Brennwertkessel
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Allgemeines zu Brennwertkessel
Brennwertkessel gehören zu den Heizkesseln bzw. Heizwärmeerzeugern (Heizung, Heizungstechnik), die den Energiegehalt (Brennwert) eines fossilen Brennstoffes nutzen, um Wärme zu erzeugen. Brennwertkessel werden für Warmwasserheizungen eingesetzt.
Funktionsweise / Technik
Bei der Verbrennung der meisten Brennstoffe entsteht Abgas in Form von Wasserdampf. Bei der Wärmeerzeugung durch Brennwerttechnik wird das Abgas heruntergekühlt, so dass der enthaltene Wasserdampf wieder zu Wasser kondensiert. Diese Kondensationswärme (Latentwärme) wird in das Heizsystem zurückgeführt bzw. an das Heizungswasser abgegeben und so für die Wärmebereitstellung genutzt.
Ein Hochleistung-Wärmetauscher, in dem die heißen Abgase an dem kälteren Heizungswasser aus dem Rücklauf vorbeiströmen ermöglicht diesen Effekt.
Dadurch wird ein höherer Wirkungsgrad – der Brennwerteffekt – gegenüber herkömmlichen Heizkesseln erreicht, da dieser Energieanteil sonst durch den Schornstein verloren geht. Bezogen auf den Heizwert können mit der Brennwert-Technologie bei Volllast Nutzungsgrade über 100 % erzielt werden.
Brennwertkessel müssen innen mit korrosionsbeständigen Materialien wie Edelstahl oder Keramik ausgestattet sein, da das Kondensat häufig sauer und relativ korrosiv ist. Dementsprechend muss auch das gesamte Abgassystem feuchteunempfindlich und korrosionsbeständig sein.
Bei der Heizungsmodernisierung müssen vorhandene Schornsteine auf ihre Tauglichkeit für die Brennwertnutzung überprüft werden. Grundsätzlich ist sowohl ein raumluftabhängiger als auch raumluftunabhängiger Betrieb in Verbindung mit Luft-Abgas-Schornsteinen möglich.
Arten von Brennwertkesseln
Brennwertkessel unterscheiden sich u.a. hinsichtlich des Brennstoffes, mit denen sie betrieben werden:
Holzpellet-Brennwertkessel
Gas-Brennwertkessel
Gas-Brennwertkessel sind die am häufigsten eingesetzten und effektivsten Geräte: Sie erfüllen das Brennwertprinzip besonders gut, da der Wasserdampfgehalt im Abgas relativ hoch ist. Bei den mit Erdgas betriebenen Kesseln liegt der Brennwert um ca. 10% höher als der Heizwert, das heißt der auf den Heizwert bezogene Wirkungsgrad kann bei bis zu 110% liegen. Aufgrund ihrer meist kompakten Bauart mit integrierten Gasbrenner können Gas-Brennwertthermen auch als Etagenheizungen in Wohnungen bzw. Mehrfamilienhäusern eingesetzt werden. Die Bereitschaftsverluste sind bei dieser Bauart gering, was sich positiv auf den Jahresnutzungsgrad auswirkt. Auch die Warmwasseraufbereitung über einen separaten oder im Gehäuse integrierten Warmwasserspeicher oder Durchlauferhitzer ist meist relativ effizient.
Öl-Brennwertkessel
Öl-Brennwertkessel erzielen einen etwas geringeren Nutzungsgrad. Der Brennwert liegt um ca. 7% höher liegt als der Heizwert. Aufgrund des Schwefelgehalts im Heizöl müssen die wärmeübertragenden Flächen in Öl-Brennwertkesseln beständiger gegen saures Kondensat sein. Kann ein Kessel nicht mit schwefelarmem Heizöl betrieben wird, muss sogar das saure Kondensatwasser neutralisiert werden, bevor es in die Kanalisation eingeleitet werden kann. Hierfür werden Neutralisationsmittel, meist Granulate, eingesetzt, die regelmäßig ersetzt werden müssen und dadurch die fälligen Wartungskosten erhöhen.
Holzpellet-Brennwertkessel
Holzpellet-Brennwertkessel sind erst relativ kurz am Markt erhältlich. Da sich bei der Brennwertnutzung von Holz bzw. Holzpellets aber mehr und relativ korrosive Rückstände aufgrund unvollständiger Verbrennung im Wärmeüberträger ablagern können, ist sie technisch anspruchsvoller als bei Öl oder Gas. Für konventionelle Pelletkessel sind separate Brennwert-Module als Ergänzung erhältlich, die das vom Kessel kommende Abgas noch weiter abkühlen, um eine bessere Leistung zu erzielen.
Vor- und Nachteile der Brennwerttechnik bei Heizkesseln
Die Vorteile von Brennwertkesseln liegen zum einem in der Energieeffizienz, resultierend aus dem hohen Nutzungsgrad. Zum anderen lassen sich insbesondere Gas-Brennwertkessel in fast allen Gebäuden bzw. Wohnungen (Brennwertthermen) installieren, wenn ein Gasanschluss vorhanden ist. Im Rahmen einer KfW-Förderung wird der Austausch eines alten Heizkessels gegen einen modernen Brennwertkessel unterstützt.
Grundsätzlich aber sind die Anschaffungskosten von Brennwertgeräten höher als bei herkömmlichen Heizkesseln. Gas-Brennwertkessel sind in der Anschaffung meistens günstiger und im Betrieb effektiver als Öl-Brennwertkessel oder Holzpellet-Brennwertkessel. Bei der Verbrennung von Öl und Gas ist jedoch die CO2-Emmission höher als bei Holz.
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