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Diese Seite enthält nur Hinweise zum speziellen Aufbau unserer Heizungsanlage. Allgemeine Hinweise zur Heizungsoptimierung stehen hier.
Eine Seite mit allgemeinen HeizungsFAQs ist hier.

Blockheizkraftwerk (BHKW):

Foto: Innenleben
BHKW-Innenleben (ohne Schallschutzverkleidung)

Die Anlage basiert auf einem Öl-BHKW (HKA oder KWK) der Firma Senertec, dem 'Dachs', welches mit einer thermischen Nennleistung von 10,3 kW angegeben ist. Zur besseren Ausnutzung des eingesetzten Brennstoffs ist ein Abgaswärmetauscher (BWT) nachgeschaltet worden. Dieser Wärmetauscher bringt in unserem Aufbau noch mal 1,0 … 1,6 kW Wärmeleistung, so daß sich eine Gesamteistung von 11,3 bis 12 kW ergibt. Dieser Aufbau steigert die Energieausbeute um ca. 700 Wattstunden pro Liter Heizöl (entspricht ca. 6,8% des Energieinhaltes von Heizöl).
Allerdings gibt es eine ungünstige Kopplung zwischen Wirkungsgrad und Rücklauftemperatur auf Seiten des Abgaswärmetauschers: Der Wirkungsgrad des BWT verringert sich mit steigender Rücklauftemperatur deutlich. Die Rücklauftemperatur wiederum ist abhängig von der Vorlauftemperatur und steigt mit ihr an.
In der Praxis heißt dies, daß der BWT nur in der Übergangszeit seine maximale (optimale) Energie liefert. In der kalten Jahreszeit werden höhere Vorlauftemperaturen benötigt und damit sinkt indirekt die Energieabgabe des BWT.

Die Senertec-Anlage wurde mit einer recht umfangreichen Steuerung ausgeliefert, es war jedoch kein Platz für einen Vorlauftemperaturregler vorgesehen. Deshalb muß die Vorlauftemperatur der Heizkörper durch einen externen Reglers gefahren werden. Weiteres Manko ist die fehlende Netzwerkfähigkeit, so daß wir uns entschieden haben, die komplette Steuerung in einem externen (Industrie-) Regler vorzunehmen. Außerdem ist es in einem Altbau, wie in unseren Fall, notwendig die Energiebevorratung stark zu optimieren - und das läßt sich mit dem gewählten Regler hervorragend steuern.

Die Senertec-Steuerung enthält bereits die Software zum optimalen Betrieb mehrerer BHKWs im Parallelbetrieb und zur Verwaltung einer weiteren externen Wärmequelle (z.B. Heizkessel). Diese Aufgaben werden im Normalfall nicht von einem einfachen Heizungsregler verwaltet und sind daher als zwingender Bestandteil des BHKW Lieferumfangs zu sehen. Als Folge musste aber wohl die 'einfache' Funktion Vorlauftemperaturregler den anderen, hier nicht genutzten, Eigenschaften geopfert werden.

Anmerkungen zum Einbau des BHKW:

Gleichzeitig mit dem Austausch unserer Heizungsanlage mußte auch der Schornstein saniert werden, da dieser für die zu erwartende niedrige Abgastemperatur des BHKW ungeeignet war. Das neue BHKW liefert 'von Haus aus' bereits eine zu niedrige Abgastemperatur, als daß die Abgase in einen 'unbehandelten' alten Schornstein geleitet werden dürften. Der nachgeschaltete Brennwertwärmetauscher (BWT) setzt die Abgastemperatur nochmals stark herab (etwa auf  Heizungsrücklauftemperatur).

Warum schadet die niedrige Abgastemperatur? Das hier installierte BHKW wird mit Öl betrieben. Bei dem Verbrennungsprozess entstehen Abgase, die u.a. Wasserdampf und - sehr wichtig - Schwefelsäure enthalten. Vor der Sanierung wurden diese Abgase durch die hohe Abgastemperatur durch den Schornstein 'gejagt'. Bei dieser Art der Schornsteinnutzung ist es zwingend notwendig auch an der Schornsteinspitze noch eine sehr hohe Temperatur zu erreichen. Kühlen die Abgase zu stark ab (unter die Taupunkttemperatur), so schlagen sich die ansonsten gasförmigen Anteile als flüssiges Kondensat an den Innenwänden des Schornsteins nieder. Damit wird jeder normale Schorn-Stein auf die Dauer zerfressen (Versottung). Von daher war es notwendig, ein wasser- und säurefestes Abgasrohr in den Schornstein einzuziehen. Wir haben uns für ein Kunststoffrohr, das eine Temperaturbeständigkeit bis 150° Celsius hat, entschieden. Das aus dem BWT ablaufende Wasser wird vor der Einleitung in die Kanalisation neutralisiert.
Aufgrund der seit 1.1.2003 neuen Vorschriften bezüglich des Schwefelgehaltes im leichten Heizöl, stellt sich allerdings die Frage, inwieweit die säurebetreffenden Maßnahmen noch erforderlich sind.

Die alte Heizungsanlage benötigte zur sauberen Verbrennung viel Luft. Das jetzt installierte BHKW braucht fast nur die zur Verbrennung des Treibstoffs notwendige Luftmenge (kein Luftüberschuß). Daher kann das BHKW seinen Luftbedarf direkt aus dem Heizungskeller entnehmen (pro Liter Heizöl werden 9,6m³ Luft benötigt), für die alte Anlage war die Sicherstellung einer Luftzufuhr notwendig. Die externe Luftzufuhr macht allerdings besonders im Winter Sinn, da ein Verbrennungsmotor seinen Wirkungsgrad erhöht, wenn die zugeführte Luft kälter wird! Daher ist bei einem Motor eine Luftvorwärmung sinnlos, sie wäre kontraproduktiv!

Regler:

Als Regler dient der PICS, ein 19"-Standard-Regler der Firma MKC für den Industrieeinsatz. Das Gerät verfügt standardmäßig über einen Netzwerkanschluß und Anschlußmöglichkeiten für mehrere serielle Geräte mit unterschiedlichen Schnittstellenstandards. Das Senertec-BHKW haben wir über eine serielle Schnittstelle angebunden. Auf diese Weise können die Daten des BHKW 'online' auf diesen Seiten dargestellt werden.
Eine weitere Schnittstelle bedient einen externen (Strom-)Zähler, womit wir die Daten über die aktuelle Netzspannung (jede Phase) sowie den aktuellen wahren Phasenwinkel neben den echten Verbrauchs- und Produktionsdaten bekommen. Die eigentliche Stärke des PICS liegt aber in der Anzahl der unterschiedlichen Prozess-Ein- und Ausgänge. Zur Veranschaulichung hier das Schaubild der Kopplung zwischen PICS und BHKW:

Zeichnung: Übersicht Ankopplung des BHKW an PICS

Zusätzlich sind noch weitere analoge Eingänge mit diversen Temperaturfühlern beschaltet. Der PICS steuert auch die Zusatzheizung an und schaltet die Umlaufpumpen (Heizung und Brauchwasservorwärmung) ein.
Als leistungsfähiger Rechner hat der PICS auch noch die Aufgabe, neben der Echtzeitregelung und der Kopplung (Seriell, Netzwerk) eine Energiebilianzierung der Heizungsanlage mitzuführen.
Sämtliche erfassten Daten werden zyklisch in eine Datenbank auf einem externen Server eingespeist. Über die Netzwerkschnittstelle kann die Heizungssteuerung jederzeit fernbedient werden.

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Letzte Änderung: 2.5.2019