„Die Energiewende ist in den deutschen Heizungskellern noch nicht angekommen. Dies verdeutlicht die vom Bundesverband Deutscher Heizungsindustrie  vorgelegte Auswertung über den energetischen Zustand der Heizungsanlagen in Deutschland. Von den insgesamt rund 21,2 Millionen zentralen Wärmeerzeugern sind 80 Prozent der Anlagen unzureichend effizient und damit modernisierungsbedürftig. Die Anzahl der Geräte, die sich auf dem Stand der Technik befinden und zusätzlich Erneuerbare Energien einkoppeln, beträgt gerade einmal 20%.“

In gewerblichen Unternehmen sind neben den Stromkosten die Kosten für die Wärmebereitstellung für Heizung und Warmwasser die größten Energiekostenträger. Die bestehenden Heizungssysteme sind teilweise überdimensioniert, veraltet oder arbeiten nicht energieeffizient. In den Wärmeversorgungssystemen steckt ein erhebliches Energieeinsparpotential. Der erste Schritt zur Energieeffizienzsteigerung sollte die Optimierung des gesamten Heizungssystems in Verbindung mit dem hydraulischen Abgleich sein. Verbesserungsmaßnahmen zur Energieeffizienz im Wärmeversorgungssystem können aber auch über die einzelnen Komponenten, wie Wärmeerzeuger, Pumpen und Rohrleitungen, Speicher, Wärmeüberträger sowie Steuerung und Regelung erreicht werden.
Die Heizungssysteme in Unternehmen des Handwerks unterscheiden sich von denen im Wohnungsbau. Sie werden im folgenden Abschnitt kurz vorgestellt und miteinander verglichen.


Die gewerblichen Betriebsgebäude umfassen in der Regel Büro- und Verwaltungsräume als auch Werkstätten oder Werkhallen. Durch das breite Spektrum der Gewerbebauten und die verschiedenen Nutzungsmöglichkeiten kommen mehr Heizungsvarianten zum Einsatz als in Wohn- oder Bürogebäuden.

Bei Werkstatt- oder Produktionshallen unter­scheidet man die Heizsysteme:

• Warmluftheizung, direkt oder indirekt befeuert (gas-strombetrieben, Warmwasserheizung, Elektro)
• Strahlungsheizung
  Infrarotheizung als Hellstrahler (Gas), Dunkelstrahler (Gas)
  Deckenstrahl­platten (Warmwasser)
• Flächenheizung
  Fußbodenheizungen (Warmwasserheizung, Elektro), Bauteilaktivierung

Welches Heizsystem für den Betrieb optimal und energiesparend ist, hängt von der Art der Nutzung und den baulichen Gegebenheiten ab. Eine weiterführende Information „Beheizung von Hallen und hohen Räumen“ hat die Energieagentur Nordrhein-Westfalen im Jahre 2007 herausgegeben. Diese betrachtet die verschiedenen Hallenheizungssysteme unter den Kriterien Funktionsweise, Regelung und Einsatzbereiche.

Die folgende Abbildung vergleicht die gängigsten Heizsysteme, die in Hallen und Werkstätten zu finden sind.

Diese Zahlen verdeutlichen, dass im Bereich der Wärmeerzeugung ein hohes Energieeinsparpotential besteht. Der Großteil der Anlagen ist über 20 Jahre alt und verbraucht deutlich mehr Energie als Neuanlagen. Durch die steigenden Energiepreise werden die Energiekosten für die Unternehmen zu einem erheblichen Kostenfaktor. Umso mehr zahlt es sich aus, wenn Unternehmen sich frühzeitig mit dem Thema Energieeffizienz im Betrieb auseinandersetzen, um ihre Heizkosten zu senken.
Der folgende Leitfaden betrachtet die Möglichkeiten der Steigerung der Energieeffizienz bei der Bereitstellung von Raumwärme und Warmwasser, bei der Be- und Entlüftungs- sowie Klimatisierungsanlagen in Unternehmen. Die energetische Nutzung der Prozesswärme wird in dem Querschnittsthema Abwärmenutzung bearbeitet.

 

Rechtliche Anforderung an Anlagen der Heizungs-, Klima- und Lüftungstechnik
Es gibt für Anlagen der Heizungs-, Klima- und Lüftungstechnik eine Reihe von rechtlichen Vorgaben für die Planung, Errichtung, Betrieb, Instandhaltung und Prüfung, die auch Anforderungen an die Energieeffizienz stellen.

Gesetz zur Einsparung von Energie und zur Nutzung erneuerbarer Energien zur Wärme- und Kälteerzeugung in Gebäuden (Gebäudeenergiegesetz - GEG)
GEG 2020

Das Gebäudeenergiegesetz ist ein wichtiger Schritt zur Umsetzung der Eckpunkte des Klimaschutzprogramms 2030. Das GEG ist am 1. November 2020 in Kraft getreten. Das bisherige Energieeinsparungsgesetz (EnEG), die bisherige Energieeinsparverordnung (EnEV) und das bisherige Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) treten mit dem Inkrafttreten des GEG außer Kraft. Es wurde ein einheitliches Regelwerk für die energetischen Anforderungen an Neubauten, an Bestandsgebäude und an den Einsatz erneuerbarer Energien zur Wärme- und Kälteversorgung von Gebäuden geschaffen.

Gesamtenergiebedarf und baulicher Wärmeschutz (§ 18 f GEG 2020)
Zu errichtende Nichtwohngebäude sind so zu errichten, dass der Jahres-Primärenergiebedarf für Heizung, Warmwasserbereitung, Lüftung, Kühlung und eingebaute Beleuchtung das 0,75-fache des auf die Nettogrundfläche bezogenen Wertes des Jahres- Primärenergiebedarfs eines Referenzgebäudes, das die gleiche Geometrie, Nettogrundfläche, Ausrichtung und Nutzung wie das zu errichtende Gebäude aufweist und der technischen Referenzausführung der Anlage 2 GEG entspricht, nicht überschreitet.
Der bauliche Wärmeschutz ist einzuhalten. Die Höchstwerte der mittleren Wärmedurchgangskoeffizienten der wärmeübertragenden Umfassungsfläche in Anlage 3 GEG dürfen nicht überschritten werden.

Nutzung von erneuerbaren Energien zur Wärme- und Kälteerzeugung (§ 34 – 56 GEG 2020)
Für Neubauten schreibt der Gesetzgeber vor, dass zur Deckung des Wärme- und Kälteenergiebedarfs ein festgelegter Anteil an erneuerbaren Energien zu decken ist.

Bei der Wärmeerzeugung beträgt der Anteil

• bei solarthermischer Nutzung und Photovoltaik mindestens 15 % und
• bei der Nutzung von Geothermie oder Umweltwärme, fester, flüssiger und gasförmiger Biomasse mindestens 50 %.

Bei der Kälteerzeugung ist der Anteil maßgebend, der auch im Fall einer reinen Wärmeerzeugung aus dem gleichen Energieträger gilt. Zum Beispiel: Wird die Kälte unmttelbar duch die Nutzung von Geothermie oder Umweltwärme bereitgestellt, so ist der auch bei Wärmeerzeugung aus diesem Energieträger geltende Anteil von 50 % am Wärme- und Kälteenergiebedarf maßgebend.

Anstelle der anteiligen Deckung des Wärme- und Kälteenergiebedarfs durch die Nutzung erneuerbarer Energien kann der Energiebedarf auch dadurch erfüllte werden, durch die Nutzung der Abwärme

• direkt oder mittels Wärmepumpe (Abwärme) zu mindestens 50 %
• aus einer hocheffizienten Kraft-Wärme-Kopplungsanlage zu mindestens 50 %
• aus einer Brennstoffzellenheizung zu mindestens 40 %

oder durch Bezug von Fernwärme oder Fernkälte, die anteilig durch die Nutzung erneuerbarer Energien erzeugt wurde.

Für bestehende Gebäude ist die Nutzung erneuerbarer Energien zur Wärmeerzeugung nur bei öffentlichen Gebäuden verpflichtend (§ 52 GEG), wenn sie grundlegend renoviert werden.

Es ist zu empfehlen, die geltenden Regelungen des jeweiligen Bundeslandes zu erfragen, denn diese können von Bundesland zu Bundesland unterschiedlich sein. So beispielsweise die Nutzung erneuerbarer Energien bei der Sanierung von Wohngebäuden.

Anlagen der Heizungs-, Kühl- und Raumlufttechnik sowie der Wasserversorgung (§ 57 – 73 GEG 2020)
Das GEG nimmt die Betreiber von Anlagen der Heizungs-, Kühl- und Raumlufttechnik sowie der Wasserversorgung in die Pflicht. Die Anlagen der Heizungs-, Kühl- und Raumlufttechnik sowie der Wasserversorgung sind sachgerecht zu bedienen, zu warten und instand zu halten. Es darf durch Veränderungen an den bestehenden Anlagen der Heizungs-, Kühl- und Raumlufttechnik keine energetische Verschlechterung des Gebäudes eintreten.

Einbau und Ersatz
Das GEG 2020 fordert bei Einbau und Ersatz von Verteilungseinrichtungen und Warmwasseranlagen die Ausstattung von selbsttägig wirkenden Einrichtungen zur Verringerung und Abschaltung der Wärmezufuhr wie z. B. die raumweise Regelung der Raumtemperatur.

Bei Klimaanlagen und sonstigen Anlagen der Raumluftechnik sind die Anlagenbetreiber verpflichtet, Einrichtungen zur Be- und Entfeuchtung der Raumluft und zur selbsttätigen Regelung der Volumenströme in Abhängigkeit der thermischen und stoffliche Lasten und in Abhängigkeit von der Zeit einzubauen, wenn der Zuluftvolumenstrom größer als 9 m3 pro Stunde versorgter Nettogrundfläche bei Nichtwohngebäuden und Gebäudenutzfläche bei Wohngebäuden ist.

Nachrüstpflichten
Viele Betriebe (Nichtwohngebäude) werden der Nachrüstungsverpflichtung für heiztechnische Anlagen nach § 71 ff GEG 2020 nachkommen müssen.

1. Es sind die Wärmeverteilungs- und Warmwasserleitungen sowie Armaturen in nicht beheizten Räumen zu dämmen bzw. die Wärmeabgabe zu begrenzen. Diese Maßnahmen erweisen sich häufig als sehr wirtschaftlich.

2. Öl- und Gasheizungen, die vor dem 1. Januar 1991 eingebaut oder aufgestellt wurden, dürfen nicht mehr betrieben werden.

3. Öl- und Gasheizungen, die ab dem 1. Januar 1991 eingebaut oder aufgestellt wurden und älter als 30 Jahre sind, dürfen nicht mehr betrieben werden.

Auskunft über das Alter der Heizung gibt unter Umständen das Typenschild. Entscheidend für den Heizungsaustausch ist das Datum der Inbetriebnahme. Danach wird der nach der gesetzlich vorgegebenen, maximalen Betriebszeit der Außerbetriebnahme-Zeitpunkt errechnet.

Von der Austauschpflicht sind einige Heizungen ausgenommen:

• Anlagen in Mehrfamilienhäusern, deren Nennleistung größer als 400 Kilowatt ist,
• kleine Anlagen mit einer Nennleistung, die kleiner als vier Kilowatt ist
• sowie sämtliche Brennwert- und Niedertemperaturkessel.

4. Ab dem 1. Januar 2026 dürfen Heizkessel, die mit Heizöl oder mit feste fossilem Brennstoff beschickt werden, zum Zwecke der Inbetriebnahme in ein Gebäude nur eingebaut oder in einem Gebäude nur aufgestellt werden, wenn der Wärme- und Kältebedarf anteilig durch Nutzung erneuerbare Energien gedeckt wird. Der Einbau einer Ölheizung ist auch erlaubt, wenn kein Gas- oder Fernwärmenetz vorhanden ist und keine erneuerbaren Energien anteilig eingebunden werden können. Hat jemand bereits seine Ölheizung mit einer solarthermischen Anlage kombiniert, so kann er jederzeit einen Kesseltausch durchführen. Diese Verpflichtung gilt für den Neu- als auch den Altbau.

Energetische Inspektion von Klimaanlagen (§ 74 – 78 GEG 2020)
Um eine ordnungsgemäße Funktionsweise sicherzustellen, sollten Betreiber ihre Klimaanlagen und kombinierten Klima- und Lüftungsanlagen im eigenen Interesse regelmäßig von unabhängigen Sachverständigen prüfen lassen. Zudem fordert das Gebäudeenergiegesetz die Inspektion von Klimaanlagen und kombinierten Klima- und Lüftungsanlagen in Bestandsgebäuden.

Pflichten für Betreiber von Klimaanlagen und kombinierten Klima- und Lüftungsanlagen
Ein bedarfsgerechter und energieeffizienter Betrieb einer Klimaanlage oder einer kombinierten Klima- und Lüftungsanlage erfordert regelmäßige Wartung und Kontrolle. Gemäß GEG besteht für Betreiber die Pflicht, solche Anlagen mit einer Nennleistung für den Kältebedarf von mehr als 12 Kilowatt regelmäßig energetisch inspizieren zu lassen. Befinden sich gleichartige Anlagen in vergleichbaren Nichtwohngebäuden, besteht die Möglichkeit stellvertretend stichprobenweise Inspektionen durchzuführen. Weitere Ausnahmen für Klimaanlagen und kombinierte Klima- und Lüftungsanlagen in Wohngebäuden sind im § 74 des GEG 2020 geregelt.

Durchführung und Umfang der Inspektion gemäß § 75 GEG 2020
Zur Inspektion der Klimaanlage und kombinierte Klima- und Lüftungsanlagen gehören die Prüfung der Komponenten, die den Wirkungsgrad der Anlage beeinflussen, und der Anlagendimensionierung im Verhältnis zum Kühlbedarf des Gebäudes.

Fristen für Inspektionspflichten gemäß § 76 GEG 2020
Für die erste energetische Inspektion nach § 76 des GEG 2020 ist relevant, in welchem Jahr die Klimaanlagen und kombinierte Klima- und Lüftungsanlagen in Betrieb genommen oder wesentliche Bauteile erneuert wurden. Die Inspektion ist erstmals im zehnten Jahr nach der Inbetriebnahme oder der Erneuerung wesentlicher Bauteile durchzuführen. Abweichend sind Klimaanlagen und kombinierte Klima- und Lüftungsanlagen, die am 01. Oktober 2018 mehr als 10 Jahre alt waren und noch keiner Inspektion unterzogen wurden, spätestens bis zum 31. Dezember 2022 erstmals einer Inspektion zu unterziehen.

Fachkunde des Inspektionspersonals und Inspektionsbericht (§ 77 f GEG)
Für die Inspektion der Klimaanlagen und kombinierten Klima- und Lüftungsanlagen wird die Fachkunde vorausgesetzt. Personen mit berufsqualifiziertem Hochschulabschluss der fachbezogenen Fachrichtungen mit Berufserfahrung oder Ausbildungsschwerpunkt, Handwerksmeister aus dem Bereich Sanitär-Heizungs- und Klimatechnik oder Handwerker mit vergleichbaren Qualifikationen sowie staatlich geprüfte Techniker erfüllen diese Anforderung. Zu ihren Aufgaben gehört die Erstellung des Inspektionsberichtes.

Achten Sie als Anlagenbetreiber auf die Unterschrift oder Faksimile der Unterschrift und die eingetragene Registrierungsnummer im Inspektionsbericht.

 

Kleinfeuerungsanlagenverordnung (1. BImSchV)
Kleinfeuerungsanlagenverordnung
Bis zum 22.03.2012 enthielt die 1. BImSchV nur für Holzfeuerungsanlagen über 15 kW und für Öl- und Gasfeuerungsanlagen über 11kW Nennwärmeleistung Emissionsgrenzwerte, deren Einhaltung nach Inbetriebnahme sowie durch wiederkehrende Messungen des Schornsteinfegers nachzuweisen war.
Wegen besserer Wärmedämmung und gestiegener Effektivität der Heizungsanlagen werden heutzutage oftmals Anlagen mit geringerer Nennwärmeleistung eingebaut. Die novellierte Verordnung enthält daher strengere Grenzwerte für alle Anlagen ab 4 Kilowatt Nennwärmeleistung, deren Einhaltung im Rahmen von wiederkehrenden Messungen einzuhalten ist (mit Ausnahme der Einzelraumfeuerungsanlagen).

Anforderungen an neue Heizungsanlagen für Festbrennstoffe
Für alle ab dem 22.03.2010 errichteten Heizungsanlagen für Festbrennstoffe ab 4 kW gelten Emissionsbegrenzungen für Kohlenmonoxid und Staub, deren Einhaltung alle 2 Jahre durch Schornsteinfegermessungen nachzuweisen sind. Hier existieren 2 Grenzwertstufen, wobei derzeit davon ausgegangen wird, dass die Staubgrenzwerte der Stufe 2, welche für alle ab dem 01.01.2015 errichtete Anlagen gelten, nur in Verbindung mit Staubabscheideeinrichtungen eingehalten werden können. Lediglich die Hersteller von Pelletheizungen sollten in der Lage sein, die Einhaltung der Emissionsbegrenzung rein durch konstruktive Maßnahmen zu erreichen.

Um der Tatsache Rechnung zu tragen, dass viele Heizungsanlagen im Teillastbetrieb ein ungünstigeres Emissionsverhalten aufweisen als unter Volllast, müssen diese Anlagen zudem mit einem Pufferspeicher ausgerüstet sein, so dass nicht benötigte Wärme gespeichert werden kann.
In Abhängigkeit von der Art des Festbrennstoffes wurden die Grenzwerte für Staub und Kohlenmonoxid (CO) in zwei Stufen verschärft. In der Stufe 1, die seit 2010 einzuhalten ist, sollen Grenzwerte gelten, die dem derzeitigen Stand der Technik entsprechen und von modernen Anlagen heute gut eingehalten werden können. In der Stufe 2, die ab dem Jahr 2015 einzuhalten ist, gilt für Staub generell ein Grenzwert von 20 mg/m³. Dies setzt weitere Entwicklungen in der Anlagentechnik voraus, wobei bereits heute modernste Anlagen, wie Pelletheizungen mit dem Blauen Engel, den Grenzwert von 20 mg/m³ im Betrieb einhalten können.

Anforderungen an Heizungsanlagen für Festbrennstoffe, die vor dem 22.03.2010 errichtet wurden:
Für vor dem 22.03.2010 errichtete Heizungsanlagen für Festbrennstoffe gab es Emissionsbegrenzungen ursprünglich erst ab einer Größe von 15 kW. Diese Grenzwerte sind nach wie vor gültig. Zukünftig müssen jedoch alle Altanlagen ab 4 kW, für die bisher keine Messpflicht bestand, nach einer Übergangsfrist die Grenzwerte der Stufe 1 einhalten. Diese Frist hängt vom Errichtungszeitpunkt des Kessels ab, die ersten Anlagen müssen ab 01.01.2015 gemessen werden.

Übergangsfristen Heizkessel für Festbrennstoffe – Zeitpunkt der Anwendung der Grenzwerte der Stufe 1

Können die Grenzwerte nach Ablauf der Übergangsfrist nicht eingehalten werden, ist ein Austausch des Heizkessels oder eine Nachrüstung erforderlich. Ein Übergang auf die Grenzwerte der Stufe 2 ist für diese Anlagen nicht vorgesehen.
Der Schornsteinfeger informiert die Betreiber rechtzeitig über den Zustand der Anlage. Die Übergangsfristen orientieren sich an der durchschnittlichen technischen Lebensdauer der Anlagen.

Anforderungen an Öl- und Gasfeuerungen
Für Öl- und Gasfeuerungen ab 4 kW bestehen Grenzwerte für Stickoxide sowie Anforderungen an den Nutzungsgrad, die vom Hersteller im Rahmen einer Typprüfung nachzuweisen sind.
Darüber hinaus werden durch den Schornsteinfeger innerhalb von 4 Wochen nach Inbetriebnahme sowie wiederkehrende folgende Überprüfungen vorgenommen:
- Ölfeuerstätten: Schwärzung, Ölderivate, Abgasverlust, Kohlenmonoxidemissionen
- Gasfeuerstätten: Abgasverlust

Bei Brennwertgeräten erfolgt keine Überwachung der Abgasverluste. Für Anlagen, die älter als 12 Jahre sind, sind Messungen alle zwei, bei jüngeren Anlagen, alle drei Jahre vorgesehen. Bei selbstkalibrierenden Anlagen sind nur alle 5 Jahre Messungen vorgeschrieben. Brennwertkessel unterliegen hinsichtlich der Abgasverluste keiner Messverpflichtung. Auch bivaltente Heizungssysteme unterliegen der Überwachungspflicht.“

Nach § 10 der 1. BImSchVO sind bei Öl- und Gasfeuerungsanlagen die Abgasverluste wie folgt begrenzt.

Zur Übersicht sind die möglichen Maßnahmen zur Energieeffizienzsteigerung in der Tabelle dargestellt und werden anschließend erläutert.

Die Heizlast eines Gebäudes wird in der Regel über zentrale Feuerungsanlagen gedeckt. Einzelraumfeuerungsanlagen wie Öl- oder Kaminöfen o. ä. sind in Hallen und Werkstätten selten vertreten. Die am häufigsten eingesetzten Wärmeerzeuger sind Gas- und Ölfeuerungsanlagen. Laut Bundesverband des Schornsteinfegerhandwerks – Zentralinnungsverband (ZIV) – waren 2014 in Deutschland über 5,6 Mio. Ölfeuerungsanlagen und mehr als 8,9 Mio. Gasfeuerungsanlagen in Betrieb. Moderne Wärmeerzeuger arbeiten mit Brennwerttechnik (Gas- und Öl), Kraftwärmekopplung (Blockheizkraftwerke), Wärmepumpentechnik oder Solartechnik (Solarthermie). Außerdem wird zunehmend Holz als Brennstoff eingesetzt (Stückholz, Holzhackschnitzel oder Pellets). Diese modernen Wärmeerzeuger stellen allerdings noch einen deutlich geringeren Anteil der Heizungsanlagen dar als die klassischen Gas- und Öl-Feuerungsanlagen mit Standardkesseln. Durch den Einsatz von Holz oder Sonnenenergie zu Heizungszwecken wird der CO₂ - Ausstoß nahezu gegen Null geführt. Dieser Effekt wird häufig auch als "klimaneutral" oder "CO₂-neutral" bezeichnet.

Der Wärmeerzeuger ist eine der Heizungskomponenten, bei der Maßnahmen zur Energieeinsparung möglich und sinnvoll sind.
Leistungsanpassung
Eine Grundvoraussetzung für den wirtschaftlichen Betrieb von Heizkesseln ist deren richtige regelungstechnische und hydraulische Einbindung in das Gesamtkonzept. Nur so können geforderte Volumenströme und Temperaturen eingehalten werden. Die Wärmeerzeuger sind oft überdimensioniert. Dadurch kommt es zu einem höheren Brennstoffverbrauch, mehr Brennerstarts (Verschleiß Brenner und Düsen) und somit zu vermeidbaren Emissionen. Reduziert werden kann dies in gewissem Rahmen durch eine Leistungsanpassung des Wärmeerzeugers. Bei modernen Heizungen ist die Regelung der Vorlauftemperatur in Abhängigkeit von der Außentemperatur Pflicht. Bei älteren Anlagen kann diese Technik auch vorhanden sein, ist aber oft nicht richtig eingestellt. Nach Wärmedämmmaßnahmen der Gebäudehülle ist die Vorlauftemperatur an die geänderten Verhältnisse anzupassen und ggf. zu senken, um den Energieverbrauch zu senken.
Eine Temperaturabsenkung bei Abwesenheit oder zu bestimmten Zeiten, z. B. Nacht, Wochenende, Betriebsurlaub spart Energie ein. Allerdings sind große Temperaturabsenkungen zu vermeiden, da das Wiederaufheizen sehr energieintensiv ist. Durch eine gute Gebäudedämmung und große Speichermassen (massives Mauerwerk) wird die nächtliche Auskühlung verzögert. So kann der Energieverlust minimiert werden.

Brenneraustausch
Bei Heizungsanlagen, deren einzelne Komponenten noch funktionsfähig sind und aufgrund ihres Alters eigentlich nicht ausgetauscht werden müssten, kann es empfehlenswert sein, zur Energie- und Kosteneinsparung den Brenner auszutauschen.
Untersuchungen haben gezeigt, dass die Wärmeerzeugerauslegung der Heizungsanlagen oft überdimensioniert ist.

Der Brenner einer Öl- oder Gasheizung wird häufig via Taktbetrieb in der Leistung dem Bedarf angepasst. Dies ist  technisch die einfachste Lösung, jedoch mit Blick auf die Energieeffizienz und die Abgasqualität nicht optimal im Vergleich zu einem modulierenden Brenner.

Neuere Heizkessel sind bereits mit modulierenden oder drehzahlgeregelten Brennern ausgerüstet, deren Leistung stetig nach dem Bedarf geregelt wird. Modulierende Brenner (Erdgasbetrieb) reduzieren die Stillstands- und Anfahrverluste. Sie werden zunehmend auch für kleinere Leistungen angeboten und bei einigen Produkten ist ein stetig geregelter Brennerbetrieb bis teilweise unter 20 % der Nennleistung möglich. Der Brennstoffverbrauch und natürlich auch die Kosten können so zwischen 2 und 10 Prozent gesenkt werden. Durch die Drehzahlregelung des Gebläses reduziert sich natürlich auch der Stromverbrauch und die entsprechenden Kosten.

Ein Ölbrenner kann jedoch maximal im mehrstufigen Betrieb arbeiten (eine stufenlose Modulation ist derzeitig technisch noch nicht ausgereift). Durch das Takten des Brenners (Ausschalten des Brenners wegen zu heißem und schnellen Rücklauf des Heizungswassers, Ruhezeit mit Abkühlung, Start des Brenners mit zuerst instabiler Flamme und Laufzeit bis zum nächsten Ausschalten) entstehen Wärmeverluste. Die Wärme geht größtenteils durch den Schornstein verloren. Eine unnötig hohe Taktfrequenz kann auch auftreten, wenn die Brennerleistung unnötig hoch eingestellt ist und/oder wenn der von der Heizungs-Umwälzpumpe verursachte Wasserdurchfluss zu gering ist. Eine Möglichkeit, die Taktfrequenz (Takthäufigkeit) stark zu reduzieren, ist der Einsatz eines Pufferspeichers. Dadurch werden ungleichmäßige Wärmeabnahmen des Heizungsverteilersystems nivelliert. Dies löst allerdings nicht das Problem der erhöhten Abgastemperatur.

Austausch des Heizkessels
Der technische Fortschritt im „Heizungskeller“ sollte genutzt werden, wenn der Kessel erneuert werden muss oder wenn beim Neubau ein Heizkessel eingebaut wird. Die heutigen Heizkessel bieten ein hohes Maß an Energieeinsparung und Umweltentlastung. Die Wirkungsgrade der Heizkessel sind in den letzten Jahren von rund 60–70°% auf 90 bis über 100 % (beim Brennwertkessel) verbessert worden. Von den modernen Geräten wird viel weniger Wärme an den Aufstellraum abgestrahlt bzw. über das Abgas in die Außenluft abgegeben. Der Schadstoffausstoß konnte um über 80 % reduziert werden. D

„Bei der Auswahl eines neuen Heizkessels ist Folgendes zu beachten:

• Möglichst einen Brennwertkessel auswählen (Systemtemperaturen beachten).
• Der Kessel sollte keinen Mindestvolumenstrom haben, also über einen genügend großen Wasserinhalt (bei Ölkesseln) oder eine hohe Leistungsanpassung (Modulationsgrad bei Gaskesseln bis auf 17 % der maximalen Leistung) verfügen. Dies ist befriedigend heute nur bei Gaskesseln möglich.
• Im Heizkreis sollte immer eine einstellbare druckdifferenzgeregelte Hocheffizienzpumpe eingesetzt werden.
• Wichtiger als ein hoher Umwandlungswirkungsgrad von 95 oder 98 Prozent bezogen auf den Brennwert ist ein geringer Stillstandsverlust von 0,5 bis max.1,4 Prozent.
• Der Kessel sollte möglichst im beheizten Bereich aufgestellt werden.
• Bei Pufferspeichereinsatz sollte dieser möglichst geringe Bereitschaftsverluste haben / gut gedämmt sein mit mind. 10 cm Dämmstärke.
• Der Kessel soll nicht überdimensioniert sein.
• Der Kessel sollte sich möglichst auf 10 bis 15 Prozent der Höchstleistung herunterregeln lassen (nur bei wenigen Gaskesseln möglich), bei Ölkesseln meist 35 bis 40 Prozent in zwei Stufen.
• Wärmemengenzähler nach dem Wärmeerzeuger zur Effizienzkontrolle sind empfehlenswert. Man kann sie auch ungeeicht und gebraucht erwerben.“

Mindeststandard wird künftig die Brennwerttechnik sein, ineffiziente Niedertemperaturheizgeräte, die die im Abgas enthaltene Energie nicht nutzen, sind künftig nicht mehr zulassungsfähig und werden vom Markt verschwinden.

Seit Herbst 2015 finden Verbraucher an neuen Heizungen ein einheitliches Energieeffizienzlabel vor. 2019 wird die Klasse A 3plus hinzukommen, die Klassen E - G entfallen dann. Aber: Die bessere Effizienzklasse einer Heizung bedeutet nicht automatisch eine Senkung der Betriebskosten. Denn welche Heizung die energie- bzw. kosteneffizienteste ist, hängt stark von den individuellen Gegebenheiten des Gebäudes ab.

Heizlastberechnung
Wird eine komplette Heizungsmodernisierung durchgeführt, so ist die Heizlast des Gebäudes grundsätzlich raumweise nach DIN EN 12831 zu berechnen. Alternativ kann das Vorgehen, wie es im Optimusverfahren (FH Wolfenbüttel) vorgeschlagen wird, verwendet werden. Diese Vorgehensweise bietet sich insbesondere dann an, wenn Teile der Altbausubstanz weiterverwendet werden sollen (alte Rohrleitungen, unveränderte Wandaufbauten).“

Die Berechnung der Heizlast mit Schätzwerten wie 100 W/m² führen zur Über- bzw. Unterdimensionierung der Wärmeerzeuger bzw. der Heizflächen.


Neben dem Wärmeerzeuger einer Heizungsanlage sind auch die Komponenten Pumpen, Rohrleitungen und Speicher Ansatzpunkte für die Energieeffizienzbetrachtung und die Kosteneinsparung.

Heizungspumpe
Die Umwälzpumpe in einer Heizungsanlage ist eine Kreiselpumpe, die das erwärmte Wärmeträgermedium (meist Wasser) zu den Heizkörpern und Hausanschlussstationen fördert und gleichzeitig von dort das abgekühlte Wasser über den Rücklauf wieder zurückführt, um es in dem Wärmeerzeuger erneut zu erwärmen. Die Heizungsumwälzpumpe muss nicht ständig laufen. Sie sollte nur in Betrieb sein, wenn im Heizkreis Wärme benötigt wird. Hierzu ist jedoch eine moderne Heizungsregelung erforderlich. In vielen Heizungsregelungen ist eine zeitgeführte Steuerung vorhanden, wird aber nicht genutzt.

Eine Heizungsanlage wird vorwiegend im Teillastbereich betrieben. Durch die bedarfsgerechte Regelung der Pumpen kann die umgewälzte Wassermenge und somit die Pumpenleistung reduziert werden. Moderne hocheffiziente Umwälzpumpen sind druckdifferenzgeregelt. „Die Hocheffizienten” sind leistungsstark und verbrauchen bis zu 80% weniger Energie. Der Pumpentausch lohnt sich finanziell oft schon nach 2 bis 4 Jahren. Würden in Deutschland alle älteren Heizungsumwälzpumpen durch neue hocheffiziente Heizungsumwälzpumpen ersetzt, so ließen sich circa vier Milliarden Kilowattstunden (kWh) elektrische Energie einsparen. Das entspricht einem jährlichen Stromverbrauch von etwa 1 Million Haushalten oder 2,5 Millionen Tonnen CO₂-Ausstoß.

Umwälzpumpen sind häufig überdimensioniert. Um die Betriebskosten der Umwälzpumpen gering zu halten, ist es sinnvoll, sie mit der geringstmöglichen Leistung zu betreiben. Viele Umwälzpumpen haben eine Stufeneinstellung. Die Werkseinstellung ist die höchste Stufe. Sie wurde bei der Inbetriebnahme meistens nicht verändert. Die Umschaltung auf eine kleinere Stufe kostet nichts und kann jederzeit wieder rückgängig gemacht werden. Liefert der Heizkessel keine Wärmeenergie, z.B. während der Nachtabsenkungsphase, kann evtl. die Pumpe abgeschaltet werden, jedoch ist die Heizungsregelung meist von einer dauerhaften Umwälzung des Heizmediums abhängig.

Seit 2005 tragen Umwälzpumpen ein Energielabel. Je kleiner der Energieeffizienz-Index (EEI), desto besser schneidet die Pumpe bei der Klassifizierung ab. Eine Pumpe der Energieklasse A benötigt zum Beispiel durchschnittlich nur rund 33 Prozent der elektrischen Energie einer Pumpe der Klasse D. Seit dem 1. Januar 2013 dürfen laut europäischer Ökodesign-Richtlinie (ErP) ungeregelte Heizungs-Umwälzpumpen nicht mehr in den Verkehr gebracht werden. Dieses betraf zunächst keine in ein Produkt integrierten Umwälzpumpen, da diese spezielle Pumpengehäuse haben oder mit einer Drehzahlsteuerung nur zur Nutzung in dem Produkt ausgelegt sind. Seit dem 1. August 2015 gelten jedoch auch für in neue Wärmeerzeuger und Solarstationen integrierte Umwälzpumpen diese Effizienzanforderungen und ab dem 1. Januar 2020 gelten auch bei Austausch von integrierten Umwälzpumpen in vor dem 1. August 2015 in den Verkehr gebrachten Wärmeerzeugern und Solarstationen Effizienzanforderungen. Dann müssen also auch die von den Herstellern als Original-Ersatzteile gelieferten Pumpen für ältere Geräte die strengen Grenzwerte einhalten.

Zirkulationspumpe für Warmwasser
Nach den Vorschriften der Trinkwasserverordnung 2013 sowie der Arbeitsblätter W 551 (Trinkwassererwärmungs- und Trinkwasserleitungsanlagen; Technische Maßnahmen zur Verminderung des Legionellenwachstums; Planung, Errichtung, Betrieb und Sanierung von Trinkwasser-Installationen) und W 553 (Bemessung von Zirkulationssystemen in zentralen Trinkwassererwärmungsanlagen) des Deutschen Vereins des Gas- und Wasserfachs e.V. müssen Zirkulationspumpen in Warmwasserverteilungsanlagen, die an einen Warmwasserspeicher angeschlossen sind, zur Vorbeugung gegen Legionellenbildung so geregelt sein, dass die Ausgangstemperatur am Wasserspeicher min 60°C und am Rücklaufeingang des Wasserspeichers min 55°C beträgt. Das führt dazu, dass eine zeitweise Abschaltung der Zirkulationspumpe in der Nacht, an Wochenenden oder dann, wenn kein Warmwasser benötigt wird nur über eine entsprechende Temperaturregelung zulässig ist.


Lassen Sie einen zugelassenen Fachmann überprüfen, welchen Standard die Trinkwarmwasseranlage in Ihrem Gebäude hat.

Wärmeverteilnetz

Bei der Verlegung eines Rohrnetzes sind mehrere Faktoren zu berücksichtigen. Das Rohrnetz ist möglichst so zu verlegen, dass die Zahl der Richtungsänderungen auf ein Minimum reduziert wird. Grund hierfür ist der zusätzliche Druckverlust im Rohrnetz, der über die Förderpumpe überwunden werden muss. Je größer der Druckverlust, umso größer die Pumpe, und umso höher sind Investitions- und Betriebskosten.

Der Einbau von Einrohr-Heizungsanlagen war in den 70-er Jahren Standard. Alle Heizkörper werden durch eine Ringleitung nacheinander mit warmem Heizwasser versorgt. Dieses System hat gegenüber den Zweirohr-Anlagen einige Nachteile. Unabhängig vom Wärmebedarf bleibt die Ringwassermenge immer konstant, so dass die Pumpe folglich permanent hohe Leistungen bringen muss. Bei Teillastbetrieb, der ca. 96 % der Betriebsphase einer Heizungsanlage ausmacht, kann die energieeffizientere Brennwerttechnik ihre Vorteile nicht ausnutzen.

Die Wärmeverteilung ist sehr stark von der Position des Heizkörpers in der Ringleitung abhängig. Bei hoher Wärmeabnahme der vorgelagerten Heizkörper werden die Heizkörper am Ende der Ringleitung kaum mehr warm. Da ein hydraulischer Abgleich in Einrohrsystemen nicht möglich ist, muss zur konsequenten Optimierung ein Einrohrsystem in ein Zweirohrsystem überführt werden. Allerdings gibt es zwischenzeitlich Möglichkeiten, Einrohrheizungen zu sanieren, indem die Heizkörperventile gegen spezielle regelbare Ventile ausgetauscht werden. Diese regeln in Abhängigkeit von der Wärmeabnahme an den Heizkörpern den Massestrom und halten die ausgelegte Temperaturspreizung zwischen Vor- und Rücklauf. Dadurch ist es auch möglich, Hocheffizienzpumpen und moderne Brennwerttechnik wirkungsvoll einzusetzen. .

Dämmung von Verteilungskomponenten
Sind Rohrleitungen, Armaturen oder Rohrhalterungen völlig oder teilweise nicht gedämmt, müssen die Anlagenteile nachträglich gemäß EnEV gedämmt werden. Rohrleitungen in nicht zugänglichen Schächten und im beheizten Bereich sind davon nicht betroffen. Sollten jedoch Rohrleitungen, die in Schächten oder unter Putz verlegt waren, im Rahmen von Umbaumaßnahmen freigelegt werden, sind sie ebenfalls nach EnEV (Anlage 5) zu dämmen. Es wird empfohlen, vorhandene Dämmung, die erkennbar schlechter ist als nach EnEV (z. B. Gipsdämmung), gegen moderne Dämmung auszutauschen.

 

Heizkreise
Mehrere Heizkreise in einem Gebäude erhöhen den Heizkomfort, da die Heizwärme bedarfsgerechter und evtl. energieeffizienter verteilt werden kann. Werden die Räumlichkeiten unterschiedlich und zu verschiedenen Zeiten genutzt, sind mehrere Heizkreise von Vorteil. Bestehende Unternehmen haben in der Regel jedoch nur einen Heizkreis, über den die Wärme in alle Räume verteilt wird. Ein nachträglicher Einbau mehrerer Heizkreise ist baulich selten umsetzbar. In diesem Fall bieten individuell einstellbare Raumthermostate eine Alternative. Allerdings müssen diese elektronisch ansteuerbar sein und die Heizungspumpe sollte eine hohe Leistungsspreizung haben.


 

„Ein großer Wasserspeicher im Wärmeversorgungssystem puffert Wärme: In Zeiten mit Wärmeüberangebot heizt der Speicher auf, in Zeiten mit Wärmemangel gibt er die Wärme wieder ab. Das hat einerseits viele Vorteile und kann zwischen 5 und 10 Prozent Energie sparen - und zwar für eine ganze Reihe von Heizsystemen. Andererseits verliert der Speicher auch ständig geringe Wärmemengen pro Stunde. Anders als ein Warmwasserspeicher enthält ein Pufferspeicher kein Trinkwasser, sondern warmes Wasser zum Heizen. Er kann Wärme aus verschiedenen Quellen zusammenführen und zeitversetzt wieder abgeben. Je nach Heizsystem hat ein Pufferspeicher ganz unterschiedliche Funktionen.“[16]

Heizsysteme wie Solaranlagen, Blockheizkraftwerke oder Scheitholzkessel benötigen zu einem optimalen Betrieb einen Pufferspeicher zur Wärmespeicherung.

Viele Kesselkonstruktionen kommen mit einem sehr kleinen Wasserinhalt des Kessels im Verhältnis zu seiner Leistung aus. Daher kann es sinnvoll und effektiver sein, diese mit einem Pfufferspeicher oder einer hydraulischen Weiche zu betreiben. Der Kessel springt nicht beim kleinsten Wärmebedarf an, das verbrauchsintensive Stop-and-Go entfällt (Taktung der Heizung wird reduziert). Das verbessert die Abgaswerte und den Wirkungsgrad und erhöht die Lebensdauer der Heizungsanlagen.

Ein Speicher kühlt täglich etwa um ein bis fünf Grad ab. Deshalb ist es entscheidend, den Speicher extrem gut gegen Wärmeverluste zu dämmen. Die Oberfläche der gedämmten Speicherhülle sollte nicht mehr als ein Grad über der Raumtemperatur liegen. Die Speicherdämmung lässt sich auch nachträglich verbessern.

Besonders verlustreich sind die Anschlüsse des Speichers. Ein einziger wärmeführender, schlecht gedämmter Anschluss am Speicher verliert unnötigerweise durchschnittlich etwa 0,1 Kilowattstunden Energie pro Tag. Mit dämmenden Manschetten mit Klettverschlüssen lassen sich Wärmverluste leicht vermindern. [16]

Wählen Sie möglichst einen Speicher mit einer unteren Ablassmöglichkeit oder lassen Sie einen Schlammabscheider in Ihrer Anlage installieren. Das vermeidet Störungen im System und verringert die Wartungskosten.

Bestehen Sie auf einer ausführlichen technischen Dokumentation zu Ihrer Anlage und lassen Sie sich eine verständliche Einweisung in die sachgerechte Nutzung geben. Das erspart Ärger und verbessert die Energieeffizienz der Anlage.

Wählen Sie als Aufstellort des Pufferspeichers möglichst einen Raum im beheizten Teil Ihres Gebäudes. So sparen Sie eine gewisse Menge Energie. Sie können etwaige Wärmeverluste direkt nutzen.Wählen Sie möglichst einen Speicher mit einer unteren Ablassmöglichkeit oder lassen Sie einen Schlammabscheider in Ihrer Anlage installieren. Das vermeidet Störungen im System und verringert die Wartungskosten.

Durch nachfolgende Optimierungsmaßmahmen können bei der Wärmeerzeugung und -verteilung bis zu 25% Energie gespart werden:

• Hydraulischer Abgleich
• Einstellung der Heizkurve
• Wärmedämmung von Rohrleitungen
• Austausch ineffizienter Heizungspumpen
• Anpassen der Pumpenleistung
• Anpassung der Vorlauftemperatur
• Absenkung der Rücklauftemperatur in Wärmenetzen
• Optimierung von Wärmepumpen
• Einbau eines Pufferspeichers, vor allem bei Pellet-, Hackschnitzel, Späne- und Stückholzfeuerungen, damit der Kessel unter Volllast emissionsarm und effizient brennen kann.
• Einbau von Flächenheizungen (Wand-, Decken-, Fußbodenheizungen)-, Niedertemperaturheizungen und Wärmespeichern;
• Einbau von Mess-, Steuer-, Regelungstechnik;

Die Anwendung der DIN EN 13779 stellt für neue und bestehende Lüftungs- und Klimaanlagen sicher, dass die Mindestanforderungen an die Gebäudeenergieeffizienz und die Nutzeranforderungen sichergestellt sind. Sie beschreibt den Stand der Technik und ist damit im Zusammenwirken mit der Arbeitsstättenverordnung von zentraler Bedeutung bei der Planung von Lüftungs- und Klimaanlagen für Nichtwohngebäude. Die Technische Regel für Arbeitsstätten - ein wesentliches Hilfsmittel für die praktische Umsetzung der Arbeitsstättenrichtlinie ArbStättV - sind die Technischen Regeln für Arbeitsstätten. Die ASR 3.6 konkretisiert die Anforderungen an die Lüftung bzgl. Stofflasten, -Feuchtelasten oder -Wärmelasten. Die ASR 3.5 definiert die minimale Raumtemperatur in Abhängigkeit von der Arbeitsschwere und der Körperhaltung. Eine Raumtemperatur von 26°C sollte nicht überschritten werden. Die Arbeitsstättenrichtlinie macht auch Vorgaben für die relative Luftfeuchtigkeit und den maximalen CO₂-Gehalt der Raumluft. So müssen ab einer CO₂-Konzentration > 1.000 ppm Maßnahmen zur Erhöhung der Luftwechselrate ergriffen werden.Handelt es sich am Arbeitsplatz um einen Gefahrstoff, sind die Vorgaben der Gefahrstoffverordnung einzuhalten.

Die typischen Energieverluste der lüftungs- und Klimatechnischen Anlagen zeigt die folgende Abbildung.

Luftkanalnetz
Die Auslegung des Luftkanalnetzes sollte mit großer Sorgfalt erfolgen, da die Dimensionierung der Leitungen bzw. Kanäle einen erheblichen Einfluss auf den Energiebedarf hat. Im Sinne der Energieeffizienz und der Hygiene sind runde Kanäle den eckigen Querschnitten vorzuziehen, da die Druckverluste geringer sind, die Luftströmung homogener und sich damit ein geringerer Energiebedarf für den Ventilator ergibt. Eine weitere Quelle für Druckverluste sind Leckage und Undichtigkeiten im Lüftungsnetz, die sowohl bei der Installation aber auch im späteren Betrieb vermieden werden sollten. Durch kurze und gerade, nicht verwinkelte Kanalwege, geringe Strömungsgeschwindigkeiten in Kanälen und Apparaturen (wobei funktionsbedingte Geschwindigkeiten bzw. Druckverluste zu beachten sind) und generell strömungsgünstige Formgebung, lassen sich geringe Druckverluste realisieren.

Die gesamte lufttechnische Anlage ist regelmäßig zu überprüfen und in Augenschein zu nehmen. Die Luftführung ist auf Leckage zu prüfen, um Druckverluste zu reduzieren. Gerade bei Be- und Abluftanlagen ohne Wärmerückgewinnung, entstehen durch die Undichtigkeiten erhebliche Wärmeverluste.

Bedarfsgerechte Regelung
In der Praxis sind Klima- und Lüftungsanlagen oft durch fehlende Kenntnis des Lüftungsvorgangs falsch eingestellt. Eine bedarfsgerechte Regelung des Lüftungssystems kann eine Energieeinsparung von bis zu 30 % erzielen.
„Bei Neuanlagen sollte grundsätzlich der Einsatz einer bedarfsgeregelten Lüftung überprüft werden. Dabei ist immer zwischen dem hygienischen Außenluftanteil und dem Umluftanteil zur Raumluftkonditionierung zu unterscheiden. Ausnahmen bilden Bereiche, wo eine Vermischung von Außen- und Abluft nicht erwünscht ist, z. B. Krankenhäuser. Als Führungsgröße für den hygienischen Außenluftanteil kann der CO2-Gehalt oder die VOC-Verunreinigungen der Raumluft genommen werden. In kleinen Räumen mit einer Belegung von 1 bis 2 Personen sind auch Präsenzmelder einsetzbar. Ist die Raumluftkonditionierung nur über eine Lüftungsanlage möglich, dann sollte hierfür ein möglichst großer Umluftanteil eingesetzt werden. Die Führungsgrößen sind je nach Anlagetyp der Raumwärme- bzw. Kühlbedarf und die Raumluftfeuchte. Bei der Nachrüstungen einer bedarfsgeregelten Lüftung muss das vorhandene Luftverteilnetz auf eine entsprechende Eignung hierfür mit überprüft werden und ggf. Nachrüstungen vorgenommen werden.“

Lassen Sie die Anlage von einem Fachunternehmen überprüfen, ob eine bedarfsabhängige Lüftung der Räume über Präsenzmelder, variable Luftvolumenstromreglung über Luftqualitätssensor möglich ist und der Zu- und Abluftstrom gleich sind.

Instandhaltung und Wartung
Damit die Klima- und Lüftungstechnik in einem funktionsfähigen und energetisch optimalen Bereich betrieben werden kann, bedarf es einiger technischer und administrativer Maßnahmen.
Eine wichtige Anlagenkomponente sind die Luftfilter. Sie finden ihren Einsatz in der Zu- und Abluft, sowie Außenluft und Fortluft. Sie filtern aus der Außenluft Stäube, Pollen, Ruß, Gase und Partikel. Im Herbst setzen sich Grobfilter am Ansaugkanal leicht mit Laub zu. Wird die Anlage nicht gereinigt, setzen sich die Filter zu und durch die Erhöhung des Widerstandes kann unter Umständen der Filter reißen. Ablagerungen in Luftkanälen reduzieren die Luftführungsquerschnitte. Verschmutzungen bzw. Verschlackungen an Wärmeüberträgern, Ablagerungen oder sogar Verstopfungen an Luftauslässen können eine fehlerhafte Betriebsweise oder sogar Funktionsausfälle verursachen. Folgen der mangelnden oder fehlenden Reinigung sind: negative Belastung der Raumluftqualität durch verminderte Filterleistung, erhöhter Energiebedarf aufgrund des erhöhten Widerstandes und Verkeimung der Luft. Eine Nichtüberprüfung  führt auch zu einem extremen Anstieg der Betriebskosten. Ein regelmäßige Reinigung bzw. Austausch der Filter spart kosten, denn die Energiekosten durch Druckverlust betragen 80 % der Gesamtkosten (Strom, Instandhaltung, Entsorgung, Materialbeschaffung).

Die Instandhaltung der Lüftungsanlage kann mittels Sensorik optimiert werden. Bei Abweichungen der typischen Betriebsform wird automatisch eine Meldung gegeben.

Regelmäßiges Reinigen der Komponenten der Lüftungs- und Klimaanlage. Ein 5 Prozent höherer Luftvolumenstrom ergibt einen erhöhten Stromverbrauch von ca. 17 Prozent. Mindern Sie die Leckagen.

Ventilator
Die größten Energieverluste entstehen bei den Elektromotoren. Laut Abbildung betragen sie 30 %. Alte Elektromotoren haben alte Antriebe und verbrauchen mehr Strom. Die Energieeinsparung wird durch den Einbau von Frequenzumrichtern erreicht. Sie passen die Luftmenge kontinuierlich an den jeweiligen Bedarf an. Umpolbare Ventilatorenmotoren regeln die Luftmenge in Stufen und sind nicht so energieeffizient. Bei der Nachrüstung einer Anlage auf eine bedarfsgeregelte Lüftungsanlage muss im Einzelfall das vorhandene Luftverteilnetz auf eine entsprechende Eignung hierfür überprüft werden und ggf. Nachrüstungen vorgenommen werden.“ „Bereits eine automatische Regelung der Leistungsstufe des Ventilators kann dessen Leistungsaufnahme, z. B. um bis zu 50 % senken.“
Bei Neuanlagen ist grundsätzlich eine bedarfsgeregelte Lüftung durch drehzahlgeregelte Ventilatoren zu empfehlen. Ein Austausch des Motors sollte technisch möglich und wirtschaftlich sinnvoll sein. Bei Neuanschaffung ist unbedingt auf die Energieeffizienzklasse des Motors zu achten. Der Wirkungsgrad sollte möglichst hoch sein (IE3 Premium Efficiency oder IE4 Super Premium Efficiency).
Eine generelle Empfehlung für eine bevorzugte Bauart eines Ventilators ist nicht möglich. „Bei der Auswahl muss insbesondere auf den Wirkungsgrad, die Regelbarkeit, stabiles Verhalten im Betriebsbereich und die Geräuschentwicklung geachtet werden. Zusätzlich empfiehlt es sich, nach Möglichkeit Ventilatoren mit direktem Antrieb zu nutzen.“

Wärmerückgewinnung
Die einfachste Art der Wärmerückgewinnung bei raumluftechnischen Anlagen ist die Rückführung der Abluft in den Raum (Umluftfunktion), sofern die Abluft schadstofffrei ist und eine Feuchteübertragung erlaubt ist. In diesem Fall wird keine, oder nur eine möglichst geringe Menge Außenluft zugeführt. Es werden Außenluft und Abluft gemischt und dem Raum wieder als Zuluft zugeführt. Ist dies nicht möglich, wird häufig ein Wärmerückgewinnungssystem eingesetzt.
Eine energieeffiziente Bauart ist der Rotationswärmeaustauscher. Er gehört zu den Regeneratoren, die einen geringen Platzbedarf haben und auch die Feuchtigkeit der Luft regeln können. Hierbei werden die Luftströme (in/out) nicht getrennt. Es werden also Verunreinigungen und Raumfeuchte von der Abluft auf die Zuluft übertragen.

Werden raumtechnische Anlagen oder Zentralgeräte erneuert oder in Gebäude neu eingebaut, wird die Wärmerückgewinnung zur Pflicht. § 15  der Energieeinsparverordnung fordert, dass sämtliche raumlufttechnische Anlagen ab einem Volumenstrom von 4.000 m³/h Wärmerückgewinnungseinrichtungen haben müssen.

 

Herkömmliche Luft-Luft-Plattenwärmeüberträger sind die Gegenstrom oder Kreuzstrom-Plattenwärmetauscher. Generell kommen sie überall zum Einsatz, wo Umluft nicht gestattet ist. Die Abluft wird im Innern mit der Zuluft gekreuzt, um so den Wärmeübertrag zu ermöglichen. Sie sind kompakter als Rotationswärmetauscher und haben einen geringeren Wirkungsgrad als diese (Wirkungsgrad bis 80 %)

Kreislaufverbundsysteme (KVS-Systeme) kommen zum Einsatz, wenn Zu- und Abluft räumlich voneinander getrennt sind oder mehrere Abluftstränge ihre Wärme auf einen Zuluftstrang übertragen sollen. Die Wärme wird im Gegensatz zu den genannten Wärmetauschern über ein Wärmeübertragungsmedium, das nicht Luft ist, (Wasser; Wasser-Glykol-Gemisch) transportiert. Der Wirkungsgrad ist gegenüber den vorgenannten Wärmetauschern geringer (Wirkungsgrad bis 75 %). KVS-Systme sind gut für Nachrüstung bei Altanlagen geeignet.

Eine weitere Form der Wärmerückgewinnung der Klima- und Lüftungstechnik kann die Nutzung von Wärme und Kälte aus sekundären Prozessen darstellen. Ein typisches Beispiel ist die Nutzung der Abluft der Drucklufttechnik oder Abwärme von Backöfen zur indirekten Konditionierung der Hallenluft im Winter.

Mehr Informationen findet man bei dem Querschnittsthema Abwärmenutzung oder bei dem entsprechenden Gewerk.

Wärmeüberträger (Kühler, Erhitzer)
„Auf Grundlage der Arbeitsstättenrichtlinie und DIN EN 13779 wird nur der notwendige, hygienische Außenluftvolumenstrom ermittelt, um die erforderliche bzw. gewünschte Raumluftqualität zu gewährleisten. Werden über die Lüftungsanlage die Räume auch noch beheizt bzw. gekühlt, so reicht i. d. R. der hygienische Luftstrom nicht aus um die Heiz- und Kühlfunktion mit zu übernehmen. Da der Transport von Heiz- bzw. Kühlleistung über das Medium Luft einen vielfach höheren Energieaufwand hervorruft als der Transport über ein flüssiges Medium (Heiz- oder Kaltwasser), sollten für die Heizung und Kühlung generell statische Flächen eingesetzt werden.“ Das Heizen und Kühlen mit Radiotoren, Heiz- oder Kühldecken, Strahlungsheizungen reduziert auch den erforderlichen Luftvolumenstrom der Belüftungsanlage. „Bei bestimmten Produktionspressen kann es notwendig werden die Arbeitsräume zu kühlen bzw. zu klimatisieren. Werden feste Raumtemperaturen und -feuchtewerte verlangt, ist der Einsatz von Kälteanlagen fast immer notwendig. Wird in einer Werkhalle nur die Kühlung gewünscht, um beispielsweise die Arbeitsweise zu verbessern, dann kann die adiabate Kühlung eingesetzt werden. Der Vorteil liegt darin, dass die Kühlung über Wasserverdunstung erfolgt und kein Strom für Kältekompressoren benötigt wird.“

Sommerlicher Wärmeschutz
„Neben den Verwaltungsräumen werden heute in den Sommermonaten in zunehmendem Maß Fertigungsbereiche klimatisiert. Dies dient besseren Arbeitsbedingungen, ist aber oft, bei hohen Qualitätsanforderungen an die Maßhaltigkeit von fertigungstechnischen Anforderungen bestimmt. Die dichte Aufstellung von Maschinen und die hohen Abwärmemengen moderner Maschinen verstärken diesen Trend.“ Bevor die Räume im Sommer klimatisiert werden, sollten die Möglichkeiten des sommerlichen Wärmeschutzes genutzt werden. Das ist der Sonnenschutz von außen durch Beschattung durch Bäume, Anbringen von Markisen, Rollos, Jalousien, Sonnenschutzfolie für Fenster und die Wärmedämmung. Bei der Auswahl des Dämmmaterials ist darauf zu achten, dass das Dämmmaterial auch für den sommerlichen Wärmeschutz geeignet ist. Fenster mit Sonnenschutzglas verhindern an heißen Sommertagen zu sehr aufgeheizte Innenräume. Oftmals wird Sonnenschutzglas in Isolierglas-Systeme mit mehreren Scheiben integriert, die auch mehrere Funktionen erfüllen. Die Systeme werden dann zum Sonnenschutz Fenster, erfüllen aber auch Funktionen wie Wärmedämmung oder Einbruchssicherung durch ein integriertes Verbundsicherheitsglas. Die Kühllast der Klimaanlage wird somit verringert und spart Kosten.

Dezentrale Klimatisierung
Ist eine zentrale Klimatisierung des gesamten Gebäudes nicht vorhanden oder möglich, helfen mobile und festinstallierte Klimasplitgeräte. Energetisch ist die dezentrale Klimatisierung nicht die schlechtere Lösung.

Ab 2013 haben die mobilen Kleinklimageräte (Monoblock) und die Splitgeräte mit Kühl- und Heizfunktion ein Energielabel. Die weniger effizienten, mobilen Kleinklimageräte können maximal die Effizienzklasse A  im Heizbetrieb (COP) bzw. Kältebetrieb EEP erreichen. Splitgeräte können für beide Betriebsbereiche die Effizienzklasse A erreichen. Je nach Klimaregion sind für den Kühlbetrieb (SEER) und Heizbetrieb (SCOP) unterschiedliche Energieeffizienzklasse angegeben.

Klimageräte nicht zu Heizzwecken benutzen.
   Beim Kauf von Klimageräten die höchste Energieeffizienzklasse wählen.
   Achten Sie neben der Effizienzklasse auf den Wert zur Energieeffizienzgröße und den Stromverbrauch.

Entkopplung von Lüftung und Klimatisierung

Grundsätzlich sollten klimatechnische Anlagen, unabhängig ob sie dezentral oder zentral arbeiten, nicht für reine Heizzwecke eingesetzt werden. Denn die Erzeugung von Wärme kann energieeffizienter über Heizungsanlagen bereitgestellt werden. Das Heizen und Kühlen mit statischen Systemen (Radiotoren, Heiz- oder Kühldecken, Strahlungsheizungen reduziert den erforderlichen Luftvolumenstrom einer Anlage.

Quickcheck Rohrleitungsdämmung
Das online-Tool zeigt in 2 Schritten das Einsparpotential durch die Dämmung von Rohrleitungen in betriebstechnischen Anlagen. Neben der relativen und absoluten Energieeinsparung zeigt der Check auch, wie stark sich die Energiekosten durch die Umsetzung von Energieeffizienzmaßnahmen senken lassen. www.stromeffizienz.de/Quickcheckrohrleitungsisolierung

 

Berechnung von Druckverlusten in Rohren für Wasser und Gas
Onlinerechner Druckverluste

 

Heizungsoptimierung
VdZ KurzInfo Heizungsoptimierung
Checkliste Heizungskessel

 

Hydraulischer Abgleich
VdZ Bestätigungsformular BEG Einzelmaßnahme
VdZ Bestätigungsformular BEG Effizienzhaus
​VdZ Leitfaden Hydraulischer Abgleich

 

Fachzeitschriften und Broschüren
SANITÄR HEIZUNGSTECHNIK, Zeitschrift für Planung, Berechnung  und Ausführung von sanitär-, heizungs- und klimatechnischen Anlagen, Krammer Verlag AG, www.krammerag.de

SANITÄR.HEIZUNG.KLIMA, SBZ, Gentner Verlag, www.sbz-online.de, Informationsblatt der Verbraucherzentrale Rheinland-Pfalz und Ökoinstitut e. V., Energieverbrauch von Raumklimageräten

Absauganlagen einkaufen – aber richtig!, Tipps für Wirtschaft, Verwaltung und Dienstleistung, Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung, BGI/GUV-I 7006-2, Mai 2012

 

Geräte

• Thermographiekamera - Energieverluste sichtbar machen
• Leistungs- und Energierecorder - zur Messung de Energieverbrauches
• Infrarotthermometer - berührungslose Temperaturmessung
• Datenlogger für Temperatur und Luftfeuchte - zur Messung von Temperatur und Luftfeuchte
• Fotoapparat
• Taschenlampe

Praxisbeispiel Wechsel Heizöl zu Erdgas und Erneuerung Heizung

Praxisbeispiel Umrüsten der Warmwasserversorgung auf Wärmepumpen

​Praxisbeispiel BHKW Fleischer

Praxisbeispiel BHKW und Speicher Fleischer

Praxisbeispiel Solarthermie, Scheitholzkessel und Speicher

Meist werden nur die Brennstoffkosten als Wärmekosten gerechnet. Ein Wirtschaftlichkeitsvergleich fossiler versus erneuerbarer Heizungssysteme berücksichtigt die gesamten Kosten über die technische Nutzungsdauer berücksichtigt inkl. der jährlich steigenden CO₂-Abgaben und Vorgaben des Gebäudeenergiegesetzes (GEG). Die Kosten für Raumwärmebedarf in Werkstatt und Büro umfassen Investitionen in Wärmeerzeugung und Wärmeverteilung inkl. Wartung und Reparaturen, regelmäßige Reinigung und Abgasmessung (Holzbrennstoffe) sowie für Brennstoffe und, Strombedarf unter Berücksichtigung des Gesamtwirkungsgrades.

Obwohl nur wenige Brennstofftypen verfügbar sind, gibt es viele Detaillösungen, um Energie, Emissionen und Geld einzusparen, vor allem durch Optimierung, Kombination und Wärme-/ Kälterückgewinnung vorhandener Raum- und Prozessenergiebedarf, Raumluft- und Absaugtechnik.

Je nach Gewerk wird Wärme für verschiedene Zwecke durch eine Zentralheizung oder separate Heizsysteme für Raumwärme und Warmwasser erzeugt. Daneben gibt es weitere Wärme- / Kältebedarfe, die häufig nicht in einem Gesamtwärmekonzept berücksichtigt sind, wie z.B. Prozesswärme und -kälte, Raumlufttechnik, Absaugtechnik oder Abwärmenutzung:

• Raumwärme für Werkstatt, Büro- und Sozialräumen laut Arbeitsstättenverordnung,
• Warmwasseraufbereitung, z.B. zum Händewaschen oder Duschen;
• → Prozesswärme* zur Erzeugung und Veredelung von Produkten / Dienstleistungen, wie z.B. Lackieren, Backen, Textilreinigen, Haarewaschen;
• Kälte-/ Kühltechnik z.B. in Fleischereien;
• Raumlufttechnik (RLT) zum Kühlen, Wärmen, Filtern, Be- und Entfeuchten sowie Austauschen von Innenraumluft zur Einhaltung von Einhalten von Luftgrenzwerten wie z.B. CO₂;
• Absaugtechnik für Materialstaub und -späne, z.B. Holz- Stein- oder Metallverarbeitung, oder Schweißgase in der Metallverarbeitung sowie Lösemittel und Farbpartikel in der Oberflächenbeschichtung von Lackierbetrieben, z.B. in Karosseriebauer, Tischler, zur Einhaltung von Arbeitsplatzgrenzwerten in der Atemluft.
• Abwärme bzw. Wärme-/ Kälterückgewinnung: Durch den Einsatz von Maschinen, Druckluft-, Kälte-, Absauganlagen oder Prozesswärme sowie RLT-Technik entsteht (unvermeidbare) Abwärme unterschiedlicher Temperaturen und Wärmemengen, die zurückgewonnen und zur Unterstützung der Wärmeerzeugung genutzt werden können.

Durch nachträgliche Wärmedämmung der Gebäudehülle und Austausch alter Fenster, Türen, Tore, kann der Energieverbrauch deutlich reduziert werden.

Wer in moderne Wärmeerzeugung und -verteilung investieren möchte, sollte die Gesamtkosten aus Brennstoff, Strom, Investition, Wartung und Reparatur über die technische Nutzungsdauer mit alternativen Lösungen vergleichen.  

Für Investitionen in Maßnahmen zur energieeffizienten und erneuerbaren Wärmeerzeugung lohnt es sich zu prüfen, ob Fördermittel in Anspruch genommen werden können. Hierzu können Sie sich über Berater der Handwerksorganisationen oder Energieeffizienzexperten informieren oder aktuelle Fördermöglichkeiten in Förderdatenbanken recherchieren (siehe Tabelle, Stand Jan. 2024).

Maßnahme	Fördermittelprogramm
Wärmedämmung: Außenwände, Fenster, Außertüren, Hallentore, Dach	BAFA - Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG)
Heizungsoptimierung	BAFA - Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG)
Abwärmenutzung	BAFA - Modul 4: Energie- und ressourcenbezogene Optimierung von Anlagen und Prozessen
Erneuerbare Raumwärmeerzeugung	BAFA - Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG)
Erneuerbare Prozesswärmeerzeugung	BAFA - Modul 2: Prozesswärme aus Erneuerbaren Energien

Tab. 1: Fördermittelprogramme zur energieeffizienten und erneuerbaren Wärmeerzeugung (Stand: Feb. 2024)

Um 1 Liter Wasser (1 m³ Luft) um 1 Kelvin zu erwärmen, wird ~1,16 Wh (~0,28 Wh) Wärmeenergie benötigt (Wärmerechner siehe: www.endenergie.de). Bei der Wärmeerzeugung und Wärmeverteilung (z.B. über Heizkörper oder Gebläse) können bis zu 40% Wärmeenergie, Kosten und CO₂ durch Optimierungen oder effizientere Technik eingespart werden.

Schritt 1: Jährlichen Energieverbrauch erfassen (→ Registrieren Sie sich kostenlos unter www.energie-tool.de). Wenn möglich, den Wärmeverbrauch für Prozess-, Raumwärme und Warmwasser separat erfassen.

Schritt 2: Fragen Sie die kostenlose Energieberatung Ihrer Handwerksorganisation an für Hinweise auf Optimierung der Wärmeerzeugung und -verteilung im Betrieb:

• Wie viel Energie wird insgesamt im Jahr verbraucht?
• Welches sind die bedeutenden Wärmeverbraucher?
• Gibt es ungenutzte Abwärme im Betrieb, z.B. Prozessen wie Backen, Kochen, Reinigen, Kochdunst-, Rauch-, Späne- oder Farbnebelabsaugen, Drucklufterzeugung, Kühl- und Kälteerzeugung?

Schritt 3: Informieren Sie sich über Fördermöglichkeiten zu

• Heizungsoptimierung und Effizienzmaßnahmen
• erneuerbarer Raumwärmeerzeugung
• erneuerbarer Prozesswärmeerzeugung

Schritt 4: Austausch / Ergänzung der alten Heizung und Wärmeverteilung durch moderne Heiztechnik mit erneuerbarer Energie, um CO₂-Abgaben und -Emissionen zu sparen.

Mit Öl, Gas oder Pellets betriebene Heizkessel können ihre Leistung modulieren bzw. ihre Verbrennungsleistung regeln; Festbrennstoffkessel können lediglich bis 30% ihrer Nennleistung modulieren bzw. auf bedarfsgerechte Wärmebedarf anpassen. Durch Einbau eines Pufferspeichers kann der Kessel bei voller Leistung besonders effizient und emissionsarm brennen. Bei Ölheizungen kann durch einen Pufferspeicher das elektrische Zünden sowie Vorwärmen des Öls reduziert werden.

Bei Festbrennstoffkesseln (Kohle, Hackschnitzel, Stückholz) ist ein bedarfsgerechter Pufferspeicher unerlässlich.

Pufferspeicher sollten jeweils getrennt installiert werden für Warmwasser und Raumwärmeheizung, Denn durch die Kombination eines integrierten Pufferspeichers für Warmwasser und Niedertemperaturheizung wird im Sommer ungenutzte Wärme oberhalb 55°C (Legionellentemperatur) an die Umgebung abgegeben und die Betriebszeit der Heizung unnötig verlängert. Ein separater Pufferspeicher für die Raumwärmeheizung und -verteilung i.V.m. einer separaten und bedarfsgerechten Warmwasseraufbereitung hilft Wärmeenergie und CO₂ zu sparen.

 

 

Das geänderte Gebäudeenergiegesetz (GEG) Gesetz gilt ab 1.1.2024. Ab 2045 müssen alle Heizungen vollständig mit Erneuerbaren Energien betrieben werden. Die wichtigsten Regelungen für Betriebe im Überblick:

• Vor 1991 installierte sowie ab 1991 installierte und mehr als 30 Jahre alte Öl- oder Gas-Heizkessel dürfen nicht mehr betrieben werden, es sei denn, es handelt sich um Niedertemperatur- und Brennwertkessel sowie um heizungstechnische Anlagen mit < 4 kW oder > 400 kW Nennleistung.
• In Neubaugebieten müssen neu installierte Heizungen mit mindestens 65% erneuerbaren Energien betrieben werden, z.B. Wärmepumpe, Solarthermie, Biomassefeuerung.
• Für Bestandsgebäude und Neubauten in Baulücken dürfen in Gemeinden ab 100.000 Einwohner bis zum 30.06.2026 und in Gemeinden < 100.000 Einwohner bis zum 30.06.2028 noch Heizungen eingebaut werden, die die Anforderungen des GEG von mindestens 65 Prozent erneuerbaren Energien nicht erfüllen. Liegt ein Wärmeplan schon früher vor und befindet sich das Gebäude in einem Gebiet, das zum Neu- oder Ausbau eines Wärmenetzes oder als Wasserstoffnetzausbaugebiet ausgewiesen wurde, müssen die GEG-Anforderungen einen Monat nach Bekanntgabe dieser Entscheidung angewendet werden. Liegt in der Gemeinde nach dem oben genannten Stichtag keine Wärmeplanung vor, gelten trotzdem die GEG-Regelungen zum Heizungstausch.
• Bestehende Heizungen sind von den Regelungen des GEG und des Wärmeplanungsgesetz nicht betroffen und können weiterhin genutzt werden. Auch bei Reparaturen ist kein Heizungsaustausch erforderlich.
• Der Übergang zu erneuerbaren Energien ist technologieoffen. Bei Heizungstausch oder Neuinstallation sind verschiedene Systeme möglich: Anschluss an ein Wärmenetz, elektrische Wärmepumpe, Stromdirektheizung (z.B. Infrarotheizung), Biomasse-Heizung, Hybridheizung, also eine Kombination aus Gas-/ Ölheizung mit erneuerbaren Energien, eine mit Solarthermie kombinierte Heizung, „H₂-ready“-Gasheizung sofern ein rechtsverbindlicher Plan für eine Wasserstoffinfrastruktur vorliegt sowie andere Heizungen auf Basis erneuerbarer Energien mit rechnerischem Nachweis von 65% erneuerbare Energien.
• Ab 2024 installierte Öl- oder Gasheizungen müssen zunehmend erneuerbare Öle oder Gase verwenden: 15% ab 2029, 30% ab 2035, 60% ab 2040, 100% ab 2045 (dann sind fossile Brennstoffe nicht mehr zulässig).
• Das GEG sieht Ausnahmen, Übergangsfristen und Härtefallregelungen vor.
• Quelle: GEG - nichtamtliches Inhaltsverzeichnis (gesetze-im-internet.de)