Heizungs-ABC: Was ist der Heizwert?

In dieser Folge unseres Heizungs-ABC geht es um den Begriff Heizwert. Der gibt, ganz einfach formuliert, an, wie viel thermische Energie (Wärme) beim Verbrennen eines (Brenn)Stoffs pro Kilogramm desselben freigesetzt wird. Damit beschreibt der Heizwert also das materialspezifische Wärmeenergie-Potential, das sich aus Brennstoffen erzeugen lässt. Eine Kenngröße, über die ihr in Zeiten kennen solltet, die unter dem Zeichen der maximalen Energieeinsparung stehen. 

So wird der Heizwert definiert

Ganz so vereinfacht, wie in der Einleitung, ist es dann doch nicht, den Heizwert definitiv zu erfassen. Denn der auch spezifische Heizwert genannte und mit dem Formelzeichen H_i symbolisierte Kennwert (Das _i im Formelzeichen steht für das lateinische Wort “inferior”, auf Deutsch: “unterer”.) beziffert zwar die Menge an thermischer Energie, die das Verbrennen eines Kilogramms eines Brennstoffs freisetzt, aber er tut dies unter einer Annahme. Die da lautet, dass die beim Verbrennen erzeugten Verbrennungsgase zwar auf eine Temperatur von 25 Grad Celsius (°C) abgekühlt werden, dabei jedoch nicht der in ihnen enthaltene Wasserdampf nicht kondensiert. Das heißt, er verlässt die Heizungsanlage noch in gasförmigen Aggregatzustand.

Demnach geht mit dem Wasserdampf, der in den kontrolliert abgeführten Verbrennungsgasen steckt, eine gewisse Energiemenge in die Außenluft, die sich zur Wärmeerzeugung der Anlage nicht nutzen lässt. Dabei handelt es sich um die sogenannte Kondensationswärme.

Es kursieren alternative Bezeichnungen für den Heizwert, zum Beispiel Energiegehalt oder Energiewert. Beide Alternativen sind jedoch nicht präzise.

Kondensationswärme ist gleich der Verdampfungswärme

Die Kondensationswärme entspricht der Verdampfungswärme. Denn damit ist die Wärmemenge gemeint, die man braucht, um den Aggregatzustand eines ursprünglich flüssigen Stoffs mit Hilfe von Sieden oder Verdunsten in gasförmig zu ändern. Wohlgemerkt: Die Verdampfungswärme ist dabei nur der Anteil an Wärme, den die Aggregatzustandsänderung braucht, also nicht die Wärme, um die Temperatur zu erhöhen. Damit ist die Verdampfungswärme latent.

Umgekehrt ergibt sich folgender Zusammenhang: Kondensiert das erzeugte Gas, wechselt es also vom gasförmigen in den flüssigen Zustand, wird dabei genau die Menge an Wärme freigesetzt, die zu dessen Verdampfung aufgebracht worden ist.

Darum ist die Kondensationswärme gleich der Verdampfungswärme.

Typische Maßeinheiten des Heizwerts

Der Heizwert lässt sich entweder

• massebezogen (dichtebezogen)
• oder volumenbezogen

beziffern. Die Maßeinheit des Heizwerts ist demnach Joule pro Kilogramm (J/kg). Gängig sind auch Heizwert-Angaben in Megajoule pro Kilogramm (MJ/kg). Ihr begegnet dem Heizwert mitunter auch als  Kennwert in Kilowattstunde pro Kilogramm. Die Umrechnung von MJ/kg in kWh/kg könnt ihr schnell nachvollziehen, wenn ihr berücksichtigt, dass 1 kWh = 3,6 MJ entspricht.

Für flüssige Brennstoffe wie Heizöl gibt man den Heizwert auch in Kilogramm pro Liter an, das heißt, man nimmt sich hier die Dichte der Brennstoffe zu Hilfe, um die Wärmeenergie pro Liter zu erfassen. In diesem Zusammenhang fällt häufig der Begriff Energiedichte. Ihr müsst dazu wissen, dass die Energiedichte jedoch keinen konkreten Schluss zulässt, ob tatsächlich der Heizwert des Brennstoffs oder womöglich der Brennwert desselben gemeint ist.

Heizwert ist nicht gleich Brennwert

Um die Erklärung des Brennwerts kümmern wir uns demnächst in einem Kapitel des Heizungs-ABC, versprochen. An dieser Stelle daher nur so viel: Der Brennwert berücksichtigt jedoch im Unterscheid zum Heizwert eines Brennstoffs nicht nur die reine Verbrennungswärme, sondern auch die Kondensationswärme. In der Natur der Energie liegt es, dass der Brennwert somit immer größer ist als der Heizwert. Die Freie Enzyklopädie Wikipedia beziffert die Differenz auf rund 10 Prozent. Doch zum Brennwert ein andermal mehr hier auf dem Blog.

Beispiele für den Heizwert verschiedener Brennstoffe

In der folgenden Tabelle haben wir euch die typischen Heizwerte gängiger Brennstoffe zum Heizen:

Brennstoff	Heizwert angegeben in: MJ/kg
Holzpellets	18
schweres Heizöl	39,5
extra leichtes Heizöl	42,6
Propan (Flüssiggas)	46,3
Butan (Flüssiggas)	45,7
Erdgas	38

Auffällig ist bei den Werten, dass die fossilen Brennstoffe deutlich höhere Heizwerte haben als Pellets aus dem nachwachsenden Rohstoff Holz. Warum es bei Pellets hinsichtlich ihrer Effizienz nicht nur um den Heizwert geht, das besprechen wir ein andermal hier auf dem Blog.

Heizwert und Kesselwirkungsgrad

Auf dem Typenschild eines Heizkessels findet sich in der Regel eine Angabe zu dessen maximaler Wärmebelastung. Diese entspricht der höchsten Wärmebelastung, die der Kessel verarbeiten kann und die aus der Menge des Brennstoffes mit seinem spezifischen Heizwert resultiert, die ihr ihm zuführt. Die maximale Wärmebelastung darf nicht überschritten werden. Analog verhält es sich mit minimalen Wärmebelastung.

Zwischen minimaler und maximaler Wärmebelastung liegt die sogenannte Nennwärmebelastung des Kessels. Aus dem Verhältnis von Nennwärmeleistung und Nennwärmebelastung ergibt sich der sogenannte Kesselwirkungsgrad.

Grafik: Doreen Brumme