In technischen Unterlagen tauchen immer wieder unterschiedliche Wirkungsgrad-Bezeichnungen auf. Einzelne Begriffe werden dabei oft verwechselt beziehungsweise unterschiedliche Werte verglichen. Dieser Beitrag soll Licht ins Wirkungsgrad-Dunkel bringen.
Der Wirkungsgrad misst die Effizienz von Energiewandlungen und Energieübertragungen. Außerdem beschreibt er das Verhältnis von zugeführter Leistung zur Leistung, die im Endeffekt genutzt werden kann (Nutzenergie).
Feuerungstechnischer Wirkungsgrad
Errechnet wird der feuerungstechnische Wirkungsgrad so:
Zugeführte Energie minus Abgasverluste
A – B
Er berücksichtigt nur die Verluste, die durch die Verbrennung entstehen. Verursacht werden die Verluste durch die Abgastemperatur, den Luftüberschuss und CO-Bildung bei der Verbrennung.
Vorteil: Dieser Wirkungsgrad kann relativ einfach vor Ort durch eine Abgasmessung ermittelt werden. Tragbare, elektronische Abgasanalyse-Geräte werten automatisch den feuerungstechnischen Wirkungsgrad aus.
Kesselwirkungsgrad
Errechnet wird der Kesselwirkungsgrad so:
Zugeführte Energie minus (Abgasverluste plus Abstrahlung)
A – (B + C)
Der Kesselwirkungsgrad ist eine Pflicht-Kenngröße für sämtliche Heizkessel. Er wird bei der Typenprüfung der Heizung ermittelt, wobei die Kesseltemperatur definiert ist. Die Belastung, die sogenannte „Nennleistung“, liegt bei der Prüfung bei 100 Prozent. Der Kesselwirkungsgrad berücksichtigt alle Verluste, wie feuerungstechnische Verluste und Strahlungsverlust, im Dauerbetrieb.
Teillast-Wirkungsgrad
Der Teillast-Wirkungsgrad wird prinzipiell gleich wie der Kesselwirkungsgrad ermittelt. Allerdings wird die Belastung auf 30 Prozent reduziert, das ist die sogenannte „Teillast“. Dieser Wirkungsgrad wird von der CE-Kennzeichnung gefordert und entspricht dem praktischen Betrieb besser als der Kesselwirkungsgrad, da der Heizkessel nicht dauerhaft mit hundertprozentiger Leistung betrieben wird.
Berücksichtigt werden dabei der feuerungstechnische Verlust, der Strahlungsverlust und auch Anteile des Bereitschaftsverlustes für die Auskühlung während der Heizkessel stillsteht.
Norm-Nutzungsgrad
Die Bedingungen für einen Heizkessel ändern sich je nach Jahreszeit. Der Norm-Nutzungsgrad bildet diese unterschiedlichen Bedingungen ab indem der Teillast-Wirkungsgrad bei fünf Lastpunkten (13 Prozent, 30 Prozent, 39 Prozent, 48 Prozent und 63 Prozent der Nennleistung) ermittelt und daraus der Mittelwert berechnet wird.
Die Angabe des Norm-Nutzungsgrades ist nicht verpflichtend und die Messmethode bislang nur in einer DIN-Norm festgelegt. Der Messaufwand für die Ermittlung ist durch die fünf Lastpunkte deutlich höher.
Nachdem die Belastung im Vergleich zum Kesselwirkungsgrad verringert wird, sinken die feuerungstechnischen Verluste (geringere Abgastemperatur) und die Abstrahlverluste (geringere Kesseltemperatur). Daraus ergibt sich praktisch immer ein höherer, besserer Wert als beim Kesselwirkungsgrad. Viele Anbieter sind deshalb dazu verleitet, den Norm-Nutzungsgrad anstelle des Kesselwirkungsgrads anzugeben. Dadurch wird der Kunde oftmals getäuscht, weil der Unterschied der beiden Wirkungsgrade nicht bekannt ist.
Resümee: Die Wirkungsgrade geben beim Heizkesselkauf eine grobe Orientierung, können aber aufgrund der „Ideal-Bedingungen“ am Prüfstand nur schwer den Praxisbetrieb widerspiegeln. Die Gesamtperformance des Heizsystems hängt von vielen Faktoren ab, zum Beispiel ob der hydraulische Abgleich gemacht wurde, wie die Heizungsanlage bei der Inbetriebnahme eingestellt wird oder wie intelligent Heizkessel, Regelung und Verteilung zusammenarbeiten.