GAS-ÖL-BRENNWERTHEIZUNG
Niedertemperaturkessel für Öl und Gas kamen etwa ab 1980 auf den Markt, Brennwertkessel 1m Leistungsbereich der Einfamilienhäuser in größeren Stückzahlen ab 1990 – allerdings nahezu ausschließlich für Gas. Beide Bauformen entstammen dem gleichen Grundgedanken, nämlich den Kessel nur mit der Temperatur zu betreiben, die gerade notwendig ist. An sehr kalten Tagen ist demnach eine höhere Temperatur erforderlich als an den milden Tagen. Der Zusammenhang von Außentemperatur und notwendiger Heizwassertemperatur wird als „Heizkurve“ bezeichnet.
Niedertemperatur- und Brennwertkessel stehen somit nicht mehr ganzjährig auf einer hohen Maximaltemperatur, sondern „gleiten“, von der elektronischen Regeleinrichtung geführt, diese Temperaturkurve entlang. Hierzu muss man nur wissen, dass die Auskühlverluste des Kessels von der Temperaturdifferenz zwischen Kesselwasser und Aufstellraum abhängen. Bei einem Kessel mit konstant 75 °C Betriebstemperatur beträgt diese Differenz 75 – 20 = 55 °C, beim temperaturgleitenden Kessel im Jahresmittel nur etwa 50 – 20 = 30 °C. Allein dadurch wird der Auskühlverlust fast auf die Hälfte reduziert.
Für die Wirtschaftlichkeit ist das außerordentlich bedeutsam, da sich die Auskühlverluste über die gesamte Betriebsdauer hinweg aufsummieren. Bei den älteren, ganzjährig mit hoher Temperatur betriebenen Heizkesseln können die Auskühlverluste deshalb ohne weiteres 20 und mehr Prozent der jährlichen Brennstoffrechnung ausmachen. Niedertemperatur- und Brennwertkessel kommen aufgrund der gleitenden Betriebsweise und sonstiger Verbesserungen auf nur noch 2 bis 3 Prozent.
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Mit dem temperaturgleitenden Betrieb bieten Niedertemperatur- und Brennwertkessel beste Voraussetzungen für energiesparendes Heizen. Der Brennwertkessel geht aber noch einen konsequenten Schritt weiter. Er nutzt zusätzlich e in Brennstoff-Energiepotential, das lange Zeit als nicht nutzbar galt. Was damit gemeint ist, zeigen am besten die beiden als Energiemaßstab dienenden Brennstoff-Bewertungsgrößen „Heizwert“ und „Brennwert“ sowie der diesen Maßstäben zugrunde liegende Verbrennungsvorgang.
Die zunehmenden Forderungen nach bestmöglicher Brennstoffausnutzung führten zu intensiven Bemühungen, die in Verbindung mit der Wasserdampfkondensation auftretenden technischen Probleme zu lösen. Durch Einsatz geeigneter Materialien wie Aluminium, Edelstahl oder auch Kunststoff sowie durch bestimmte Konstruktions- und Betriebsweisen ist dies voll ständig gelungen. Damit begann der Erfolg der Brennwertkessel – allerdings fast nur der gasbetriebenen. Dass dies so ist, liegt zum einem an dem gegenüber Heizöl größeren Energiegewinn , zum anderen an der, mit der großen Wasserdampfmenge verbundenen, relativ hohen Kondensationstemperatur von ca. 55°C gegenüber Heizöl mit etwa 47°C. Bedenkt man, dass die Verbrennungsgase minimal nur bis auf das Temperaturniveau der Heizkurve herunterzubringen sind, ist das schon ein erheblicher Unterschied für die praktische Brennwertnutzung.
In der Praxis erreichen die besten Brennwertkessel Nutzungsgrade von 105 bis 109 %. Gegenüber Niedertemperaturkesseln, die Bestwerte um 94 % bieten, sparen sie demnach 10 bis 14% Brennstoff ein.
Das charakteristische Element guter Brennwertkessel sind die extrem niedrigen Abgastemperaturen, nur wenige Grad über der Heizwassertemperatur. Das erfordert neben hocheffizienten Wärmetauscherflächen auch eine stufenlos veränderliche modulierende oder gestufte Brennerleistung.
Das Abgas des Brennwertkessels unterscheidet sich in zwei Punkten von dem des Niedertemperaturkessels. Die extrem niedrige Abgastemperatur bietet kaum noch thermischen Auftrieb. Das Abgas muss deshalb vom Brennergebläse über gasdichte Rohrleitungen nach außen geführt werden. Durch die stattfindende Kondensation fällt Kondenswasser auch noch in den Abgasleitungen an. Diese müssen deshalb korrosionsbeständig sein.
Häufig wird die Meinung vertreten, dass der Brennwertbetrieb besonders niedrige Heizwassertemperaturen und damit große und teure Heizflächen benötigt. Diese Aussage ist absolut unrichtig. Um gute Kondensationsvoraussetzungen zu schaffen, sind Abgastemperaturen möglichst unter 55 °C anzustreben. Effiziente Brennwertkessel erreichen das bei 45 bis 50 °C Heizkörper-Rücklauftemperatur. Somit bieten selbst die in Altbauten üblichen Heizkurven 75 °C Vorlauf / 60 °C Rücklauf über den größten Zeitraum der Heizperiode sehr gute Kondensationsbedingungen.