Erklär mal – das Prinzip der Brennwertnutzung

Bei der Verbrennung von Erdgas oder Heizöl entsteht Wasserdampf durch den im Brennstoff enthaltenen Wasserstoff. Die Abgase werden durch niedrige Kesselrücklauftemperaturen und durch die Konstruktion des Wärmeerzeugers
soweit abgekühlt, dass der Wasserdampf kondensiert und die im Wasserdampf enthaltene Wärme auf das Heizmedium übertragen wird. Bei der Brennwerttechnik ergibt sich dadurch im Vergleich zur Niedertemperaturtechnik ein höherer Normnutzungsgrad. Da die Wärmeenergie im Wasserdampf der Abgase enthalten ist, spricht man auch von versteckter Wärme, korrekt latente Wärme.

Normnutzgrad bezogen auf den Brennwert Hs eines Gas-Wandheizgerätes mit Brennwerttechnik

Normnutzgrad bezogen auf den Brennwert Hs eines Gas-Wandheizgerätes mit Brennwerttechnik

Dieser zusätzliche Energiegewinn resultiert zu ungefähr gleichen Teilen aus der Kondensation der Abgase (latente Wärme durch Brennwertnutzung) und aus den tieferen Abgastemperaturen. Die Brennwertnutzung ist technisch sowohl für gasförmige, als auch für flüssige Brennstoffe möglich. Die potenziell mögliche zusätzliche Energieausnutzung ergibt sich auf Grund der jeweiligen Brennstoffzusammensetzung (Wasserstoffgehalt).
Bei Erdgas beträgt die theoretisch zusätzlich zur Verfügung stehende Energiemenge rund 11 %, bei Heizöl extra leicht (HEL) rund 6 % bezogen auf den Heizwert. Bezieht man die gesamte Energieausnutzung technisch richtig
auf den gesamten Energiegehalt eines Brennstoffes, auf den Brennwert Hs, zeigt sich, dass Gas- und Öl-Brennwerttechnik keine Effizienzunterschiede aufweisen. Der Normnutzungsgrad bezogen auf den Brennwert Hs kann bis zu 99 % bei Brennwertkesseln betragen. Um die Kondensation zu ermöglichen, sind die Abgase unter die Taupunkttemperatur abzukühlen. Demnach muss die Rücklauftemperatur im Heizungssystem unter der Taupunkttemperatur liegen, um den Energiegewinn durch Kondensation der Abgase zu ermöglichen.

Brennwertnutzung - Öl und Erdgas im allgemeinen Vergleich

Brennwertnutzung – Öl und Erdgas im allgemeinen Vergleich

Entscheidenden Einfluss hat bei der Brennwertnutzung der Lambdawert. Während bei herkömmlicher Kesseltechnologie eine Kondenswasserbildung wegen der Gefahr von Korrosion oder Kaminversottung gänzlich unterbunden werden soll, wird für die Brennwertnutzung genau das Gegenteil angestrebt. Um die Kondensationstemperatur möglichst hoch zu halten, soll die Verbrennung immer mit einem möglichst niedrigen Lambdawert stattfinden. Die hohe Effizienz von Brennwertgeräten kann nur dann erreicht werden, wenn über lange Betriebszeiten die Rücklauftemperatur des Heizungswassers entsprechend weit unter der Taupunkttemperatur des Abgases liegt. Je tiefer die Rücklauftemperatur ist, desto besser kann der Wasserdampf in den Abgasen kondensieren. Ideale Einsatzbedingungen bestehen deshalb vor allem bei Heizsystemen mit tiefen Rücklauftemperaturen, wie zum Beispiel Fußbodenheizungen. Auch in energetisch sanierten Bestandsgebäuden können die Heizungssystemtemperaturen gegenüber der “alten” Heizung gesenkt werden. Ein hydraulischer Abgleich des Heizungssystems wirkt sich ebenfalls positiv auf die Brennwertnutzung aus.
Der Wärmegewinn durch die Kondensation der Abgase führt zu einer besseren Ausnutzung des Brennstoffes und damit nicht nur zu einem geringeren Energieeinsatz, sondern auch zu einer relevanten Reduzierung der Schadstoff-Emissionen.

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