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Öl Brennwert

07.09.2008 | Rubrik: Aktuell, Heizungsmagazin

Prinzip

Wasserdampf entsteht bei der Verbrennung, da sich im Brennstoff Wasserstoff befindet.
Der Wasserdampf wird kondensiert indem er durch niedrige Kesselrücklauftemperaturen abgekühlt wird. Zusammen mit der Wärme der Abgase wird die enthaltende Wärme des Wasserdampfes auf das Heizmedium übertragen. Definitionsgemäß spricht man vom Brennwert oder oberen Heizwert wenn nicht nur das Abgas, sondern auch der Wasserdampf, welcher dabei kondensiert und Energie als Wärme freigibt, auf die Bezugstemperatur von 25°C abgekühlt wird.


Funktionsweise

Brennwertkessel unterscheiden sich von Kesseln konventioneller Technologie dadurch, dass die Abgase nicht nur gekühlt sondern gezielt zur Kondensation gebracht werden. Dies kann entweder durch größere Wärmetauscherflächen, durch Optimierung der Wärmeübertragung aufgrund des Designs oder auch mit Hilfe der Abgaskühlung durch Vorwärmung der dem Brenner zugeführten Verbrennungsluft herbeigeführt werden. Entscheidenden Einfluss hat bei der Brennwertnutzung der Lambdawert. Während bei herkömmlicher Kesseltechnologie durch Zuführung zusätzlicher Luft in den Abgasstrom (teilweise auch nach dem Kessel oder durch Luftklappen beim Kamin) eine Kondensatbildung 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 nahe einem Lambdawert von eins stattfinden. Es gibt einige verschiedene Technologien die sich mit der Brennwerttechnik befassen. Ein paar dieser Anlagen werden jetzt genauer erklärt und beschrieben.

Verbrennungsluftvorwärmung („Vollbrennwerttechnik“)

Bei dieser Technik erfolgt die Wärmeübergabe an das Heizsystem in einem zweistufigen Verfahren. In der ersten Stufe wird das Heizungswasser durch die heißen Abgase erwärmt, wobei diese lediglich auf Temperaturen oberhalb des Taupunkts abgekühlt werden. Erst in einem zweiten Wärmetauscher wird der Wasserdampf im Abgas kondensiert, wobei hier die vom Gebläsebrenner angesaugte Verbrennungsluft als Wärmeträger dient. Ein Vorteil dieser Lösung liegt darin, dass mit steigendem Heizwärmebedarf (= Volllastbetrieb im Winter) die üblicherweise von außen angesaugte Verbrennungsluft kälter wird und dadurch ein hoher Kondensationsgrad gegeben ist. Der Einsatz derartiger Systeme kann auch bei höheren Vor- und Rücklauftemperaturen erfolgen, die sich daher insbesondere für eine Modernisierung von Heizungsanlagen mit höherem Temperaturniveau (z.B. in Altbauten) eignen. Im Vergleich zu anderen technischen Lösungen kann jedoch nicht ein ebenso hoher Jahresnutzungsgrad erreicht werden:
• Höherer Vor- und Rücklauf bedingen höhere Verteilungsverluste
• aufgrund des potenziellen latenten Wärmespeichervermögens der „jahreszeitlich
bedingt eher trockenen Zu Luft“ sind der Brennwertnutzung Grenzen gesetzt.


Öl-Brennwertgeräte mit Nachgeschaltetem Abgaswärmetauscher

Bei dieser Lösung wird ein bestehender Standard- oder Niedertemperaturkessel mit einem zusätzlichen Abgaswärmetauscher zwischen Kessel und Fang ausgestattet. Die Kondensation und somit Brennwertnutzung findet in diesem Nachgeschalteten Wärmetauscher statt. Als korrosionsbeständige Werkstoffe werden dafür keramischer Baustoff, Chromstahl oder hitzebeständiger Kunststoff eingesetzt. In der Praxis werden basierend auf diesem Prinzip auch bestehende Ölfeuerungsanlagen auf Brennwerttechnik umgerüstet.


Öl-Brennwertgeräte mit integriertem Kondensationswärmetauscher

Bei diesen Brennwertgeräten erfolgt die Abgaskondensation im Bereich des eingebauten
Wärmetauschers. Der Vorteil dieser Konstruktion liegt vor allem in der kompakten Bauweise, wobei Rauchgasberührte Materialen stärkere Anforderungen hinsichtlich der Korrosionsbeständigkeit erfüllen müssen. So wie bei Geräten mit Nachgeschaltetem Wärmetauscher kann auch bei diesen Technologien bei einem raumluftunabhängigen Betrieb zusätzlich eine Verbrennungsluftvorwärmung erfolgen. Verschiedene Arten dieser Technologie gibt es bereits auf dem Markt, sie unterscheiden sich alle bei dem Wärmeübergang. Als verschiedene Typen sind zu nennen: Fabrikat Hoval Type Multijet, Fabrikat Viessmann Type Vitoplus 300 und Fabrikat Rotex Type A1.

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