Brennwert: Erklärung und Nutzen

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Für Laien völlig unverständliche Begriffe: Brennwert, Brennwertsysteme, Heizwerte. Und was ist überhaupt eine Brennwertheizung? Und wo liegt der Unterschied zur Holzpelletheizung? Wir bringen Licht ins Dunkel.

Brennwert: Definition zur Erklärung

Ehe wir uns tiefer gehend mit dem Thema beschäftigen, müssen erst einmal grundlegende Begriffe geklärt werden. Kommen wir also zum Brennwert: Dieser gibt die Wärmemenge an, die freigesetzt wird, wenn ein brennbarer Stoff verbrennt. Wichtig sind dabei die Gase, die bei der Verbrennung entstehen und sich langsam abkühlen.

Der Grund dafür ist einfach: Bei der Verbrennung entstehen Flammen, die wiederum Sauerstoff benötigen. Beim Verbrennen entstehen Abgase wie Kohlendioxid und Stickstoff, enthalten ist des Weiteren Wasserdampf. Dieser ist in der Lage, Wärme zu binden und wird beim Abkühlen wieder freigesetzt. Das Kondensieren, wie der Verdunstungsvorgang genannt wird, verbraucht ebenso viel Energie, wie das Verdampfen benötigt hätte. Es entsteht eine sogenannte Kondensationswärme, die auch als verborgene Energie bezeichnet wird.

Die moderne Brennwerttechnik setzt auf die Nutzung der Kondensationswärme, die normalerweise völlig ungenutzt verpufft. Der Wirkungsgrad des Brennstoffs wird damit erhöht, was als Brennwerteffekt bezeichnet wird. Dieser ist umso höher, je höher der Anteil an Wasserstoff im Brennstoff ist.

Dabei haben die verschiedenen Brennstoffe unterschiedliche Brennwerte:

  • Braunkohle: 5,1 bis 5,5 kWh/kg
  • Heizöl, leicht: 9,5 kWh/kg
  • Steinkohle: 6,9 bis 7,0 kWh/kg
  • Erdgas: 10,83 kWh/kg

Wie aus dieser kurzen Auflistung erkennbar ist, hat Erdgas den höchsten Brennwert der derzeit üblichen Brennstoffe und ist daher für die Brennwerttechnik von Interesse.

Dabei haben die verschiedenen Brennstoffe unterschiedliche Brennwerte: Braunkohle: 5,1 bis 5,5 kWh/kg

Dabei haben die verschiedenen Brennstoffe unterschiedliche Brennwerte: Braunkohle: 5,1 bis 5,5 kWh/kg (#01)

Wichtige Voraussetzungen für die Brennwerttechnik

Die Abgase müssen kondensiert werden, andernfalls ist die Nutzung des Brennwertsystems nicht möglich. Die Kondensation erfolgt, wenn die Abgase ihren Taupunkt erreichen bzw. diesen unterschreiten, wobei die Höhe des Taupunkts von der Art und der Zusammensetzung des Brennstoffs abhängt. Die Taupunkttemperaturen sind dabei sehr verschieden. So hat Heizöl einen Taupunkt von 47 °C, Erdgas hingegen von 57 °C. Die Abgastemperatur im System muss somit wenigstens die Temperatur des Taupunkts unterschreiten, andernfalls könnte der Brennwert nicht genutzt werden.

Der derzeitige Stand der Heiztechnik sieht das Brennwertsystem als Standard an, womit die Nutzung der Abgase ermöglicht wird, die bisher ungenutzt in die Umwelt verpufften. Die Brennwertheizung zeichnet sich durch den hohen Wirkungsgrad, durch die Energieersparnis sowie durch die sehr geringen Wärmeverluste aus. Zum Punkt der Energieersparnis: Der Nutzen ist dabei sogar doppelt hoch, denn nicht nur, dass die Wärme aus dem Wasserdampf genutzt werden kann, es werden auch abgekühlte Abgase in die Umwelt entlassen. Die Wirkungsgrade der Brennwertheizungen sind heute sogar bei weit über 100 Prozent angesiedelt.

Für Laien völlig unverständliche Begriffe: Brennwert, Brennwertsysteme, Heizwerte.

Für Laien völlig unverständliche Begriffe: Brennwert, Brennwertsysteme, Heizwerte. (#04)

Der Wirkungsgrad ist eine Größe, die aus dem Verhältnis der insgesamt beim Verbrennungsvorgang entstehenden Wärme und der nutzbaren Heizwärme resultiert. Die nutzbare Heizwärme muss immer kleiner sein als die freigesetzte Wärme bei der Verbrennung, denn ein Teil der Wärme geht mit den Abgasen verloren. Der Wirkungsgrad der Heizung ist somit immer unter 100 Prozent angesiedelt. Die nutzbare Wärme beträgt für alte Heizungen höchstens 100 Prozent. Wer jetzt aber die gesamte Wärme, die bei der Verbrennung entsteht, mit einbezieht und dabei auch die im Wasserdampf gebundene Wärme berücksichtigt, kommt auf Wirkungsgrade von mehr als 100 Prozent.

Gasbrennwertheizungen erreichen Werte von rund 109 Prozent , eine Ölbrennwertheizung kommt immerhin auf 104 Prozent. Zum Vergleich: Alte Heizkessel kommen teilweise nur auf einen Wirkungsgrad von 70 Prozent! Dies zeigt deutlich, dass sich das moderne Brennwertsystem gegenüber den alten Heizungen durchaus rechnet und dass sich die Investition in einen neuen Brennwertkessel binnen kürzester Zeit rechnet.

Wer dann noch auf eine Pelletheizung setzt, hilft der Umwelt gleich mehrfach. Die Pelletheizung setzt auf kleine, gepresste Holzstäbchen, die zu 90 Prozent aus Holzresten und –abfällen wiedergewonnen werden. Durch das tiefe Abkühlen der Abgase und durch die Rückgewinnung der Wärme aus den Abgasen erfüllt die Pelletheizung alle modernen Standards und Erwartungen an eine zukunftsfähige Heizung.

Für Laien völlig unverständliche Begriffe: Brennwert, Brennwertsysteme, Heizwerte. Wie hoch ist der Brennwert bei Heizoel.

Für Laien völlig unverständliche Begriffe: Brennwert, Brennwertsysteme, Heizwerte. Wie hoch ist der Brennwert bei Heizoel.(#02)

Der Unterschied zwischen Heiz- und Brennwert

Die Gas-Brennwertherme basiert namentlich auf der zugehörigen Technik, also auf dem System zum Brennwert. Dieser ist vom Heizwert zu unterscheiden, der üblicherweise in der Heizungstechnik verwendet wird. Der Heizwert bezeichnet den Wärmestrom bzw. die Menge an Wärme, die bei der Verbrennung genutzt wird. Zur Kondensation kommt es dabei noch nicht.

Den Gegensatz zu diesem Begriff bildet der Brennwert, der wiederum den Wärmestrom bzw. die Menge an Wärme benennt, die in den Abgasen enthalten ist, die bei der Verbrennung entstehen. Diese Wärme kann, wie bereits beschrieben wurde, in der Heiztechnik genutzt werden, weil der physikalische Vorgang der Kondensation ausgenutzt wird. Der Brennwert ist ein höherer Wert als der Heizwert.

Brennwertsystem: Was ist nun mit dem Schornstein?

Wenn davon auszugehen ist, dass das Brennwertsystem die Abgase nutzt, die bei der Verbrennung der Brennstoffe entstehen, könnte sich die Frage stellen, was denn dann mit dem Schornstein passiert. Braucht den noch jemand oder kann der weg?

Die Abgabe, die bei der Nutzung von Gas-Brennwertkesseln entstehen, sind vergleichsweise kühl und kommen noch auf ca. 40 °C. Die Thermik, die darauf baut, dass die heißen Abgase nach oben steigen, funktioniert nun also nicht. Es ist ein Gebläse nötig, um die Abgase nach außen zu leiten, wenn das Brennwertsystem eingesetzt wird. Die Abgasleitung muss nicht so groß wie ein richtiger Schornstein sein, vielmehr handelt es sich um ein Rohr mit sehr geringem Durchmesser. Ist ein Kamin vorhanden, kann dieses Rohr hier ohne Probleme eingezogen werden. Die Abgasleitungen aus Edelstahl oder Kunststoff zeichnen sich durch ihre besondere Langlebigkeit aus.

Wichtig: Es muss nicht zwingend ein Kamin vorhanden sein, die Leitungen für die Abgase können auch über einen Leichtbauschacht nach außen geleitet werden. Diese Leitungen können sogar außen am Haus entlanggeführt werden, was durchaus praktisch ist, wenn sie nachträglich verlegt werden. Wer dann keine neuen Leitungen im Haus verlegen möchte, nutzt die Außenanbringung und lässt die Innenräume unangetastet.

Warmwasserspeicher eine lohnende Investition

Warmwasserspeicher eine lohnende Investition

Brennwert und Heizungen: So wird warmes Wasser aufbereitet

Der Brennwertkessel eignet sich natürlich nicht nur zur Erwärmung der Innenräume eines Gebäudes, sondern kann auch zur Aufbereitung von warmem Wasser genutzt werden. Dabei liegt das Prinzip des Durchlauferhitzers zugrunde, möglich ist auch die Nutzung eines Speichers für das warme Wasser. Dieser Speicher ist immer dann vorzuziehen, wenn verschiedene Entnahmestellen vorhanden sind.

Die sogenannten Zapfstellen greifen dann alle auf den Warmwasserspeicher zu. Würde hier nur auf den Durchlauferhitzer gesetzt werden, wäre die Schüttleistung zu gering. Dies erscheint auf den ersten Blick nicht als Problem und viele Verbraucher sind der Meinung, dass sie dann eben etwas länger das Wasser laufen ließen, bis sie die benötigte Menge entnommen hätten. In der Praxis zeigt sich aber schnell die erste Unzufriedenheit, denn allgemein sind die Verbraucher hohe Schüttleistungen gewöhnt.

Brennwert für Heizsysteme: Das kostet das System

Viele Skeptiker gehen davon aus, dass ein neues Heizsystem doch sicherlich mit hohen Kosten verbunden sein müsse. Doch das ist nicht so, denn eine neue Gas-Etagenheizung mit Brennwertsystem ist schon für etwa 3000 Euro zu installieren. Diese Tipps zur Gastherme erläutern, wann und für wen sich eine Gastherme lohnt und warum sie gleichermaßen Umwelt und Geldbeutel schont. Je größer die Anlage ist, desto teurer wird sie, doch das ist bei anderen Heizungsarten und –techniken nicht anders. Kommt ein Warmwasserspeicher hinzu, muss mit weiteren Kosten gerechnet werden. Diese wiederum richten sich nach der Größe des Speichervolumens sowie nach der Bauart des Speichers. Rechnen müssen Sie hier mit 800 bis 1.500 Euro.

Des Weiteren kommen die Kosten für die Leitungen hinzu, die für die Hinausbeförderung der Abgase gelegt werden müssen. Das sind noch einmal rund 1000 Euro. Alles in allem ergeben sich dann für eine Etagenheizung mit Warmwasserspeicher rund 4.800 bis 5.500 Euro. Diese Kosten liegen nicht höher, als wenn eine konventionelle Ölheizung eingebaut wird. Eine Preisgarantie gibt es hier sicherlich nicht, doch die bessere Ausnutzung der verwendeten Brennstoffe lässt den Betrieb der Heizung mit Brennwert deutlich günstiger werden. Viele Stromversorger hingegen bieten eine Preisgarantie für die Nutzung der Brennwertsysteme bzw. für den dafür nötigen Strom für einen festen Zeitraum.

Eine weitere Frage stellt sich im Hinblick auf den Neueinbau einer Heizung mit Brennwertsystem: Welche Heizkörper können hier verwendet werden? Am geeignetsten sind Fußbodenheizungen sowie allgemein sogenannte Flächenheizungen. Diese sind als Niedertemperaturheizungen so gut geeignet, weil sie eine geringe Vor- und Rücklauftemperatur aufweisen. Dies wiederum sorgt für eine besonders hohe Effizienz, die den positiven Effekt der Brennwertheizsysteme noch einmal zu erhöhen vermag.

Es ist allerdings auch in Altbauten möglich, eine Modernisierung des Heizsystems vorzunehmen und dabei die oft überdimensionierten Heizkörper zu nutzen. Normalerweise können diese so eingestellt werden, dass die Gas-Brennwerttherme dennoch funktioniert und ihren Zweck erfüllt. Dieser beschränkt sich eben nicht nur darauf, die Räumlichkeiten zu erwärmen, sondern dies so effizient wie möglich vorzunehmen.


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About Author

Marius Beilhammer

Marius Beilhammer, Jahrgang 1969, studierte Journalismus in Bamberg. Er schreibt bereits viele Jahre für technische Fachmagazine, außerdem als freier Autor zu verschiedensten Markt- und Businessthemen. Als fränkische Frohnatur findet er bei seiner Arbeit stets die Balance zwischen Leichtigkeit und umfassendem Know-how durch seine ausgeprägte Affinität zur Technik.

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