Badewannentest, oder

Wie bestimme ich den Wirkungsgrad der Heizung?

In drei Versuchen wurden etwa 100 Liter Warmwasser aufgeheizt und in die Badewanne gefüllt.
Die aufgenommen Daten sind Ablesungen von Wasseruhr, Gasuhr sowie gemessene Temperaturen.
Zur Zeit der Versuche war Sommer, die Heizungspumpe war ausgeschaltet.
Der CTC- Kombikessel besitzt einen Wärmetauscher im Heizungswasser, durch den das zu erwärmende Brauchwasser fließt.

Nach dem Einfüllen der Badewanne wurde der Gasverbrauch erst dann ermittelt, als der Heizkessel wieder seine Solltemperatur erreicht hatte. Die gewählte Wassertemperatur von 38° ist so gering, daß während der Füllzeit nur eine vernachlässigbare Abkühlung aufgetreten ist.

Als zusätzliche Wärmeverluste kommen noch die Kupferrohrleitungen bis zur Badewanne sowie das Material der Wanne in Betracht.
Um diese Verluste abschätzen zu können, ist der dritte Versuch mit einer etwas vorgewärmten Leitungen und Wanne durchgeführt worden. Die Heizleistung des Kessel war mit über 20 kW ausreichend, um in kurzer Zeit (15 Minuten) die entnommenen rund 5 kWh nachzuliefern, bevor alles wieder auskühlen konnte.

Die Versuche zeigen bei guten Bedingungen einen Wirkungsgrad von etwa 70 % bezogen auf den Brennwert des Gases.
Bezogen auf den Heizwert liegt der Wert etwa bei 80%.
Laut Messung des Schornsteinfegers betrugen die Abgasverluste nur rund 10 %. Es müßten also 90 % herauskommen.

Bestimmt man den Wirkungsgrad für die Erzeugung von warmem Wasser im Sommer, so erhält man rund 15%.
Selbst bei Erwärmung direkt an der Zapfstelle (Durchlauferhitzer, Boiler) mit der um etwa den Faktor 3 teureren elektrischen Energie blieben die Kosten dafür mit 50% noch weit unter dem Gaspreis.

Brennwert Gas: 9,0 kWh / m³
spezifische Wärme Wasser: 4,19 kJ / kg / K

Meßwerte	Versuch 17.9.05	Versuch 18.9.05	Versuch 24.9.05
Wassertemp. kalt: /°	13	13	13
Wassertemp. warm:	38	38	38
Gasuhr vorher:	33164,040	33167,119	33180,350
Gasuhr nachher:	33164,746	33167,651	33180,953
Wasseruhr vorher:	0,041	0,236	0,528
Wasseruhr nachher:	0,147	0,327	0,656
Menge Wasser / kg	147-41 = 106	327-236=91	656-528 =128
Menge Gas / m³	0,746 - 0,040 = 0,704	0,651-0,119=0,523	0,953-0,350=0,603
Temperaturdiff. / °	38-13 = 25	38-13=25	38-13 = 25
Wärmemenge Gas / kWh	0,704 * 9 = 6,34	0,523 *9 = 4,7	0,603 * 9 = 5,42
Wärmemenge im Wasser / kWh	25 * 4,19 * 106 /3600 = 3,08	25 4,19 91 / 3600 = 2,6	25 4,19 128 /3600 = 3,7
Wirkungsgrad	3,08 / 6,34 = 0,48	2,6/4,7 = 0,56	3,7 / 5,4 = 0,69

Stillstandsgasverbrauch des Kombikessels (nur Warmwasser, ohne Heizung)
(33167,1 - 33164,0) = 3,1 m³ / Tag entspricht 3,1 * 9 = 28 kWh / Tag
(33180,3 - 33164,0) / 7 = 16,3 / 7 = 2,3 m³ / Tag oder 2,3 * 9 = 21 kWh / Tag

Für den täglichen Warmwasserbedarf von rund 100 Litern sind rechnerisch 3 kWh nötig.

Damit liegt der Wirkungsgrad für das Warmwasser bei rund 3/21, d.h. etwa 15%.