Ich werde immer mal wieder gefragt, wie man den Heizölverbrauch einer Ölheizung ermitteln, überprüfen oder abschätzen kann. Also habe ich mal ein paar Zeilen zusammengetippt.
In Deutschland gibt es in etwa 21 Mio zentrale Wärmeerzeuger. Hier dominieren vor allen Dingen in den Städten die Gaskessel bzw. gasthermen, mit und ohne Brennwert. Laut Zahlen des Schornsteinfegerhandwerks sind in Deutschland 13,3 Mio. Gasheizungen in Betrieb, und immerhin noch etwa 5,6 Mio Ölheizungen. Auch wenn die Anzahl der Ölheizungen rückläufig ist, es werden jährlich um die 100.000 Anlagen durch neue Ölkessel ersetzt, vor allen Dingen wenn der Ölpreis mal wieder niedrig ist.
Mit schöner Regelmäßigkeit fragen sich jedes Jahr viele der Besitzer einer Ölheizung, wie hoch wohl der Ölverbrauch war, wie kann man das kontrollieren und bei Bedarf auch optimieren. Wann muss man nachkaufen? Wie lange reicht der Vorrat noch?
Oder kurz gesagt, "Wieviel Öl verbraucht meine Ölheizung?"
Für den Betreiber einer Ölheizung ist es besonders wichtig zu wissen, wie man den Ölverbrauch ermitteln, und die Auswirkung von Veränderungen abschätzen kann, denn nur so kann er seinen Vorrat planen, und entscheiden, wann er zukaufen kann bzw. muss. Dafür gibt es verschiedene Methoden mit unterschiedlicher Genauigkeit.
1. Ölstandsanzeige
Die einfachste und wohl am weitesten verbreitete Möglichkeit, ist die Nutzung von Anzeigen zum Füllstand des Öltanks. Hierfür gibt es verschiedene Anzeigemöglichkeiten, angefangen von einfachen Schwimmern, bis hin zu pneumatischen (Fern)Anzeigen oder Abstandsmessungen mit Hilfe von Ultraschall.
Bei größeren Tanks, insbesondere bei Erdtanks, kommt oftmals nur ein "Peilstab" zum Einsatz.
Ich verwende hierfür gerne einen Laser-Entfernungsmesser, der einerseits relativ genau ist, und andererseits eine einfache und zuverlässige Füllstandsermittlung ermöglicht. Hierzu wurden die Tanks einmalig vermessen (Abstand Boden bis Oberkante Prüföffnung), und dann lässt sich der Abstand Prüföffnung zur Öloberfläche schnell und einfach mit dem Laser messen. Wichtig ist hierbei, dass der Laser genau senkrecht nach unten zeigt, und er immer in der gleichen Position verwendet wird. Man umgeht dabei auch das Problem von Reflexionen die bei Ultraschallmessungen gerne mal das Messergebnis verfälschen können.
Mit dieser Methode lassen sich Pegelveränderungen auf wenige Millimeter genau erfassen, aber sie funktioniert nur dann zuverlässig, wenn die Öloberfläche den Laserstrahl auch reflektieren kann. In der Praxis ist das meist der Fall, da das Heizöl im Tank nur selten absolut rein ist und somit von der Oberfläche immer auch ein Teil des Strahls wieder reflektiert wird. Solche Laser-Entfernungsmesser arbeiten mit einer Genauigkeit von +-1 bis 2mm. Im Vergleich dazu liegen Verfahren mit Ultraschall eher im Bereich +-1cm.
Nun möchte man aber nicht nur wissen, ob sich der Füllstand im Öltank um ein paar Millimeter oder Zentimeter verändert hat, sondern es wäre natürlich schön, wenn man diese Information gleich in Liter umrechnen könnte.
Hierzu bedient man sich im Idealfall einer Peiltabelle die der Tankhersteller liefert, denn Tanks sind in Form und Größe unterschiedlich. So ergibt dann 1cm bei mittlerer Füllmenge ein anderes Ergebnis als 1cm wenn der Tank schon ziemlich leer ist. Etwas komplizierter wird es noch, wenn mehrere Tanks zu einer Tankanlage (Batterie) verschaltet sind, und sich diese nicht exakt gleichmäßig entleeren. Auch bei Erdtanks in Kugelform oder sehr großen Zylindern, sollte man eine Peiltabelle als Grundlage haben.
Sinnvoll ist auch eine Messung kurz vor dem Befüllen, und dann ein paar Stunden nach dem Befüllen. Als Referenz kann dann die Füllmenge dienen die der Tankwagen geliefert hat, denn deren Anzeigen sind sehr genau.
Rechnen wir mal ein Beispiel. Eine Tankanlage bestehend aus 5 x 2.000 Liter Tanks. Ein typischer Vertreter wären die in den 70er Jahren populären Kunststofftanks mit einer max. Füllhöhe von 150cm.
Die Füllhöhe beträgt 30cm, was nach Peiltabelle einen Vorrat von 5 x 357 Liter ergibt, also 1.785 Liter.
Hier wäre noch zu beachten, dass die Tanks nicht komplett entleert werden können, die typische Entnahmeeinrichtung lässt immer eine Restmenge im Tank.
Jetzt tanken wir 3.000 Liter nach, der neue Füllstand beträgt 72cm. Wir wissen also, dass eine Pegeländerung von 1cm im Bereich 30-70cm einer Füllstandsänderung von 71,43 Litern entspricht (3.000 Liter/ (72cm-30cm) = 71,43 l/cm).
Nun lässt sich durch regelmäßige Überprüfungen relativ genau ermitteln, wieviel Öl den Tanks entnommen wurde, und mit Hilfe eines Betriebsstundenzählers der Heizung kann man dann auch die Brennerleistung abschätzen. Das funktioniert bei Ölbrennern mit konstanter Leistung relativ gut, bei Brennern die ihre Leistung regeln können, und sei es nur in 2 Stufen, müsste man wissen, wieviel Zeit in welcher Stufe der Brenner verbracht hat.
Auch hierzu ein Beispiel.
Unterstellen wir, dass der Ölstand im Abstand von 1 Woche gepeilt wurde, die Höhendifferenz beträgt 2cm, und die Betriebsstundenanzeige des Heizkessels zeigt eine Differenz von 75h an.
Ölverbrauch in 1 Woche = 2cm * 71,43l/cm = 142,86 Liter
Leistung des Ölbrenners = (142,86 l *10kwh/l)/75h = 19,05kW
Diese Abschätzung ist für die Praxis hinreichend genau, auch wenn man sich darüber im Klaren sein muss, dass die einfachen Rechnungen mit einigen Toleranzen behaftet sind. So wurde vereinfacht mit 10kWh/Liter gerechnet, die Temperatur und mögliche Volumenausdehnung des Heizöls wurde nicht berücksichtigt, und das Messverfahren selbst ist auch nur bedingt genau.
Trotzdem kann man damit bei mehrere Messungen über einen längeren Zeitraum mjt relativ genauen Zahlen rechnen. Mit einigen Erfahrungswerten im Rücken lässt sich dann der Ölverbrauch auch nur aus den Brennerstunden ermitteln, wobei man dabei immer mal wieder mit dem Ölstand vergleichen sollte, denn auch bei einem Ölbrenner kommt es zu Schwankungen durch Verschleiß (Düse, Ölpumpe usw.).
Kennt man nun den Kesselwirkungsgrad, dann kann man aus der Brennerleistung auch die Energiemenge abschätzen die dem Haus zugeführt wurde. Moderne Ölkessel erreichen im Winterbetrieb einen Wirkungsgrad > 90%, im Sommerbetrieb (nur WW) etwas niedriger. Wer es genauer wissen möchte bzw. muss, der kommt an einem Wärmemengenzähler nicht vorbei.
2. Berechnung über die Brennereinstellung
Nun, das Peilen der Öltanks ist manchmal etwas mühsam, insbesondere wenn man bei Außen-/Erdtanks im Winter noch mit dem Peilstab regelmäßig den Füllstand messen soll. In diesem Fall kann man sich einer weitere Methode bedienen um den Ölverbrauch abzuschätzen.
Wie oben schon geschrieben, hängt der Ölverbrauch von der Brennerleistung und den Betriebsstunden ab. Man muss also nur die Brennerleistung kennen und den Betriebsstundenzähler ablesen, und schon kann man den Ölverbrauch ermitteln. Leider ist das in der Praxis nicht ganz so einfach.
Die Leistung eines Ölbrenners wird durch mehrere Faktoren bestimmt. Das wären primär Öldruck, eingestellt an der Ölpumpe, und Düsenbestückung. Weiterhin verändert sich der Durchsatz mit der Öltemperatur, so dass bei modernen Brennern fast immer eine Ölvorwärmung zum Einsatz kommt. Diese sorgt dafür, dass das Öl mit beispielsweise 50°C der Düse zugeführt wird, so dass der Durchsatz von der "kalten" Öltemperatur unabhängiger wird.
Der Durchsatz einer Öldüse wird üblicherweise in Gallonen/h angegeben, bei einem Referenzdruck von 7bar. Dieser lässt sich einfach auf verschiedene Drücke umrechnen, und da wir in Deutschland weniger mit Gallonen rechnen, kommt noch der Faktor 3,785 hinzu. Somit wäre die Umrechnung wie folgt
Durchsatz [Liter/h] = Düsengröße * 3,785 * (Wurzel (eingestellter Druck[bar] / 7[bar]))
Rechnen wir auch hierzu ein Beispiel.
Eine Düse mit 0,3 (Gallonen/h) wird mit 10 bar Pumpendruck betrieben. Die Zwischenschritte nun ohne Einheiten, für eine bessere Übersicht.
Durchsatz [l/h] = 0,3 * 3,785 * SQR(10/7)
= 0,3 * 3,785 * SQR (1,4285)
= 0,3 * 3,785 * 1,1952
= 1,357 l/h
Nun müssen wir noch die Ölvorwärmung hinzu rechnen, und die Druckverluste von der Pumpe bis zur Düse. Je nach Brenner ergibt das einen Durchsatz der um min. 10% niedriger liegt als berechnet.
Durchsatz [l/] = 1,357 l/h – 0,1357
= 1,22 l/h
Das ergibt eine Brennerleistung von 1,22l/h * 10kWh/l = 12,2kW
Damit lässt sich mit Hilfe der Anzahl der Brennerstunden der Ölverbrauch abschätzen.
Anstatt der obigen Rechnung kann man auch auf Tabellen zurückgreifen, oftmals findet man auch entsprechende Angaben in den Unterlagen zum Brenner. Letztendlich ist aber entscheidend, wie der Brenner eingestellt wurde. Bei dieser Methode sollte man daran denken, dass die Genauigkeit im Wesentlichen von den Toleranzen der Düse und der Druckeinstellung abhängt. So kann der Durchsatz einer Düse bereits um +-4% variieren, gerade bei kleinen Düsen, und die Manometer für die Einstellung des Pumpendrucks sind mit typ. +-1,6% oder +-2,5% auch nur bedingt "genau".
Für die Praxis sollte man daher mit einer Unsicherheit zwischen +-5% und +-10% rechnen.
Achtung, das sagt noch nichts darüber aus, wieviel thermische Energie im Haus landet. Dazu benötigt man weitere Informationen wie Kesselwirkungsgrad, Verbrennungswirkungsgrad (O2 Gehalt) usw.
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