Wie funktioniert Brennwerttechnik effizient?
Von den 748.000 im Jahr 2019 abgesetzten Wärmeerzeugern war laut BDH, Köln, die Gas-Brennwerttechnik mit großem Abstand die am stärksten nachgefragten Technologie: Insgesamt wurden 518.000 Geräte abgesetzt; das entspricht einem Plus von 5% gegenüber dem Vorjahr. Doch was steckt eigentlich hinter dem Prinzip der Brennwerttechnik?
Was ist Brennwerttechnik?
Bei der Verbrennung von Erdgas oder Heizöl entsteht Wasserdampf durch den im Brennstoff enthaltenen Wasserstoff. Im Unterschied zu Konstant- und Niedertemperaturkesseln nutzt ein Brennwertgerät zusätzlich die Energie aus den kondensierten Verbrennungsabgasen: Durch niedrige Kesselrücklauftemperaturen und durch die besondere Wärmeübertrager-Konstruktion des Brennwertgeräts werden die heißen Abgase soweit abgekühlt, dass der Wasserdampf kondensiert, und die dabei entstehende Wärme auf das Heizmedium übertragen wird.
Wann kommt es zur Kondensation bei Brennwertgeräten?
Die zusätzlich zur Verfügung stehende Energiemenge, bezogen auf den Heizwert, beträgt bei Erdgas rund 11%, bei Heizöl rund 6%. Bezieht man die gesamte Energieausnutzung auf den gesamten Energiegehalt eines Brennstoffes, auf den Brennwert, können sowohl Gas- als auch Öl-Brennwertwärmeerzeuger Normnutzungsgrade bis zu 98% erreichen.
Eine-Kondensation findet aber nur statt, wenn die Abgase unter die Taupunkttemperatur abgekühlt werden: bei der Nutzung von Erdgas liegt er bei ca. 57°C, bei Heizöl EL bei ca. 47°C. Hinweis: Diese Temperaturwerte sind abhängig vom prozentualen CO2-Gehalt, der in diesen Fällen ca. 10 Vol.%. bzw. ca. 13 Vol.% beträgt. Mit zunehmendem CO2-Gehalt steigt die Taupunkttemperatur. Auch der Luftüberschuss „Lambda“ spielt eine wichtige Rolle: dieser wird meist mit 1,2 = 20 % angenommen.
Welche Voraussetzungen müssen Brennwertsysteme erfüllen?
Damit die Kondensation im Betrieb gelingt, muss die Rücklauftemperatur im Heizungssystem entsprechend niedriger als die Taupunkttemperatur des Abgases liegen. Damit ein Brennwertgeräte im Jahresverlauf so effizient wie möglich arbeiten kann, muss über möglichst lange Betriebszeiten hinweg eine Kondensation stattfinden. Dies erfordert eine entsprechende Auslegung der Systemtemperaturen bei den statischen Heizflächen, oder besser, der Einsatz eines Flächenheizsystems. Sind diese Bedingungen erfüllt, arbeitet das Heizsystem nicht nur energieeffizient, sondern auch schadstoffarm.
Wichtige zusätzliche Voraussetzungen für ein Brennwertsystem sind
- eine feuchtigkeitsunempfindliche, überdruckdichte Abgasanlage,
- eine sichere Kondensatableitung sowie
- eine sichere Luftzufuhr.
Wie effizient arbeiten Brennwertgeräte in der Praxis?
„Brennwertheizungen halten nicht, was sie versprechen“ - zu dieser ernüchternden Bilanz kam die "Aktion Brennwertcheck" der Energieberatung der Verbraucherzentralen. Bundesweit wurden im Februar und März 2011 rund 1.000 Brennwertgeräte von den Energieberatern der Verbraucherzentralen unter die Lupe genommen. Nur bei einem Drittel der Anlagen können die Besitzer zufrieden sein, in zwei Drittel der Anlagen besteht zum Teil erheblicher Optimierungsbedarf.
Als Schwachstellen wurden u. a. ermittelt:
- Heizkurven sind nicht ordentlich angepasst,
- Temperaturspreizungen zwischen Vor- und Rücklauf zu gering,
- Das Fehlen von Außentemperaturfühlern führte zu einer Kondensat-Minderung von 23 Prozent.
- Nicht hydraulisch abgeglichene Angaben erzielten durchschnittlich einen 18 Prozent geringeren Kondensat-Ertrag.
- Anlagen mit geregelten Heizungspumpen oder mit Hocheffizienzpumpen hatten im Durchschnitt 13 Prozent mehr Kondensat-Ertrag.
- Systeme mit reinen Fußboden- oder Wandflächenheizungen hatten durchschnittlich gut 10 Prozent mehr Kondensat-Anfall als Systeme mit Heizkörpern.
