Bei einem Brennwertkessel handelt es sich um einen Heizkessel. Dieser holt Wärme aus Brennstoffen wie Gas und Öl heraus, indem er nicht nur die Wärmeenergie des Brennstoffes nutzt, sondern auch die des im Abgas enthaltenen Wasserdampfes nutzt. Das bedeutet, in einem Brennwertkessel verschwindet der Wasserdampf nicht ungenutzt aus dem Schornstein wie bei anderen Heizkesseln.
Um den Brennwertkessel nutzen zu können, müssen aber einige Voraussetzungen vorhanden sein oder geschaffen werden. Welche Voraussetzungen dies sind, wie ein Brennwertkessel funktioniert, welche Typen es gibt und welche Vor- und Nachteile er bietet, all das erfahren Sie hier.
Die Funktion eines Brennwertkessels
Ein physikalisches Gesetz besagt, es entsteht Wärme, wenn Wasserdampf kondensiert. Dies macht sich ein Brennwertkessel zunutze, indem er neben der Wärme, die beim Verbrennen von Gas entsteht, die im Wasserdampf versteckte Wärmeenergie nutzt. Aus diesem Grund arbeitet ein Brennwertkessel effektiver als ein herkömmlicher Heizkessel, bei dem, wie oben erwähnt, Wasserdampf ungenutzt entweicht.
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Bei einem Brennwertkessel kondensiert der Wasserdampf durch die starke Abkühlung der Abgase zu flüssigem Wasser. Die Energie des Wasserdampfs lässt sich teilweise zur Raumheizung nutzen, um den Wirkungsgrad der Heizungsanlage zu erhöhen.
Brennwertkessel in einem Mehrfamilienhaus
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Welche Typen von Brennwertkesseln gibt es?
Abhängig von der Art der Abgasführung und der Zufuhr der Verbrennungsluft unterscheiden sich:
- Raumluftabhängige Geräte
- Raumluftunabhängige Geräte
Raumluftabhängige Brennwertkessel
Diese Geräte entnehmen die Verbrennungsluft direkt dem Aufstellungsraum. Wichtig ist, dass jederzeit ausreichend Verbrennungsluft im Aufstellungsraum vorhanden ist. Aus diesem Grund ist es notwendig, dass Frischluft durch Fenster oder Türschlitze in den Aufstellraum gelangt.
Von Bedeutung hier ist, dass bei einer vorhandenen Dunstabzugshaube mit Abzug ins Freie die Gefahr besteht, dass Abgase aus der Heizung in die Wohnung gelangen. In diesem Fall darf die Dunstabzugshaube alleinig bei ausgeschalteter Heizung laufen.
Raumluftunabhängige Brennwertkessel
Hierbei handelt es sich um Geräte, welche die Verbrennungsluft nicht dem Aufstellraum entnehmen, sondern der freien Natur. Dies geschieht mittels eines doppelwandigen Rohres, das, am besten durch das Dach, nach draußen führt. Das innere Rohr hat die Aufgabe, die Abgase abströmen zu lassen, das äußere führt Verbrennungsluft zum Kessel.
Bei einem vorhandenen Kamin reicht es aus, wenn das doppelwandige Rohr den Schornstein erreicht. Durch diesen führt ein einwandiges Rohr, welches die Abgase nach draußen leitet. Der freie Raum zwischen Rohr und Kamin bietet in der Regel ausreichend Platz, um den Kessel Verbrennungsluft zuzuführen.
Die Vorteile eines raumluftunabhängigen Brennwertkessels sind:
- Kein Konflikt mit der Dunstabzugshaube
- Erhöhter Wirkungsgrad durch Wärmerückgewinnung
- Überströmöffnungen zwischen verschiedenen Räumen gehören der Vergangenheit an
- Dem Kessel fließt saubere Verbrennungsluft von außen zu
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Voraussetzungen für die optimale Nutzung eines Brennwertkessels
Um von den Vorteilen eines Brennwertkessels zu profitieren, müssen einige Voraussetzungen erfüllt sein:
- Abwasseranschluss
- Richtige Einstellung der gesamten Heizungsanlage bei Kesseln ohne Überströmeinrichtung
- Was muss der Schornstein aushalten?
Abwasseranschluss
Ein Brennwertkessel benötigt einen Abwasseranschluss, um das anfallende Kondenswasser (täglich mehrere Liter) mit einer hohen Menge an Kondensat in die Kanalisation abzuleiten. Dieser lässt sich in der Regel leicht an das vorhandene Abwassersystem anschließen. Bei größeren Kesseln ist oftmals eine zusätzliche Neutralisationseinrichtung vonnöten wegen des hohen Säuregehalts des Kondensats.
Brennwertkessel mit oder ohne Überströmeinrichtung – die Einstellung der gesamten Heizungsanlage
Brennwertgeräte funktionieren in der Praxis oftmals weniger gut, als es die technischen Möglichkeiten erlauben. Die optimale Funktion ist abhängig von den Rücklufttemperaturen der Heizungsanlage. Umso kühler das Wasser ist, das von den Heizkörpern in den Kessel zurückfließt, desto besser kühlen die Abgase ab, was dem Kondensationseffekt zugutekommt.
Bei einer hohen Rücklufttemperatur kommt der Brennwerteffekt oftmals nicht oder wenig zum Tragen. Bei einer Rücklauftemperatur von 50 Grad reduziert sich die Kondensationswärme und in der Folge der Brennwerteffekt nahezu gegen null. Das bedeutet, neben der Technik ist die optimale Einstellung der Heizungsanlage durch einen hydraulischen Abgleich wichtig. Dafür sorgt am besten ein Fachmann.
Das oben genannte gilt nicht für Brennwertkessel mit Überströmventil, die sich vor allem in Thermen mit geringen Wasserinhalten befinden. Hier ist ein hydraulischer Abgleich in der Lage, sich negativ auf die Effizienz des Kessels auszuwirken. Der Grund ist, dass in bestimmten Betriebszuständen Vor- und Rücklauf kurzschließen, um einen Mindestvolumenstrom und ein Überhitzen der Therme zu vermeiden. Dies erhöht die Rücklauftemperatur und in der Folge den Brennwerteffekt.
Bei hydraulisch abgeglichenen Anlagen tritt dies oftmals ein, da hier jeder Heizkörper die tatsächlich erforderliche Heizwassermenge zugeführt bekommt. Wenn weniger Wasser in den Kessel zurückfließt, aktiviert sich die Überströmeinrichtung.
Ob ein vorhandener Brennwertkessel über eine Überströmeinrichtung verfügt, lässt sich mittels eines Installateurs herausfinden. Beim Neukauf eines neuen Brennwertkessels ist es ratsam, darauf zu achten, dass dieser ohne Überstromventil auskommt. Weiterhin erhöht ein Pufferspeicher oftmals die Rücklufttemperatur der Heizungsanlage und reduziert den Brennwerteffekt.
Der richtige Schornstein für Brennwertheizungen
Der Schornstein muss die hohen Anforderungen an die Rußbrandbeständigkeit und Feuchtigkeitsresistenz erfüllen. Weiterhin ist er am besten druckfest und korrosionsbeständig.
Aufgrund der niedrigen Abgastemperaturen bei Brennwertkesseln bildet sich viel Kondenswasser. Aus diesem Grund ist es wichtig, widerstandsfähige Materialien wie Edelstahl zu verwenden, um den Schornstein nicht von innen durch Feuchtigkeit zu schädigen. Durch die niedrigen Abgastemperaturen wirkt der sonst übliche Kamineffekt im Schornstein eher wach. Dies ist auch der Grund, weshalb häufig ein Ventilator zum sicheren Abtransport der Abgase genutzt wird.
Wirkungs- und Nutzungsgrade von Brennwertkesseln
Wirkungsgrad und Nutzungsgrad sind zwei nicht synonym verwendbare Begriffe. Ersterer beschreibt das Verhältnis von zugeführter Energie zur Nutzenergie während eines optimalen Betriebspunktes. Der Nutzungsgrad beschreibt dieses Verhältnis während eines bestimmten Zeitraums. Aus diesem Grund gibt der Jahresnutzungsgrad an, wie viel von der im Heizkessel gespeicherten Energie sich in einer gesamten Heizperiode nutzen lässt.
Daneben gibt es den Normnutzungsgrad, dessen Berechnung die DIN 4702 festlegt und den die Hersteller auf Prüfständen ermitteln. Die ermittelten Werte tauchen in den Herstellerunterlagen der jeweiligen Geräte auf und dienen sowohl Fachbetrieben für Heizungsanlagen als auch Verbrauchern zur Information.
Verbraucher sind durch die Angabe des Normnutzungsgrades in der Lage, die Leistungsfähigkeit des Brennwertkessels zu erkennen. Das bedeutet, der Normnutzungsgrad ist ein realistisches Maß für die Effektivität eines Kessels. Umso höher er ist, desto besser ist die Heizungsanlage in der Lage, die Energie, die im Brennstoff steckt, zu nutzen.
Vor- und Nachteile eines Brennwertkessels im Vergleich zu einem Niedertemperaturkessel
Vorteile:
- Brennwertkessel arbeiten effektiver als Niedertemperaturkessel
- Brennwertkessel lassen sich mit anderen alternativen Methoden zur Energiegewinnung gut koppeln
- Brennwertkessel sind auf lange Sicht umweltschonender
Nachteile:
- Brennwertkessel lassen sich alleinig mit flüssigen Energieträgern nutzen
- Für den Abtransport der Abgase ist bei einem Brennwertkessel Strom nötig
- Der Anschaffungspreis eines Brennwertkessels ist in der Regel höher
Niedertemperaturkessel sind verbreitet, da es sich um zuverlässige und preisgünstige Systeme handelt. Die Nutzungsgrade dieser Systeme (auf den Heizwert des Brennstoffes bezogen) liegen bei guten Geräten bei nahezu 90 Prozent. Dieser Wert ist nicht vergleichbar mit den Nutzungsgraden von Brennwertkesseln (auf den Brennwert bezogen), die weit höher liegen.
Der Brennwert eines Brennwertkessels enthält zusätzlich zum Heizwert Kondensationswärme. Das bedeutet, die Energie, die er durch Kondensation des entstandenen Wasserdampfes nutzt. Wir nehmen bei Brennwertkesseln als Bezugsgröße den Heizwert an. Das kommt in vielen Fällen einem Nutzungsgrad (auf den Heizwert bezogen) von 100 oder mehr Prozent gleich. Aus diesem Grund lassen sich bei einer optimal eingestellten Anlage mit einem Brennwertkessel im Vergleich mit einem Niedertemperaturkessel bis zu zehn Prozent Energie im Jahr sparen. Ein Punkt für das Brennwertsystem.
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Ein Nachteil eines Brennwertkessels gegenüber einem Niedertemperaturkessel ist, dass er sich alleinig mit flüssigen Energieträgern betreiben lässt, um die Kondensationsenergie optimal auszunutzen.
Für den Abtransport der Abgase nach der Energiegewinnung benötigt ein Brennwertkessel Strom, um den Wasserdampf zu nutzen. Dies gilt als Nachteil eines Brennwertkessels. Weiterhin ist ein Brennwertkessel in der Anschaffung teurer als ein Niedertemperaturkessel. Der Grund ist, dass bei der Installation oftmals Änderungen am Schornstein vonnöten sind.
Als klare Vorteile einer Brennwertheizung gelten: Sie lässt sich leicht mit anderen alternativen Methoden zur Energiegewinnung verbinden, wie z.B. der Solarthermie. Weiterhin ist sie wegen der besseren Effektivität umweltschonender und schont den Geldbeutel. Ein weiterer Vorteil der Brennwertheizung ist die flexible Anbringung. Eine solche Heizung lässt sich auf Dachböden, in Kellern oder Wohnzimmern einbauen.
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