Heizung / Warmwasser

Hallo Ich erlaube mir die Antwort hier nochmal für alle zu veröffentlichen, da das Eintragen hinter dem Orginalthread nicht funktioniert.
MfG Ralf Sparwel
Dr. Axel Brödel
Testo Lenzkirch
Tel. : 07653 681-186
Fax: 07653 681-104
E_Mail: ABroedel@testo.de
Antworten zum Forum 868-2:
Zu 1. von Herrn Reinhardt:
Erst einmal zwei Fragen vorweg:
Warum diese übertrieben förmliche Anrede (ich hatte meinen Beitrag nur mit
Namen unterschrieben)? Und
Warum stellen Sie mir als 'ausgewiesenen Experten in Sachen Messtechnik'
Fragen, die allein die Apparatetechnik betreffen?
Mir ging es in meinem Beitrag nur darum, richtig zu stellen, wie wir in
unseren neueren Geräten die Brennwertnutzung berücksichtigen und damit
messbar machen. Ein Blick in die Forumsbeiträge und die Antwort von Herrn
Lange sind mir Warnung genug, um mich aus der Diskussion herauszuhalten.
Dabei liegt es nicht am Ton, der nur emotionale Folge der wahren Ursache
ist. Und die liegt darin, dass man sich am Anfang keine gemeinsame
Ausgangsbasis geschaffen hat. Jeder hat seinen Standpunkt von dem aus er das
liest und interpretiert, was der andere von seinem Blickwinkel aus schreibt.
Der eine bilanziert so, der andere so. Der eine macht Theorie, den anderen
interessiert nur die Praxis. So hat jeder recht und versteht den anderen
nicht, oder will ihn nicht verstehen. Beim Umfang des Forums und nach kurzem
Einblick gehe ich davon aus, dass im Prinzip alles Notwendige bereits gesagt
wurde, sie müssen es nur ordnen. Natürlich sind auch Fehler drin, aber die
lassen sich dann sachlich aus der Welt räumen. Aber am wichtigsten ist die
Festlegung der Bilanzgrenzen für die Betrachtung des Wirkungsgrades. Ein
Beispiel aus Ihrem Beitrag 67, Gedankenexperiment 3.3: Benutzen Sie für die
Wirkungsgradberechnung die Zulufttemperatur 20 °C oder 60 °C? Bei 20 °C fällt
der LuVo aus der Bilanz raus und Sie haben mit den 100 % unter diesen
Annahmen recht (man könnte ja auch mehr Luft als zur Verbrennung notwendig
ist im LuVo vorwärmen und zur Raumheizung nutzen). Nimmt man für die Bilanz
aber die Verbrennungsluftttemperatur vor dem Brenner, was normalerweise
gemacht wird, haben Sie eine negative Temperaturdifferenz T-Abgas (von 60 °C
auf? °C abgekühlt) -TLuft (60 °C) und zusätzliche Kondensation, bezogen auf
Heizwert macht das sicher über 100 % Wirkungsgrad. Ich hoffe Ihnen allen
damit aufgezeigt zu haben, worin das eigentliche Problem liegt. Dabei ist es
auch unwichtig, ob normal = richtig ist.
Zudem sollten die Gedankenexperimente nicht so sein, dass nur das rauskommen
kann, was erwünscht ist, oder dieses auch exakt ausgedrückt werden. Sie
verwenden als 'Vorhang' die von Ihnen so genannte 'Kondensationstemperatur'.
Die gibt es nicht, die Abgase kühlen sich stetig ab, nach Unterschreitung
der Abgastaupunkttemperatur eben nur langsamer, weil jetzt immer soviel
Wasser auskondensiert, wie Überschuss zur Sättigung vorhanden ist und diese
Wärme auch abgeführt werden muss. Ihre Kondensationstemperatur ist die
LuVo-Austrittstemperatur der Abgase. Und die ist im Gedankenexperiment genau
so groß, dass die Wärmemenge der Abluft in Bezug auf die Zuluft gleich der
rückgewonnenen Verdampfungswärme des bis dahin kondensierten Wasserdampfes
ist. Damit ergeben sich die 100 % Wirkungsgrad zwangsläufig.
Damit ist auch gesagt, dass ich Ihre Frage 1 gar nicht eindeutig beantworten
kann. Legen Sie selbst die Bilanzgrenzen fest und Sie kommen selbst zu dem
entsprechenden Ergebnis, das notwendige Fachwissen haben Sie ebenso wie Herr
Lange, Herr Kasselmann und viele andere hier Beteiligten. Nur wird es Zeit,
dass hier der 'Turmbau zu Babel' beendet wird.
Dazu sollten auch die Fragen präziser gestellt werden. Was meinen Sie mit
'Prinzip bedingt'?
'Prinzipbedingt' ist beim Vollbrennwertkessel nichts anders als beim
normalen Brennwertkessel. Es ist durch die geringe spez. Wärmekapazität der
Luft nur eine Frage der Größe des Wärmetauschers. Prinzipiell und technisch
machbar ist auch eine Verbrennungsluftbefeuchtung (zuluftseitige Benetzung
der Wärmetauscherflächen). Wie soll man da einen Maximalwert angeben? Was
allerdings technisch sinnvoll ist, da sollten doch lieber Experten auf
diesem Gebiet konsultiert werden, da spielen auch Platz- und Kostenfragen
eine nicht unbedeutende Rolle.
2. Frage: Ein klares Nein. Das verbietet mir nicht meine Funktion, sondern
meine Einstellung zu dieser Problematik. Ich bin kein Berater. Sicher gibt
es Unterschiede zwischen den Herstellern, aber das heißt nicht gleich besser
oder schlechter. Jeder Kunde muss nach seinen Kriterien seine Wahl treffen.
Der eine legt mehr Wert auf die Umwelt, der andere schaut mehr auf den
Preis, ..., ob beim Heizungs-, Auto- oder Messgerätekauf. Wenn die
Kriterien festgelegt sind, kann jeder die Herstellerangaben doch selbst
vergleichen und seine Wahl treffen.
Zu 2. von Herrn Lange
Sie, Herr Lange, scheinen sich von meinem Beitrag sehr hart getroffen zu
fühlen. Das war nicht meine Absicht. Ich hatte einige Beiträge im Forum
kurz überlesen um einen Überblick über Inhalt und Form zu bekommen und hielt
daher diese etwas deftigere Ausdrucksweise für angemessen, um richtig
verstanden zu werden. Sollte sich noch jemand dadurch verletzt fühlen, bitte
ich um Entschuldigung. Nur sollten auch Sie, Herr Lange, die Maßstäbe nicht
zu sehr zu Ihren Gunsten verzerren. Was bei Ihnen eine kritische Anmerkung
ist, ist bei anderen gleich ein 'Eindreschen auf Kunden'. Außerdem habe ich
Ihnen keine Böswilligkeit, sondern Naivität (in Bezug auf unser Problem)
bescheinigt, also auch nur etwas, was Sie uns in Ihrem Beitrag unterstellt
haben.
Wenn Sie, wie Sie selbst schreiben, nur zu dieser Interpretation des
Sprunges (der Messwertes) des Messgerätes gelangen, ist das Ihr Problem. Wir
haben bzw. hatten nur das Problem, dass Sie diese Ihre Interpretation als
absolute Tatsache hinstellten und uns dadurch bei unseren Kunden (wodurch
wir erst davon erfahren haben), in Misskredit gebracht haben.
Mit keinem Wort habe ich die Äußerungen von Herrn Sparwel, die Messwerte
betreffend, angezweifelt. Ich neige nicht nur dazu, ihm zu glauben, sondern
bin überzeugt, dass er uns seine Beobachtungen wahrheitsgetreu wiedergegeben
hat. Weiteres dazu unter Zu 6.)
Warum sollte ich Ihre Frage betreffs Herrn Sparwels Messgerät mit 'Ja'
beantworten? Das hat doch gar nichts mit dem Problem der von Ihnen
unterstellten angeblichen Berechnungsgrundlage in unseren Geräten zu tun.
Wenn ein Sensor oder elektronisches Bauteil seinen 'Geist aufgibt', kann das
sehr gut zu solchem Verhalten führen. Die Ursache des Springens kann nur
unter Beachtung weiterer Randbedingungen analysiert werden. Warum lenken Sie
eigentlich immer von Ihrem Problem ab und versuchen (allerdings sehr
erfolgreich) andere in die Bredouille zu bringen? Rhetorisch sind Ihre
Beiträge Glanzlichter im Forum, aber vielleicht ist das gerade der Grund,
warum es thematisch sachlich nicht vorwärts geht.
So beklage ich mich nicht, dass man sich nicht mit mir in Verbindung setzt,
sondern dass man sich anmaßt zu wissen, was wir bzw. Ich denke, ohne
überhaupt nachzufragen. Außerdem ist es wohl aus Zeitgründen verständlich,
dass wir nicht jeden Kunden anfragen können, ob er Probleme mit unseren
Geräten hat.
Und natürlich und unbestritten machen wir auch 'Schnitzer'! Wir wären wohl
die ersten, denen das nicht passiert. Und wenn Sie wirklich alles für
möglich halten, dann vielleicht auch mal einen 'Schnitzer' der Ihnen
unterläuft.
Zu 3. Herr Kasselmann und 4. Herr Lange
Ich möchte helfen, aber nur formal und mich nicht weiter an der Diskussion
beteiligen (Siehe oben).
Ich habe mir Ihre Seiten angeschaut. Sie beide sprechen von Energiebilanz,
machen aber keine. Schema formal richtig (bis auf die Angabe Ho=106,4 % bei
Herrn Kasselmann, Ho ist ein Energiewert und wird in den Formeln auch so
verwendet!)
Und wenn Sie die Bilanzgrenzen so ziehen, gleich zu Herrn Lange, dessen
Bilanz auch nicht koerrkt und nachvollziehbar ist, können auch Sie nicht
über 100 % kommen. Im Endeffekt landen Sie beide bei der Siegert-Formel, diese
ersetzt keine Energiebilanz und es muss erst einmal geklärt werden, ob diese
bei dieser Setzung der Bilanzgrenzen angewendet werden darf. Sie müssen die
Vorgehensweise umdrehen, erst sauber die Energieströme bilanzieren bzw.
berechnen (an einem Beispiel) und dann mit dem Ergebnis der Siegert-Formel
vergleichen. So pauschal, wie Sie beide herangehen, lässt sich zwar gut
streiten, aber nichts beweisen!
Sie lassen in Ihren Betrachtungen, bedingt durch die
Siegert-Abgasverlustbetrachtung, die Nutzenergie (ENutz bei Herr Kasselman
und Eheizwasser bei Herrn Lange) völlig außen vor.
Ich bleib jetzt mal beim Schema von Herrn Lange, Herr Kasselmann
verkompliziert die Darlegung zunehmend, was zwar in wissenschaftlichen
Kreisen häufig anzutreffen ist, aber wenig zum Verständnis oder zur
Nachvollziehbarkeit anregt (warum einfach, wenn es kompliziert geht)!
Die vollständige Bilanz 2 von Herrn Lange macht das Dilemma sichtbar!
Delta_E verschwindet aus der Bilanz. Formal richtig, aber es muss ja irgendwo
bleiben. Entweder Sie betrachten vergleichend und führen ein Eheizwasser'
oder ein Eheizöl' ein, denn entweder Sie erhöhen die Nutzenergie um Delta_E
oder sie sparen Brennstoffenergie ein gegenüber dem Fall ohne
Plastikwärmetauscher! Beides kann die Siegert-Formel, so wie sie benutzt
wurde, nicht berücksichtigen! Das müsste näherungsweise funktionieren, wenn
die Bilanz über Eabgas'-Ezuluft geführt wird. Die Fehlergröße zu prüfen
überlasse ich Ihnen.
Durch die gewählte Darstellung suggerieren Sie, dass Eheizwasser und Eheizöl
für beide Fälle den gleichen Wert besitzen, bekräftigt und richtig gemacht
durch die Festlegung von T-Zuluft und T-Abgas auf 60 °C. In dieser Bilanz 1
vernachlässigen Sie dann aber, dass nach Verlassen der Bilanzgrenzen dem
Abgasenergiestrom Eabgas noch einmal stillschweigend eine Nutzenergie
Delta_E entzogen wird. Denn der wahre Abgas-Energieverlust ist in beiden
Fällen Eabgas'! Für Bilanz 1 ergibt sich dann ein Abgas[%] von

• Delta_E/Hu*100 %. Und damit nach Ihrer Rechnung mit Delta_E[%]=2,1 % ein

Wirkungsgrad von 101,6 %. Dabei ist die Formel für Delta_E etwas daneben.
Für die getroffenen Angaben ergibt sich genauer mit Luftmenge 12,23
m³/kgheizöl (entsprechend Luftverhältnis 1,1 bei 14 %CO2 im Abgas) ,
cpluft=1,304 kJ/m³/K und Hu=42700 kJ/kgHeizöl ein Wert von Delta_E=
797,4 kJ/kgHeizöl und damit Delta_E[%]=1,87 %. Auch ist Ezuluft nicht gleich
Eabgas (ca. 85 kJ/kgHeizöl mehr = 0,2 % bez. auf Hu), wie die Siegert-Formel
durch die Temperaturgleichheit ermittelt. Bilanzmäßig ergibt sich 1 kg
Abgas/kgHeizöl mehr als Zuluftstrom und dazu ist die spez. Wärmekapazität
des Abgases höher als die der Luft. Aber auch so bleiben noch 101,17 %
Wirkungsgrad bez. auf Hu bestehen. Unter der Annahme bzw. Voraussetzung von
T-Zuluft = T-Abgas steigt der Wirkungsgrad mit Abnahme und fällt mit Zunahme
dieser Temperaturen.
Auch sollten Sie sich präziser ausdrücken. Ein Wirkungsgrad wird nicht auf
einem Temperaturniveau definiert, sondern ergibt sich als Verhältnis aus
Nutzenergie zu eingebrachter Energie, in diesem Falle zu eingebrachter
Bezugsenergie Hu. Da spielt das Temperaturniveau überhaupt keine Rolle.
Zu 6. Herr Sparwel
Da meinerseits alles zum 'Vollbrennwertkessel' gesagt wurde möchte ich mich
hier nur mit dem Messgerät befassen. Obwohl Sie, wie Sie schreiben,
ausreichend informiert wurden sind, möchte ich doch darauf eingehen, da es
ja Anlass meines ersten Beitrages war und ich auch auf einen 'Schnitzer'
unsererseits aufmerksam machen will.
Ob Gas- oder Öl-Brennwertkessel ist meiner Meinung nicht maßgeblich für die
Schwankungen. Hier müssten erst der Verlauf auch der
Verbrennungslufttemperatur und des Sauerstoffmesswertes mit beachtet werden.
Sie geben bisher nur die Abgastemperatur an. Alle drei Werte gehen direkt in
die Abgasverlustberechnung ein und beeinflussen diesen in der Einlaufphase
entsprechend dem Ansprechverhalten der Sensoren in gleicher (abfallender)
Richtung, sodass größere Änderungen des Abgasverlustwertes in diesem
Einstellzeitraum der Messwerte möglich sind. Wenn Sie an der Lösung dieses
Problems noch interessiert sind, benötige ich die genannten Messwerte. Ihr
Messgerät Testo 300 XL hat keine Eingabemöglichkeit der Luftfeuchte. Bei der
Festlegung der angenommen Luftfeuchte im Gerät mit 80 % relative Luftfeuchte
bei 20 °C ist ein Programmierfehler unterlaufen. Dadurch wird die Luftfeuchte
nicht auf die 20 °C, sondern auf die gemessene Lufttemperatur bezogen. Das
heißt, bei hohen Verbrennungslufttemperaturwerten wird eine zu hohe
Luftfeuchte berücksichtigt (ohne Luftbefeuchtung). Damit werden in diesen
Fällen geringere Abgasverluste bzw. höhere Wirkungsgrade ermittelt,
allerdings erst, wenn die so ermittelte Abgastaupunkttemperatur
unterschritten wird. Also nur in der Kombination hohe
Verbrennungslufttemperatur und niedrige Abgastemperatur. Bitte auch
beachten, dass die Luftfeuchte sich über den Taupunkt nicht linear verändert.
Also je höher die Verbrennungslufttemperatur, desto größer der mögliche
Fehler. Dieses Problem ist kürzlich erstmals an uns herangetragen worden
und wird natürlich behoben werden. Auch werden wir die getroffenen Annahmen
für den Kunden in der BAL dokumentieren. Sollte dies auch bei Ihrer Messung
zutreffend gewesen sein, würde sich der evtl. zu hohe Wert von 104 %
erklären, nicht aber der Sprung um 6 %. Hier noch eine kurze
Zusammenstellung, ab wann bei 3 % O2 im Abgas von H-EL und Erdgas
entsprechend der Verbrennungslufttemperatur (80 % rF) der Taupunkt erreicht
wird (Angaben in °C):
TLuft TpAbgas H-EL TpAbgaserdgas
20 49,4 55,5
30 51,7 57,3
40 55,0 59,9
50 59,5 63,6
60 65,1 68,4
Wenn ich Ihnen weiterhelfen kann, nehmen Sie bitte direkt mit mir Kontakt
auf.
Ansonsten möchte ich mich hiermit aus dem Forum verabschieden.
Axel Brödel