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 will heute herausfinden, was die brennwerten Gerätetypen drauf haben und wie man sie unterscheidet.

Brennwertkessel sind Heizkessel, die mit Brennwerttechnik arbeiten. Wie die prinzipiell funktioniert, habe ich im vorhergehenden Teil dieser Reihe bereits geschildert. Wer noch mal nachlesen möchte, klickt hier.

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 und Gas,
  • 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.

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 zwischen 1.000 und 2.500 Euro. 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

Darf’s ein bisschen mehr sein? Passend zum Thema:

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8 Kommentare zu “Brennwertkessel – alles über Kesseltypen mit Brennwert”

  1. Dipl.-Ing. Axel Creifelds

    Der reale Brennwerteffekt wird häufig deutlich überschätzt.
    Einen Nutzungsgrad von 98% = Anlagenaufwandszahl 1,02 im praktischen Betrieb innerhalb einer energitischen Jahresbilanz konnte mir bisher noch Niemand mit nachvollziehbaren Messergebnissen nachweisen.
    Selbst CO2-online, scheint hier entweder völlig ahnungslos, fachlich inkompetent oder durch die Sponsoren deutlich eingeschrängt zu sein.
    Anlagenbetreiber können durch Kondensatmessungen (Auffangen der Kondensatmenge), den tatsächlich wirksamen Anteil selbst feststellen, der theoretisch bei E-Gas bei ~ 11% liegt.
    Für die WW-Bereitung tendiert dieser praktisch => 0. Beim Heizbetrieb, je nach spezifischen Randbedingungen, bestenfalls 1..3 %.
    Gern lasse ich mich, allerdings nur mit nachvollziehbaren Messergebnissen, von anderen Beurteilungen überzeugen.

  2. Hermann

    Auch Brennwertkessel produzieren CO2!!
    Daher verstehe ich nicht, dass man diese Technologie noch fördert und immer wieder als tolle Lösung darstellt während man andererseits strombasierende Heizsysteme immer billiger und umweltfreundlich betreiben kann. Lobbyismus sei Dank?

  3. Daniel Jansen

    Lieber Herr Creifelds,

    Sicherlich können Sie Ihre oben genannten Aussagen für den geneigten Leser mit nachvollziehbaren Messergebnissen belegen. Ich freue mich darauf und verbleibe

    mit sonnigen Grüssen

    Daniel Jansen

    1. Dipl.- Ing. Axel Creifelds

      Hallo,
      derartige Praxisuntersuchungen sind derzeit in Bearbeitung.
      Für Auswertung ist sicherlich eine vollständige Jahresbilanz notwendig.

      v.G.

  4. Daniel Jansen

    Herr Creifelds, das ist ja höchstinteressant!
    Wann dürfen wir hier mit der Veröffentlichung rechnen? Erstaunlich dass Sie bereits vor der Auswertung scheinbar schon das Ergebnis kennen.
    Ich zitiere Sie:
    –Für die WW-Bereitung tendiert dieser praktisch => 0. Beim Heizbetrieb, je nach spezifischen Randbedingungen, bestenfalls 1..3 %.–

    Sonnige Grüsse

    Daniel Jansen

    1. Dipl.-Ing. Axel Creifelds

      Hallo,
      das sind Beobachtungen aus Stichproben, die selbstverständlich keinerlei Verallgemeinerung, wohl aber eine Tendenz vermuten lassen.

      Wo sind denn Ihre Messergebnisse?

      v.G.

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