Testo Messgerät & Heizwert/Brennwert: Fehlerquellen bei Abgasmessung & Brennwertnutzung?

Herr Lange nimmt es anscheinend nicht allzu genau beim Interpretieren von Zitaten. Dass dabei die Wahrheit und das Zitat auf der Strecke bleiben ist Nebensache. Ein Blick in die Netiquette deutschsprachiger Foren / Newsgruppen, vor allem die Punkte 1 bis 5 sowie 8 und 9 würde ihm sicher auch nicht schaden.
Es ist gut, dass wir durch Kunden von solchen Querschüssen erfahren und auch mal Stellung nehmen können.
Herr Sparwel hat sich in den von Herrn Lange zitierten Sätzen sehr unpräzise, um nicht zu sagen verworren, ausgedrückt. Es ist kein Widerspruch zwischen Gewinnung von Kondensationswärme und weiter vorhandenen Abgasverlust. 4 % Gewinn bezogen auf Heizwert ist immer noch ein Verlust bezogen auf Brennwert. Der Unterschied Heizwert / Brennwert ist ja in Beitrag 163 von Herrn Sparwel richtig dargelegt worden. Und hätte Herr Lange dass Zitat um zwei Sätze verlängert ("Dieser [der Abgasverlust] aber kleiner ist als der Kondensationsgewinn. Vielleicht habe Ich jetzt einen Gedankenfehler gemacht, habe jetzt aber keine Zeit weiter darüber nachzudenken. ") oder zumindest diese aufmerksam gelesen, wäre er vielleicht weniger enthusiastisch auf die scheinbare Blamage losgegangen und hätte sich erst einmal bei uns kundig getan. Es ist wirklich sehr naiv zu glauben, dass Testo, unter anderem auch sehr erfolgreich und anerkannt in der Feuchtemesstechnik, sich einen Schnitzer dieser unterstellten Dimension erlauben würde. Für mich ist es schockierend zu sehen, besonders kraß in diesem Forum, wie ohne zu überlegen und zu prüfen erst einmal vom Leder gezogen wird, ohne überhaupt zu versuchen die Argumente des anderen zu begreifen und so eine gemeinsame Diskussionsgrundlage zu schaffen. Man schwatzt lieber aneinander vorbei und treibt die Emotionen hoch anstatt der Sache dienlich zu sein.
Doch möchte ich jetzt zur Sache und damit Richtigstellung kommen, was die Abgasverlustbestimmung in unseren neueren Geräten betrifft. Wenn ich dabei keine Einzelheiten nenne, ist das sicherlich verständlich, aber Sie können getrost davon ausgehen, dass das, was ich hier anspreche, auch gebührend berücksichtigt wurde.
Um den Taupunkt des Abgases bestimmen zu können benötigt man als Grundvoraussetzung Angaben zur Brennstoffzusammensetzung und zum Feuchtegehalt der Verbrennungsluft. Unter Berücksichtigung des Luftüberschuss, verfügbar durch die O2- oder CO₂-Messung, lässt sich der Wasserdampfgehalt im Abgas ermitteln, woraus sich wiederum unter Kenntnis (oder Abschätzung) des Umgebungsdruckes der Taupunkt des Abgases ergibt. Über die gemessene Abgastemperatur und dem eben dargestellten Sachverhalt ist der maximal mögliche bzw. auch real vorhandene Wasserdampfgehalt oder Abgastaupunkt eindeutig definiert. Ist Kondensation aufgetreten, kann die Menge des kondensierten Wassers aus der Taupunktdifferenz oder Wasserdampfgehalt-Differenz (Nehme jeder die Größe, die ihm mehr behagt, es geht auch absolute Feuchte, Feuchtegehalt) ermittelt werden und somit auch der Rückgewinn an Kondensationswärme. Hierbei vergesse man nicht das Bezugssystem auf die eingebrachte Brennstoffmenge bzw. -Energie.
Die naive Vorstellung, dass am Taupunkt der Abgase (Richtiger ausgedrückt: bei Erreichen bzw. Unterschreiten der Taupunkttemperatur) das ganze Wasser kondensiert, entspringt lediglich der regen Phantasie von Herrn Lange, Herr Sparwel schrieb: "ein Kondensation Wärme Gewinn" und nicht der ganze Kondensationswärmegewinn. Auch die "letzte Tropfen"- Darlegung ist nur halb durchdacht und täuscht mehr Sachkenntnis vor als anscheinend vorhanden ist. In diesem Sinne würde mich interessieren, wie sich Herr Lange die seiner Ansicht nach 'natürlich' vorhanden sein müssende 'korrekte' (ein herrlich viel- und nichtssagendes Wort in diesem Zusammenhang) Abgastemperatur-Brennwertnutzungs-Kurve oder -Tabelle vorstellt ohne zu vergessen, dass auch, wie richtigerweise vorher vehement gefordert, die Luftfeuchte als auch, explizit bisher weniger betrachtet, der Luftüberschuss in die Brennwertnutzungsbestimmung eingehen müssen?
Wir haben eine etwas elegantere analytische Lösung bevorzugt, die quasi für alle Brennstoffe anwendbar ist., von uns aber in den Geräten nur für die relevanten gasförmigen und flüssigen realisiert wurden, aber auch die vom Nutzer definierbaren Brennstoffe einschließt.
Das angesprochene Springen des qA-Verlustwertes kann bei den spärlichen Informationen von mir nicht interpretiert werden. Vor allem müsste auch das Verhalten des O2-Wertes und der Brenneranlage mit in Betracht gezogen werden (Berücksichtigung des Ansprechverhaltens der Sensoren und auch des Betriebszustandes der Anlage). Hier kann sich Herr Sparwel gern mit mir in Verbindung setzen, um das Mess-Problem zu klären.
Noch etwas zur Berücksichtigung der Luftfeuchte bei den Berechnungen in unseren Geräten. Wie bekannt hat Testo eine ganze Gerätepalette mit Leistungs-, Umfangs- und damit verbundenen Preisunterschieden. Entsprechend ist die Brennwertberücksichtigung auch nicht in allen Geräten vorgesehen bzw. implementiert. Wenn sie implementiert ist, gibt es zwei Varianten für die Luftfeuchteberücksichtigung. Fest vorgegeben oder über Menü eingebbar. Die direkte Messung und Einbindung über einen ansteckbaren Feuchtefühler ist technisch für uns kein Problem, wäre aber kostenmäßig eine zu große Belastung für die Kunden, da diese Zusatzleistung kein Muss in der gesetzlichen Messpraxis ist, für die unsere Geräte genutzt werden. Bei der Festlegung des Vorgabewertes haben wir uns an Aussagen des ZIV (Zentralinnungsverband der Schornsteinfeger) gehalten. Dort wird im Arbeitsblatt 201 ("Vorgänge um die Verbrennung" [1995]) für verbrennungstechnische Berechnungen mittelfeuchte Luft mit einem Wert von 80 % rel. Feuchte bei 20 °C vorausgesetzt (Seite 45).
Für die Standardanwendung ist diese Annahme sicherlich auch ausreichend. Für genauere Messungen bei speziellen Anwendungen (Luftvorwärmung und -Befeuchtung) steht dann die Variante mit Eingabe der rel. Feuchte oder des Taupunktes der Verbrennungsluft zur Verfügung, z.B. Testo300 I (ndustrie).
Schlussendlich etwas zur Genauigkeit bei Messungen an Brennwertanlagen. Sicherlich ist diese Messung nicht vergleichbar mit einer Prüfstanduntersuchung, sowohl in Umfang als auch Preis. Es wurde auch schon bemängelt, dass unser Gerät 'nur' 104 % Wirkungsgrad statt erwarteter 107 % (= Prüfstandabnahmewert) anzeigte. Ob hier die örtlichen Randbedingungen (gegenüber den idealen Bedingungen auf dem Prüfstand) und/oder der Unterschied zwischen punktueller Messung und Gesamtbilanzierung für die Differenz verantwortlich waren, konnte am Telefon nicht geklärt werden und eine andere Bestimmungsmöglichkeit des Wirkungsgrades stand nicht zur Verfügung.
Welche Fehlerquellen sind vorhanden:
Siegert-Formel: Die Siegert-Formel (von Gumz 1925 erweitert) ist eine Näherungsgleichung, die den thermodynamischen Zusammenhang in einfacher Form handhabbar wiedergibt. Da die Stoffwerte der gasförmigen Komponenten des Abgases sich nicht schlagartig ändern, ist eine Extrapolation in den unteren Temperaturbereich ohne großen Fehlereinfluss möglich. Im Kondensationsbereich ändert sich aber auch die Stoffzusammensetzung und der Fehler durch die Siegert-Näherung wird größer, ohne allerdings wesentlichen Einfluss zu erhalten. Bei Erdgas z.B. ist der Fehler durch den einen vorgegebenen Koeffizientensatz (I. BimschV) je nach Art (z.B. norwegisches Erdgas oder Groninger Erdgas) größer. Soll hier genauer berechnet werden, ist die Anpassung der Siegert-Faktoren an den verwendeten Brennstoff notwendig. Dazu können die in unseren Geräten verfügbaren USER-Fül- Eintragsmöglichkeiten genutzt werden. Bei der Ermittlung dieser Daten sind wir bei Zusendung der Brennstoffcharakteristik behilflich.
Messfehler: Hier meine ich jetzt nicht die bekannten Fehler entsprechend den Genauigkeitsangaben der Messfühler und -sensoren, sondern die sich aus den punktuell ermittelten Daten ergebenen Abweichungen zu mittleren bzw. repräsentativen Werten der Anlage. Es geht also um die richtige Auswahl der Messstelle. Temperaturgradient über den Querschnitt der Messstelle, usw.. Schornsteinfeger messen im 'Kernstrom' (Ort der höchsten Temperatur), allein diese Aussage zeigt, dass der Abgasstrom weder in Hinsicht Temperatur noch Gaszusammensetzung homogen über den Querschnitt verteilt ist. Der Schornsteinfeger misst also auch keinen Mittelwert, sondern einen Wert nach Vorschrift, wodurch die Anlagenqualität vergleichbar wird und gleich bewertet werden kann.
Der Messende muss also wissen, was er will und muss auch seine Messergebnisse richtig beurteilen können, sowohl hinsichtlich des Messvorganges als auch ihrer Aussagekraft.
Der Fehler durch die Berechnungsungenauigkeit der Kondensationswärmerückgewinnung ist minimal, da dieser Formalismus quasi unseren Feuchtemesstechnikgrundlagen entlehnt ist, und an denen hat selbst die PTB (Physikalisch  -  Technische Bundesanstalt) nichts auszusetzen.
Der Nutzer unserer Geräte hat erstmals die Möglichkeit, Brennwertnutzung in Praxis ohne großen Aufwand zu messen. Brennwertkessel unterliegen keiner Messpflicht vom Gesetzgeber. Aber Praktiker, Tüftler, Forscher und Anlagenbetreuer sind froh, wenn sie Messergebnisse an Brennwertgeräten erhalten, die dem auch entsprechen. Für uns ist diese Anwendung auch neu und wir wollen Erfahrungen sammeln, die wieder in die Geräte einfließen. Deshalb freuen wir uns über jede sachliche Kritik und Information. Sensationslüsterne Schadenfreude über eigene Schnitzer, die man anderen unterjubeln will, tragen wenig zur Diskussion bei und gehören zum negativen Bestandteil der Internetmöglichkeiten.
Axel Brödel