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Heizkesseltausch Altbau - Ermittlung der notwendigen Leistung

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  •  Karl10
  •   Gold-Award
12.11. - 14.11.2024
16 Antworten | 9 Autoren 16
16
Ich weiß, Thema wird/wurde in zahlreichen Threads diskutiert, aber ich möchte mich da nicht irgendwo hineindrängen. Vor allem, weil dieses Thema in den Threads immer wieder sehr „verbreitert“ wird und ich würde hier gerne nur diese eine Fragestellung aufwerfen:
Im thermisch unsanierten Gebäude Baujahr 1985 werkt ein 20 Jahre alter 08/15 Gaskessel (kein Brennwertgerät). Aufgrund durchgehender Aufzeichnung des  täglichen Gasverbrauchs seit 20 Jahren ist bekannt, wieviel m³ Gas an den kältesten Tagen verbraucht werden. Dieser max. Tagesverbrauch beträgt 18 m³ (inkl. Warmwasser). Vorgabe und Annahme ist, dass am Gebäude nichts geändert wird und ausschließlich der Gaskessel ersetzt werden soll (z.B. Wärmepumpe, Pelletskessel oder was auch immer). Und daher stellt sich meines Erachtens ja nur die Frage, welche Mindestleistung die neue Wärmequelle  haben muss, um das Gebäude (ohne ergänzende Maßnahmen wie z.B. Heizstab, Kaminofen udgl.) am kältesten Tag gerade noch so warm zu bekommen, wie das bisher mit dem Gaskessel mit einem max. Tagesverbrauch von 18m³ der Fall war.
Ich wüßte daher gerne, welche Leistung z.B. eine Wärmepumpe (Annahme: Tiefensonde) oder ein Pelletskessel für dieses Gebäude zumindest aufweisen muss? Oder stell ich mir das mit diesem einfachen Gedankengang zu laienhaft vor und wenn ja, warum geht das so nicht?
PS (falls wichtig):
Die ständige Beheizung des Gebäudes erfolgt mittels Fussbodenheizung.
Ein ebenfalls vorhandener Heizkörperheizkreis für einige Kellerräume ist nur sporadisch an wenigen einzelnen Tagen pro Winter in Betrieb. Dabei wird mit max. 45° Vorlauftemperatur gefahren. Dieser vereinzelte Betrieb der Heizkörper ist im oben angegebenen max. Tagesverbrauch enthalten.   


  •  rabaum
  •   Gold-Award
12.11.2024  (#1)
In aller Kürze würde ich deine Situation wie folgt durchspielen:
18 m³ entsprechen grob 180 kWh.
Den Wirkungsgrad abgezogen bleiben bei 90% 162 kWh übrig.
162 kWh pro Tag dividiert durch 24 ergibt kWh/h.
Die Stunde herausgekürzt bleibt übrig: 6,75 kW.
Allerdings mit der Unsauberkeit des Warmwassers.

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  •  Karl10
  •   Gold-Award
12.11.2024  (#2)

zitat..
rabaum schrieb: Allerdings mit der Unsauberkeit des Warmwassers.

Versteh ich nicht ganz. Warmwasser ist in den 18m³ ja enthalten. Das muss ja dann die Wärmepumpe mit nach deiner Rechnung 6,75 kW genauso abdecken können. Wenn da die Fussbodenheizung mal zwischendurch eine Stunde während der Warmwasserbereitung steht, wird das keiner merken.

Und: wenn die Berechnung tatsächlich so einfach ist, wie du das rechnest, dann versteh ich die vielen seitenlangen und teilweise komplexen Diskussionen nicht ganz.


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  •  wuschi
  •   Bronze-Award
13.11.2024  (#3)

zitat..
Karl10 schrieb: wenn die Berechnung tatsächlich so einfach ist, wie du das rechnest, dann versteh ich die vielen seitenlangen und teilweise komplexen Diskussionen nicht ganz.

Die wenigsten wissen Tagesverbräuche mehrerer Jahre und haben eine lückenlose Fußbodenheizung. Beides ideale Voraussetzungen zum Umstieg aif WP WP [Wärmepumpe]


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  •  Panorama
13.11.2024  (#4)
Die Frage ist, welches Heizsystem du favorisierst. Wenn du z.B. von Gas auf Pellets umsteigst, gibt es bei der Leistung nicht soviel zu beachten. Habe selber einen Pelletkessel + 820 Liter Speicher. Die benötigte Leistung liegt bei mir bei ca. 8 kW. Habe bewusst einen Kessel mit 20 kW Leistung gewählt. Weshalb? Weil ich der Meinung bin, dass Heizkessel von den Herstellern auf eine bestimmte Lebensdauer ausgelegt sind. Nehmen wir an, dass die kalkulierte Lebensdauer 20 Jahre beträgt. Nehmen wir weiter an, dass diese Lebensdauer ist über alle Leistungsklassen gleich ist. Das würde bedeuten, dass man mit einem 10 kW Kessel etwa halb soviele Pellets in 20 Jahren verbrennt, wie mit einem 20 kW Kessel (bei gleichem Wärmebedarf). 

Ohne Pufferspeicher (Gas u. Ölkessel werden ja ohne Pufferspeicher genutzt) geht diese Rechnung nicht auf. Ein überdimensionierter Kessel würde ständig an und aus gehen (takten). Bei einem Pelletkessel mit Pufferspeicher ist das anders. Hier füllt der Kessel den Puffer und geht dann für einige Stunden aus. Je größer der Kessel, desto kürzere Laufzeiten, desto länger die Lebensdauer.

Soweit meine Theorie. In den einschlägigen Pelletkessel-Foren, wird mehrheitlich eine andere Strategie verfolgt. Dort versuchen die Nutzer mit einem möglichst klein dimensionierten und modulierenden Kessel, möglichst lange Laufzeiten zu erzielen. Zum Vergleich: Bei gleichem Heizwärmebedarf wie bei mir, läuft mein Kessel ca. 800 h/Jahr. Der Pelletkessel eines Users in diesem Forum kommt auf rund 2.600 Betriebsstunden pro Jahr (bei sonst identischen Rahmenbedingungen).

Soweit meine Theorie zur Leistung eines Pelletkessels. Zur WP WP [Wärmepumpe] kann ich nichts sagen. Ich lese hierzu zwar auch in den einschlägigen Foren. Allerdings befürchte ich, dass auch bei Wärmepumpen in den Foren z.T. Meinungen vertreten werden, die meinen eigenen Theorien (wenn ich den zu Wärmepumpen welche hätte - habe ich wie gesagt nicht) vermutlich widersprechen würden. 

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  •  rabaum
  •   Gold-Award
13.11.2024  (#5)

zitat..
Karl10 schrieb: Versteh ich nicht ganz. Warmwasser ist in den 18m³ ja enthalten. Das muss ja dann die Wärmepumpe mit nach deiner Rechnung 6,75 kW genauso abdecken können.

Weil keiner genau weiß, wieviel WW WW [Warmwasser] ihr braucht, muss man sich da irgendwie annähern. Es gibt fiktive Nutzungsstunden (Heizen) pro Tag, die mit 18 angesetzt werden, der Rest ist Pause oder WW WW [Warmwasser]. Du braucsht für Warmwasser nicht mehr kW, sondern mehr kWh. Die Wärmepumpe muss nicht stärker sein, sie läuft nur länger. 

Du kannst mir auch noch den gesamten Gasverbrauch eines Winters nennen, dann kann man von der Seite auch noch hinrechnen. Energieausweis oder Klimadaten (NAT, HGT) hast du?

zitat..
Karl10 schrieb: wenn die Berechnung tatsächlich so einfach ist

Die Berechnung ist in der Tat nicht sonderlich schwierig, wenn man mathematisch und physikalisch grundbegabt ist. Viele Installateure haben das aber nicht drauf, sondern machen das, was sie schon immer gemacht haben. Die vielen Threads dazu kennst du ja sicher.

edit:
Hast du Verbräuche aus dem Sommer, wo nur WW WW [Warmwasser] gemacht wird?

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  •  stefano
  •   Bronze-Award
13.11.2024  (#6)

zitat..
Karl10 schrieb:

Und: wenn die Berechnung tatsächlich so einfach ist, wie du das rechnest, dann versteh ich die vielen seitenlangen und teilweise komplexen Diskussionen nicht ganz.

Es in der Tat so einfach auf eine realle Heizlast zu kommen. Da reichen die Jahresverbräuche von ein paar Jahren locker aus.

Die Auswahl der WP WP [Wärmepumpe] ist auch nicht viel schwerer, wenn die Rahmenbedingungen passen. Bei der Luft/Wasser-WP musst du etwas aufpassen. Da würde ich immer über das Leistungsdiagramm und der Gebäudekennlinie (aus Heizlast) auslegen.

zitat..
Panorama schrieb: Je größer der Kessel, desto kürzere Laufzeiten, desto länger die Lebensdauer.

In der Regel führt eine kurze, stärkere Belastung zu mehr Verschleiss als konstant und wenig Belastung.


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  •  Karl10
  •   Gold-Award
13.11.2024  (#7)

zitat..
Panorama schrieb: Die Frage ist, welches Heizsystem du favorisierst.

Favorit sind tatsächlich die Pellets. Wärmepumpe+Tiefenbohrung (RGK oder LWWP LWWP [Luft-Wasser-Würmepumpe] kommen nicht in Frage) ist zwar machbar,  aber aufgrund der örtlichen Gegebenheiten aus verschiedenen Gründen aufwändig und die Einbindung in den Bestand eine relativ komplexe Aufgabe.
Anstelle des Gaskessels einen Pelletsofen hinzustellen (bestens geeigneter Raum für Pelletslagerung gegeben) braucht praktisch keine Eingriffe ins bestehende (bestens funktionierende) System und ist im Vergleich mit Wärmepumpe+Bohrung in der Anschaffung erheblich billiger.
Überrascht hat mich dein Hinweis+Begründung hinsichtlich der Überdimensionierung. In den Wärmepumpenthreads ist ein Puffer ja ein rotes Tuch. Rechtfertigt eine allfällige längere Lebensdauer des Kessels tatsächlich die Überdimensionierung + Puffer? Bin gespannt, ob es da einen Aufschrei gibt....?
Obwohl: im konkreten Fall wäre Puffer (gespeist von Festbrennstoffkessel und großer Solar - letztere auch für Heizungsunterstützung) sogar vorhanden - allerdings mit rund 5.500 ltr. Das wird einem Pelletskessel wohl zuviel sein. Angedacht wäre daher gewesen, den (modulierenden und leistungsangepassten) Pelletskessel so wie bisher den Gaskessel, am Puffer vorbei  direkt in die Heizkreise heizen zu lassen. 

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  •  hegoss
13.11.2024  (#8)
und wie ist der Jahresverbrauch im Mittel der letzten Jahre ?

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  •  rabaum
  •   Gold-Award
13.11.2024  (#9)

zitat..
Karl10 schrieb: Wärmepumpenthreads ist ein Puffer ja ein rotes Tuch.

Wir müssen nur aufpassen, dass wir nicht Kraut & Rüben durcheinanderwerfen bei der Betrachtung. Pellets haben durch eine Flamme immer eine gewisse Übertemperatur, es gibt halt keine Verbrennung bei 28 oder 30 Grad. Die Betrachtung der Takte muss hier anders erfolgen. Eine nochmalige Überdimensionierung halte ich dennoch für kontraproduktiv, weil Pellets bei der Leistung meistens schon übers Ziel hinausschießen.


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  •  RePu
13.11.2024  (#10)
Wir haben bei meinen Schwiegereltern beim unsanierten Haus auch eine Pelletsheizung einbauen lassen.(alles HK)
Ich habe mich damals gut beraten lassen und schildere dir mal meinen Wissensstand, da die Anlage jetzt seit 2 Jahren recht gut funktioniert.

Wenn du ohne Puffer fahren willst sollte der Kessel auf keinen Fall überdimensioniert sein.
Am besten direkt vom Hersteller beraten lassen.ETA und Guntamatic sind meiner Meinung nach die hochwertigsten am Markt. Aber auch dort kann ein kleiner Puffer sinnvoll sein wenn du in der Übergangszeit sehr kleine Heizlasten hast.(aber eher nur 500 statt 5000l). Eventuell mit Frischwassermodul wenn dein Wasser nicht zu kalkhaltig ist, da dann der Warmwasserspeicher entfällt.
Ein Puffer hat auch immer Verluste, das muss halt klar sein.

Wenn du eine nicht modulierende Pelletsheizung willst (z.B. Ökofen) dann brauchst du unbedingt den Pufferspeicher, weil die Heizung sonst laufend taktet.
Und da ist es denke ich ähnlich wie bei der Wärmepumpe, umso mehr Starts umso mehr Verschleiss.

Lass dir auf keinen Fall ein zu großes Gerät einreden, das wird bei den Pelletsheizungen leider gerne gemacht.

Vorteil von Pellets meiner Meinung nach:
Hoher Vorlauf kein Problem. (bei dir nicht nötig, da du FBH FBH [Fußbodenheizung] hast)
Du kannst wenn du ausreichend Lagerraum hast, kaufen wenn sie günstig sind.(was bei Strom schwer möglich ist)
Umbau wenn ein Lagerraum vorhanden ist relativ einfach

Nachteile:
Asche muss regelmäßig geleert werden
Rauchfangkehrer je nach Bundesland 2-3/Jahr
zumindest 1x im Jahr solltest du die Anlage ordenltich reinigen mit dem Aschesauger

Den großen Verschleiss den manche als Nachteil sehen, kann ich nicht bestätigen.
Meine Schwester hat seit 20 Jahren einen Guntamatic im Einsatz, ohne Puffer und hat bislang bis auf den Zündföhn noch nichts tauschen müssen.

In deinem Fall ist sicher beides möglich, will nicht für oder gegen ein System sprechen.

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  •  Panorama
13.11.2024  (#11)
Habe selber fast 20 Jahre einen Pelletkessel ohne Puffer betrieben. Das würde ich aber nicht empfehlen. Aktuell habe ich einen 820 Liter Puffer und würde darauf auf keinen Fall verzichten wollen. Die paar Euro, die ein Puffer mehr kostet, rechtfertigen den Verzicht auf keinen Fall.

Was die Abstrahlungsverluste eines Puffers angelangt: Im Sommer heizt der Puffer auf ca. 65 Grad auf und wir duschen täglich drei Personen 8 Tage lang. D.h. die Verluste sind sehr gering.

Puffergröße: Wir haben bei ca. 3 to Verbrauch 820 Liter mit Spirale für Warmwasser. Darunter würde ich nicht gehen (sollte dein Heizwärmebedarf größer sein, dann den Puffer evtl. auch etwas größer).

Das ein Kessel bei voller Leistung einen etwas höher Verschleiß hat (die Anlagenteile wie Förderschnecken, Kettenantrieb etc. drehen sich etwas schneller), mag stimmen. Ich bezweifle jedoch, dass der Kessel mit der höheren Betriebsstundenzahl in Teillast aus meinem Beispiel (Kessel 1: 850 Betriebsstunden/Jahr; Kessel 2: 2.600 Betriebsstunden/Jahr) weniger Verschleiß hat, als der Kessel mit 850 h/a in Volllast.

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  •  Karl10
  •   Gold-Award
13.11.2024  (#12)

zitat..
rabaum schrieb: Die Berechnung ist in der Tat nicht sonderlich schwierig, wenn man mathematisch und physikalisch grundbegabt ist.

Ok, deine obige Berechnung hab ich ohnehin schon selber angestellt gehabt. War halt verunsichert, weil in manchen Threads zu Heizungsumstellungen - meist auf Wärmepumpen ausgerichtet - sehr komplex und fast wissenschaftlich diskutiert wird.

Aber bleiben wir zunächst mal bei Pellets und meiner eigentlichen Frage:
Welche Leistung muss ein Pelletskessel haben, um das Gebäude genauso mit Wärme zu versorgen, wie das bisher der Gaskessel  mit einem Tagesverbrauch von 18m³ Gas bewerkstelligt hat?
Deine (und auch meine) Antwort dazu ist: 6,75 kW. Richtig??
Das würde bedeuten, dass ein 6,75 kW-Pelletskessel an einem solchen (einzelnen) Spitzentag theoretisch 24 Stunden mit voller Leistung durchläuft. An allen übrigen Tagen wird er mehr oder weniger oft zwischendurch abschalten/takten. Fröhling hat beispielsweise einen 7 kW-Kessel im Programm. Der würde also passen?

Hinsichtlich Warmwasser: Im genannten Tagesverbrauch von 18m³ Gas ist die WW WW [Warmwasser]-Bereitung inkludiert. 17,5m³ davon gehen in die Heizung und max.! 0,5m³ Gas verbraucht der Gaskessel fürs tägliche Warmwasser. Muss man da wirklich über das WW WW [Warmwasser] nachdenken? Die max. 0,5 m³ Gas entsprechen rund 5kWh. Die erbringt ein 7kW Pelletskessel in ca. 0,75 Stunden - 1x in 24h!  Diese 3/4 Stunde Pause wird die Fussbodenheizung nicht merken, oder?
   
Vielleicht noch einige Infos zum besseren Verständnis der Situation:
Geheizt wird aus 3 Quellen: 30m2 Solarthermie, Holz und Gas. Holz wird nach Lust und Laune eingesetzt, mal mehr mal weniger. Der Holzkessel liefert ausschließlich in den Puffer. Die Sonne/Solar ist auch nicht steuerbar - sie liefert halt, sobald was da ist - den Puffer freuts. Der Gaskessel springt an, wenn Holz und Solar nichts mehr bringt (also der Puffer leer ist). Daher ist die Frage nach Jahresgasverbrauch hinfällig (hat in der Vergangenheit zwischen 500 und 1.700m³ pro Jahr geschwankt).
WW im Sommer macht ausschließlich die Solar. Die Solar besorgt in der Regel auch die Heizung bis Ende Oktober, erst dann brauchts erstmalig Holz oder Gas (vom Sommer her kommt ja ein voller Puffer mit 5.500 ltr. und 80°C, der die Fussbodenheizung mit Vorlauftemperaturen unter 30° in der Übergangszeit lange bedienen kann). Im Frühjahr schafft es die Solarthermie schon oft in der 2. Märzhälfte ganz alleine.  
Der Gaskessel (künftig Pellets) wird am Anfang bzw. Ende der Übergangszeit daher nicht benötigt. Daher reduzieren sich auch die Zeiten, wo dann übermäßig getaktet wird.
Somit schließt hier die Frage an, ob ein knapp dimensionierter Pelletskessel nicht auch ohne Puffer möglich ist?
Und es sollte sich daraus auch erklären, warum ich nur wissen will, mit welcher Leistung eines Pelletskessel ich den kältesten Wintertag schaffe. Alle anderen Fragen, die hier teilweise aufgeworfen wurden (Jahreverbrauch, Heizlasten udgl.), spielen nach meiner - laienhaften? - Einschätzung eigentlich keine Rolle, oder? Vielleicht sehe ich das auch deshalb so, da das bisherige System für meine Bedürfnisse bis auf das Problem der überdimensionierten Solar im Sommer (wohin mit der Wärme?) nahezu perfekt funktioniert und sehr gut auf das nicht sanierte Gebäude aus 1985 passt. Es soll einfach nur der Gaskessel ersetzt werden. Und nein: thermische Sanierung des Gebäudes wird es in absehbarer Zeit nicht geben.

Vielen Dank für eure Beiträge....

 




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  •  rabaum
  •   Gold-Award
13.11.2024  (#13)

zitat..
Karl10 schrieb: Muss man da wirklich über das WW WW [Warmwasser] nachdenken?

Das WW WW [Warmwasser] wird nach unten jetzt kein Gamechanger. Vor allem gibt es eh keine so feinen Abstufungen.

In den irren Köpfen mancher Installateure läuft es aber so:
P tot = 8 kW
P real = 6,x kW
WW-Zuschlag für 4 Personen = 0,4 kW (Blödsinn)
Macht 8,4 kW für den Insti, das ist aber in seinen Augen mehr als die kleine WP WP [Wärmepumpe] kann, drum greift er zur 12er. Die 6er hätte es auch locker getan und schwupps hast du eine 100% überdimensionierte Kiste. 

zitat..
Karl10 schrieb: Diese 3/4 Stunde Pause wird die Fussbodenheizung nicht merken, oder?

Völlig richtig, das ist irrelevant.

zitat..
Karl10 schrieb: Fröling hat beispielsweise einen 7 kW-Kessel im Programm. Der würde also passen?

Würde sagen ja. Wenn ich das Datenblatt richtig lese, kann der von 2-7 kW Leistung abgeben. Wie gesagt, bin aber kein Pelletsexperte. 


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  •  RePu
13.11.2024  (#14)

zitat..
Karl10 schrieb:
An allen übrigen Tagen wird er mehr oder weniger oft zwischendurch abschalten/takten. Fröhling hat beispielsweise einen 7 kW-Kessel im Programm. Der würde also passen?

Wichtiger als die obere Leistungsgrenze ist wie weit er runter modulieren kann.
Dann kannst du auch den 10kW nehmen, er kommt genauso auf 2kW runter.

Ständig takten soll er eben nicht, daher soll er die Leistung eben möglichst tief runter regulieren können wenn er ohne Puffer betrieben wird.

Beim Warmwasser gebe ich keinen Boiler Vorrang dann läuft auch die Heizkreispumpe weiter und du bekommst längere Laufzeiten.

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  •  opa12
  •   Bronze-Award
13.11.2024  (#15)

zitat..
Karl10 schrieb:
Und nein: thermische Sanierung des Gebäudes wird es in absehbarer Zeit nicht geben.
Vielen Dank für eure Beiträge....

OK; aber wenn noch nicht gemacht, ist die Dämmung der obersten Geschossdecke in Eigenregie recht einfach zu machen und bringt auch viel.

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  •  Akani
14.11.2024  (#16)
Nehmen wir beispielsweise ETA als Kesselhersteller. Zugegeben, verbau die seit 2006 mit wirklich nur eine Hand voll Probleme also verschwindend gering.
Untere Leistungsgrenze 2,3 Kw bei Leistungsstufen 7/11/15 Kw, diese sind nach oben Softwareseitig begrenzt.
Grund pro Kw Leistung sollten 30 ltr Waser zur Verfügung stehen. 
Holzfeuerung braucht Zeit, Pellets sind das ebenfalls nur automatisiert und Laufzeiten sollten 30 Min nicht unterschreiten, daher werden hier immer Pufferspeicher empfohlen.
Allerdings bei 30m2 Thermischer Solaranlage solltest du pro M2 100ltr Puffervolumen rechnen.
Dann könntest nur den oberen Trli des Puffers über Pellets heizen.
Ich versuche Puffer so aus zu legen das einmal durchladen am Tag ausreichend sind

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