Brennwertkessel – alles über Kesseltypen mit Brennwert

Ein moderner Brennwertkessel gilt hierzulande als optimaler Partner einer Solarthermie-Anlage. In meiner kleinen Reihe zum Thema Brennwerttechnik geht es heute mit einem Überblick zu Brennwertkesseln weiter: Ich möchte in einem Vergleich herausfinden, was die “Brennwerter” – Gerätetypen drauf haben und wie man sie unterscheiden kann.

Brennwertkessel sind Heizkessel, die mit Brennwerttechnik arbeiten.

Heizkessel-Unterteilung nach unterschiedlichen Gesichtspunkten

Heizkessel lassen sich nach unterschiedlichen Kriterien unterteilen, zum Beispiel

• nach der Art des Brennstoffs (gasförmig, flüssig, fest), den sie verfeuern
• nach der Vielfalt der Brennstoffe, die sie zu verbrennen in der Lage sind
• nach der Bauform
• nach der Zahl der Kessel, die in einer Anlage betrieben werden
• nach der Art und Weise, wie die Kessel geregelt werden
• nach dem grundlegenden Prinzip des Brenners, wobei man die Prinzipien noch nach der Brennstoffart unterteilt. Also nach Öl, Gas oder auch Pellets
• nach der Art und Weise, wie der Kessel in das Heizsystem eingebunden wird und welche Aufgabe er erfüllt: nur Trinkwassererwärmung, nur Heizwassererwärmung oder beides Kombibetrieb
• und schließlich nach Kesseltypen

Heizkesseltypen im Überblick

Womit wir beim Thema wären. Man unterscheidet derzeit drei Heizkesseltypen:

• sogenannte Standardkessel (gemeint sind Konstanttemperaturkessel)
• Niedertemperaturkessel
• und Brennwertkessel

Ein Standardkessel beziehungsweise Konstanttemperaturkessel ist ein Heizkessel, der bautechnisch bedingt nur dazu in der Lage ist, bei hohen Temperaturen zu arbeiten, so dass kein Wasserdampf kondensiert. Die Rede ist hier von heißen 70 Grad Celsius und mehr.

Der Niedertemperaturkessel arbeitet mit einer Eintrittstemperatur von 35 bis 40 Grad Celsius. Demnach kann es bei seinem Betrieb zur Wasserdampfkondensation kommen. Praktisch legt man diese Niedertemperaturkessel so aus, dass sie mit Vorlauftemperaturen von 70 Grad Celsius klar kommen.

Dem im Fokus unserer Artikelserie stehenden Brennwertkessel macht die permanente Wasserdampfkondensation nichts aus, im Gegenteil: Er nutzt die dabei freiwerdende Energie, sprich: die Kondensationswärme des Wasserdampfs, der entsteht, wenn der Wasserstoff, der in den Brennstoffen steckt, beim Verbrennen mit der Verbrennungsluft verdampft, mit zum Heizen. Damit dies gelingt, muss die Rücklauftemperatur bei einem Brennwertkessel niedrig sein. Für mit Erdgas betriebene Brennwertkessel heißt niedrig: etwa 50 Grad Celsius, für mit Heizöl betriebene Brennwertkessel etwa 45 Grad Celsius. Um solche niedrigen Temperaturniveaus zu erreichen, braucht man Wärmetauscher: Entweder externe oder in den Kessel integrierte beziehungsweise in einem Gehäuse nachgeschaltete.

Damit haben wir den Brennwertkessel als Heizkesseltyp charakterisiert. Kommen wir nun zu den verschiedenen Brennwertkesseln.

Brennwertkessel – eine Typologie

Zum einen lassen  sich Brennwertkessel nach den Brennstoffen unterteilen, mit denen sie betrieben werden. Demnach gibt es:

• Öl-Brennwertkessel,
• Gas-Brennwertkessel und
• Holz- beziehungsweise Holzpellets-Brennwertkessel.

Die meisten der hierzulande betriebenen Brennwertkessel sind Gas-Modelle. Nicht ohne Grund, erreichen sie doch angeblich den höchsten Nutzungsgrad, wobei es auch Quellen gibt, die sagen, der Nutzungsgrad von Öl- und Gasbrennwertkesseln läge auf dem gleichen Niveau (um die 98 Prozent). Deshalb schauen wir uns diesen Brennwertkesseltyp mal näher an. Gas-Brennwertkessel gibt’s als Modelle, die auf dem Boden stehen (mit viel Platz für viel Wasser), und als Modelle, die zur Wandmontage gedacht sind (mit weniger Platz für weniger Wasser). Je nach dem verfügbaren Platz im Heizungskeller oder Technikraum entscheidet man sich als Bauherr dann für oder wider die eine oder andere Kessel-Bauweise. Die platzsparenden Wand-Gasbrennwertkessel, auch Gasthermen genannt, sind häufig in Wohnungen im Einsatz, während die auf dem Boden stehenden und so mehr Raum einnehmenden in Ein- und Zweifamilienhäusern zum Heizen kommen.

Außerdem lassen sich Gasbrennwertkessel noch in

• rücklauftemperaturunabhängige
• sowie rücklauftemperaturabhängige Modelle

unterscheiden. Rücklauftemperaturunabhängige Gasbrennwertkessel arbeiten mit hohen Vor- und Rücklauftemperaturen. Das Abgas wird dabei auf gut 65 Grad Celsius heruntergekühlt, indem man damit das Heizwasser vorwärmt. Das so  vorgewärmte Heizwasser heizt der Brenner dann weiter auf. Das bereits einmal abgekühlte Abgas kühlt man mit Hilfe eines Wärmeübertragers aus Kunststoff so weit ab, dass es kondensiert, indem man damit die Frischluft erwärmt, die als Verbrennungsluft genutzt wird. Auf diese Weise geschieht die Verbrennung auf höchst effiziente Weise, der Nutzungsgrad ist hoch.

Anders bei rücklauftemperaturabhängigen Geräten: Hier erwärmt die Kondensationswärme nicht die Verbrennungsluft, sondern direkt das Heizwasser. Daher muss eine niedere Betriebstemperatur gewählt werden, die beim Rücklauf optimaler Weise unter 50 Grad Celsius liegen. Das rücklaufende Heizwasser passiert zunächst einen nachgeschalteten Wärmeübertrager, in dem die Abgase heruntergekühlt werden, so dass der Wasserdampf kondensiert.

Das so vorgewärmte Heizwasser strömt dann in den Wärmeübertrager des Heizkessels, wo es weitere Wärme aufnimmt, so dass es auf die benötigte Vorlauftemperatur kommt.

Vor- und Nachteile der Brennwerttechnik bei Heizkesseln

Will man Vor- und Nachteile des Gasbrennwertkessels einander gegenüberstellen, stände unter Vorteilen beispielsweise die hohe Energieeffizienz, resultierend aus dem hohen Nutzungsgrad. Gasbrennwertkessel lassen sich zudem in fast allen Gebäuden installieren, so denn ein Gasanschluss vorhanden ist. Andernfalls wird der schnell zum Nachteil, denn er kostet etwas mehr als Geräte ohne Brennwerttechnik. Die KfW fördert den Tausch eines alten Heizkessels gegen einen modernen Gasbrennwertkessel über das KfW-Programm 430. Auch positiv: Gasbrennwertkessel sind in der Anschaffung günstiger (als Ölbrennwertkessel und auch Erdgas ist als Brennstoff (bezogen auf die damit erzeugte Wärmemenge) günstiger als Erdöl – wobei von Nachteil ist, das Erdgas wie Erdöl fossiler Natur ist. Dort, wo kein Gasanschluss vorhanden ist, kann ein Öl-Brennwertkessel als Alternative genutzt werden. Beide Gerätetypen arbeiten nach demselben Prinzip und man spricht ihnen hohe Nutzungsgrade zu, wobei

Im nächsten Teil der kleinen Reihe zu Brennwerttechnik möchte ich holzbefeuerte Brennwertkessel, ihre Funktionsweise sowie ihre Vor- und Nachteile ausführlicher betrachten. Bleibt dran!

Foto: una.knipsolina / photocase