Obwohl heißes Wasser für Heizsysteme in Neubauten bevorzugt wird, wird Dampf in älteren Gebäuden in New York City immer noch häufig verwendet. Daten, die durch den Greener, Greater Buildings Plan (GGBP) gesammelt wurden, zeigen, dass die meisten Gebäude über 50.000 Quadratmetern immer noch dampfbasierte Raumheizung verwenden.

• 72,9% der Gebäude verfügen über Dampfkessel, die mit Erdgas oder Heizöl betrieben werden, während 10% auf den District Steam Service von Con Edison angewiesen sind. Mit anderen Worten, 81.9% der Heizsysteme in großen NYC-Gebäuden verwenden immer noch Dampf.
• An zweiter Stelle stehen Heißwasserkessel, die 13,4% der Heizsysteme ausmachen, während alle anderen Konfigurationen weniger als 5% der Heizsysteme ausmachen.

In Bezug auf die Wärmeverteilung verwenden 68,1% der Heizsysteme Dampfrohre, während 26% hydronische Rohrleitungen verwenden. Direkte elektrische Heizung und Zwangsluftverteilung sind in weniger als 6% der NYC Gebäude über 50.000 Quadratmetern gefunden.Erdgas ist die häufigste Wärmequelle für Dampfkessel, gefolgt von Heizöl, und die meisten dieser Dampfkessel befinden sich in Mehrfamilienhäusern. Der Urban Green Council hat festgestellt, dass die Aufrüstung dieser Dampfsysteme auf modernere Konfigurationen einer der vielversprechendsten Bereiche ist, um die Energieeffizienz in NYC zu verbessern und gleichzeitig die Treibhausgasemissionen zu senken.Dampfbasierte Systeme bieten den Vorteil, dass sie keine Pumpe benötigen, da Dampf von selbst zu einzelnen Heizkörpern aufsteigt, und das ist der Hauptgrund, warum alte Gebäude sie haben. Für eine gegebene Heizlast verbraucht ein dampfbasiertes System jedoch viel mehr Kraftstoff als ein Warmwassersystem, das einen Kessel und Pumpen verwendet, was zu mehr Emissionen führt. Um das Emissionsreduktionsziel von 80% bis 2050 zu erreichen, muss New York City die Dampfheizung in seinen Gebäuden auslaufen lassen – es ist eine der kohlenstoffintensivsten Heizsystemkonfigurationen.

Haupteinschränkungen von dampfbasierten Heizsystemen

Die beiden Haupteinschränkungen von dampfbasierten Heizsystemen sind Ineffizienz und eine langsame Reaktionszeit. Erstens ist der Prozess des Kochens und Kondensierens von Wasser weniger effizient als das einfache Erhitzen und Verteilen von Wasser ohne Phasenänderung. Darüber hinaus begrenzt die langsame Reaktion von dampfbasierten Systemen die Verwendung von automatischen Steuerungen, die sehr effektiv sind, um Energie zu sparen und den Komfort zu verbessern, wenn sie in moderneren Heizsystemen eingesetzt werden. Wenn ein Dampfkessel eingestellt wird, kann es eine lange Wartezeit geben, bevor sich die Heizleistung von Heizkörpern merklich ändert.

Dampfbasierte Heizsysteme leiden ebenfalls unter einer konstruktiven Einschränkung, die für die Insassen unangenehm sein kann. Einige von ihnen sind sehr alt, als die NYC-Bauvorschriften die Berechnung der Heizlasten unter der Annahme offener Fenster erforderten, wodurch Innenräume überhitzt wurden. Denken Sie daran, dass luftdichte Gebäudehüllen ein moderner Designtrend aus dem späten 20.Jahrhundert sind, während viele Gebäude in New York aus der Zeit vor dem Zweiten Weltkrieg stammen.

Dampfbasierte Heizsysteme sind nicht nur ineffizient, sondern können auch wartungsintensiv sein, und dies gilt sowohl für Einrohr- als auch für Zweirohrkonfigurationen.

• Die Lüftungsschlitze in Einrohrheizkörpern sind störanfällig. Wenn sie verstopfen, kann Dampf nicht frei in den Kühler fließen, wodurch die Heizleistung verringert wird. Auf der anderen Seite führt eine in der offenen Position steckende Entlüftung zu einem konstanten Dampfleck in den Wohnraum, was die Luftfeuchtigkeit in Innenräumen erhöht und bei Berührung zu schweren Verbrennungen führen kann.
• Bei Zweirohrsystemen können Kondensatableiter auch in geöffneter oder geschlossener Stellung verriegelt werden. Dies führt zu einem Systemungleichgewicht, bei dem einige Bereiche schlecht erwärmt werden können, während andere überhitzt sind.

Einrohrdampfsysteme sind häufiger in niedrigen Wohngebäuden anzutreffen und machen 37% der gesamten geprüften Fläche im Mehrfamiliensektor gemäß dem Greener, Greater Buildings Plan aus. Auf der anderen Seite sind Zweirohrdampfsysteme in Wohnhochhäusern häufiger anzutreffen und machen 25% der geprüften Fläche aus. Einrohr-Dampfheizsysteme sind die ineffizienteste Konfiguration und verbrauchen rund 13% mehr Energie als der Medianwert für alle geprüften Gebäude.

Schlechte Energieeffizienz, eine langsame Reaktionszeit und anspruchsvolle Wartung erhöhen die Betriebskosten eines dampfbasierten Heizsystems. Der Hauptgrund, warum diese Systeme immer noch so verbreitet sind, ist, dass ein Upgrade sehr teuer sein kann: Wände und Böden müssen abgerissen werden, um Dampfleitungen zu entfernen, und nach der Installation von Wasserleitungen wieder aufgebaut werden. Die erforderlichen Rohrleitungsdurchmesser sind auch für eine Dampf- und Warmwasserverteilung sehr unterschiedlich, und bei Einrohrdampfsystemen gibt es keine Rücklaufleitung, um Wasser zurück zum Kessel zu leiten. Darüber hinaus sind viele Heizkörpermodelle nicht für die Umrüstung auf heißes Wasser geeignet.

Modernisierung Dampfbasierter Heizsysteme

Wenn eine größere Renovierung für ein älteres Gebäude mit dampfbasierter Heizung geplant ist, wird eine Modernisierung der Warmwasserverteilung dringend empfohlen. Da viele Gebäudebereiche bei einer größeren Renovierung komplett verändert werden, ist die Heizungsanlage Upgrade weniger störend. Wasserwärmepumpen, eine der effizientesten derzeit verfügbaren Heizoptionen, erfordern zum Betrieb hydronische Rohrleitungen.

Viele Gebäude nutzen ihre Dampfkessel auch für Warmwassersysteme. Im Sommer, wenn die Raumheizungslasten reduziert werden, arbeiten Dampfkessel weit unter ihrer Nennlast mit einem drastischen Abfall des Wirkungsgrades. Da diese Brauchwassersysteme jedoch bereits über Rohrleitungen verfügen, ist ihre Umstellung auf eine modernere und effizientere Technologie viel einfacher als bei Raumheizsystemen.

Fazit

Dampf war vor einem Jahrhundert ein praktisches Heizmedium, da keine Wasserpumpe erforderlich war. Der zu zahlende Preis ist jedoch, viel mehr Kraftstoff als ein Warmwasserboiler zu verwenden und ihn auch weniger effizient zu nutzen. Obwohl eine Heizungsumrüstung ein teures Gebäude-Upgrade-Projekt sein kann, wird es viel einfacher, wenn es zusammen mit einer größeren Gebäudesanierung programmiert wird. Die Dampfheizung ist auch ein sehr kohlenstoffintensiver Prozess, der nicht mit den von New York City festgelegten Emissionsreduktionszielen übereinstimmt. Selbst wenn der neue Warmwasserboiler Erdgas verwendet, hat er im Allgemeinen eine geringere Kapazität und ist effizienter.

Grundstückseigentümer, die ein Upgrade für ihre dampfbasierten Heizsysteme in Betracht ziehen, können sich an ein qualifiziertes Ingenieurbüro wenden, um eine Bewertung ihrer Gebäude zu erhalten. Wenn das dampfbasierte Heizsystem als geeignet für die Konvertierung angesehen wird, sind die Upgrade-Kosten deutlich niedriger.