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Brennwertkessel: Technik, Kosten und Einsatz im Überblick

Brennwertkessel helfen, die Effizienz von Öl-, Gas- und Pelletheizungen zu erhöhen. Doch nicht immer tritt der Brennwerteffekt auch ein. Wir erklären hier, worauf Sie unbedingt achten sollten.

Ein Brennwertkessel ist eine beliebte Heizungsalternative im Neubau und bei einer Heizungssanierung. Um den Brennwerteffekt eines Brennwertkessels optimal auszunutzen, sollten jedoch einige Eigenschaften des Brennwertkessels berücksichtigt werden. Nur dann lässt sich der volle Brennwerteffekt mit einem Brennwertkessel erreichen.

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Prinzip des Brennwertkessels

Bei konventionellen Heizkesseln geht immer ein Teil der bei der Verbrennung entstehenden Heizwärme mit dem Abgas verloren. Diese Abgaswärme wird nun durch einen Brennwertkessel teilweise zurück gewonnen und wieder in den Heizprozess integriert. Bei der Verbrennung von Erdgas oder Heizöl entsteht durch die Reaktion mit Luftsauerstoff (O2) immer Wasserdampf (H2O) und Kohlendioxid (CO2). Der dadurch entstandene Wasserdampf im Abgas bindet die Abgaswärme, die sonst über den Schornstein an die Umwelt abgegeben worden wäre. Dieser Dampf kondensiert bei der Brennwerttechnik jetzt bereits im Brennwertkessel, indem man den Abgasdampf durch Kontakt mit dem kälteren Wasser im Heizungsrücklauf bis unter die Abgas-Taupunkttemperatur abkühlt. Die Wärmeenergie des Dampfes wird dabei an das Heizungswasser im Wasserrücklauf der Heizung abgegeben und die Heizung selbst muss weniger Energie zum Aufheizen des Wasserrücklaufes aufwenden. So wird eine Verbesserung des verbrennungstechnischen Wirkungsgrades erreicht.

Schematische Darstellung des Aufbaus eines Erdgas-Brennwertgeräts (Grafik: ASUE Arbeitsgemeinschaft für sparsamen und umweltfreundlichen Energieverbrauch e.V.)
Schematische Darstellung des Aufbaus eines Erdgas-Brennwertgeräts (Grafik: ASUE Arbeitsgemeinschaft für sparsamen und umweltfreundlichen Energieverbrauch e.V.)

Voraussetzungen für den Brennwerteffekt

Um den Brennwerteffekt eines Brennwertkessels optimal auszunutzen, muss grundsätzlich gewährleistet werden, dass auch der Abgasdampf überhaupt kondensieren kann. Dazu darf der Abgasdampf nicht zu heiß sein. Bei Gas-Brennwertkesseln setzt der Brennwerteffekt bei einer Abgas-Taupunkttemperatur von etwa 57 °C ein. Bei Öl-Brennwertkesseln bei rund 47 °C. Bei Heizungssystemen mit niedrigen Vorlauf- und Rücklauftemperaturen wie bei einer Fußbodenheizung können daher sowohl Gas-Brennwertkessel als auch Öl-Brennwertkessel optimal eingesetzt werden. Bei Heizungsanlagen mit höheren Systemtemperaturen wie bei Heizkörpern sind aufgrund der höheren Abgas-Taupunkttemperatur Gas-Brennwertkessel im Vorteil. In typischen Altbauten, die sehr hohe Systemtemperaturen benötigen, sollte daher vor einer Installation eines Brennwertkessels insbesondere bei einem Öl-Brennwertkessel genau geprüft werden, ob der Brennwerteffekt überhaupt eintreten kann.

Anforderungen an Schornsteine

Herkömmliche Schornsteine sind meistens nicht für Brennwertkessel geeignet, da das bei der Verbrennung anfallende Kondensat aufgrund seines niedrigen pH-Wertes den Schornstein beschädigen kann. Wird ein Brennwertkessel nachträglich installiert, muss in den alten Schornstein ein Rohr zum Beispiel aus Polypropylen, Teflon, PTFE oder Edelstahl eingezogen werden. So kann an der Innenwand des Rohres das Kondensat des Abgases nach unten zurücklaufen und mit dem Kondensat des Wärmeübertragers abgeleitet werden. Die Säureanteile werden durch geeignete Einrichtungen neutralisiert und können dann im Rahmen der gesetzlichen Vorschriften in das Abwassernetz abgeleitet werden. So wird außerdem verhindert, dass die Säureanteile in die Atmosphäre gelangen und als saurer Regen niedergehen.

Korrosion durch Schwefeldioxid

Beim Brennwertkessel entsteht zwangsläufig Kondenswasser, das Inhaltsstoffe aus dem Brennstoff aufnimmt. Dabei bildet sich aus dem Schwefel Schwefeldioxid, das mit dem Kondenswasser eine Säure bildet und Korrosionsschäden verursachen kann. Während Erdgas nahezu schwefelfrei ist, kann Standard-Heizöl EL pro Kilogramm bis zu 2000 Milligramm Schwefel enthalten. Das Korrosionsrisiko erhöht sich daher bei einem Öl-Brennwertkessel. Daher werden bei Öl-Brennwertkesseln höhere Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit des Kessels und des Abgaswegs gestellt. Zusätzlich muss bei Öl-Brennwertkesseln das Kondenswasser unabhängig von der Geräteleistung grundsätzlich neutralisiert werden. Bei Gas-Brennwertkesseln oder bei der Verwendung von schwefelarmem Heizöl ist dies in der Regel erst ab einer Heizleistung von 200 kW erforderlich. Grundsätzlich ist die Senkung des Schwefelgehaltes aber auch aus Umweltschutzgründen zu empfehlen.

Kosten eines Brennwertkessels

Gas-Brennwertkessel werden seit Langem eingesetzt. Daher werden diese Geräte auch in höherer Stückzahl als Öl-Brennwertkessel hergestellt und können günstiger angeboten werden. Öl-Brennwertkessel sind dagegen noch nicht so verbreitet und erfordern eine aufwändigere Gerätetechnik, um zum Beispiel eine langfristige Korrosionsbeständigkeit zu gewährleisten. Für einen typischen Gas-Brennwertkessel für ein Einfamilienhaus kann man daher in der Regel von rund 3000 Euro ausgehen, wohingegen bei einem Öl-Brennwertkessel mit rund 5000 Euro gerechnet werden muss. Hinzu kommt in beiden Fällen natürlich die Installation und weitere Zubauteile wie zum Beispiel Umwälzpumpen. Insgesamt kommen typische Gas-Brennwertkessel so auf Kosten von rund 5000 Euro und Öl-Brennwertkessel auf rund 7000 Euro Anschaffungskosten.

Bildergallerie: Modell-Beispiele für Brennwertkessel von verschiedenen Heizungsherstellern

Der kompakte MinoWIN Gas-Brennwertkessel von Windhager eignet sich in erster Linie für die Wärmeversorgung in einfachen Heizsystemen mit nur einem Heizkreis. (Foto: Windhager Zentralheizung GmbH, Meitingen)
Der kompakte MinoWIN Gas-Brennwertkessel von Windhager eignet sich in erster Linie für die Wärmeversorgung in einfachen Heizsystemen mit nur einem Heizkreis. (Foto: Windhager Zentralheizung GmbH, Meitingen)
Der Pellet-Brennwertkessel Pellematic Condens aufgenommen, welche als erste Pellet-Brennwerttechnik den Einsatz in jedem Wärmeverteilsystem ermöglicht, unabhängig der Rücklauftemperaturen. (Foto: : ÖkoFEN, Mickhausen)
Der Pellet-Brennwertkessel Pellematic Condens aufgenommen, welche als erste Pellet-Brennwerttechnik den Einsatz in jedem Wärmeverteilsystem ermöglicht, unabhängig der Rücklauftemperaturen. (Foto: : ÖkoFEN, Mickhausen)
Der Öl-Brennwertkessel BOB von Brötje besitzt einen Wärmetauscher aus temperatur- und säurebeständigem Spezialgraphit. Dies steigert die Effizienz und verringert die Wartungsintervalle des Kessels. (Foto: August Brötje GmbH, Rastede)
Der Öl-Brennwertkessel BOB von Brötje besitzt einen Wärmetauscher aus temperatur- und säurebeständigem Spezialgraphit. Dies steigert die Effizienz und verringert die Wartungsintervalle des Kessels. (Foto: August Brötje GmbH, Rastede)
Die TzerraHP 390-Serie von Remeha besteht aus dem Gasbrennwertkessel Tzerra und Solarkollektoren bzw. einer Wärmepumpe und sind auch mit einem kleineren Kombispeicher erhältlich. (Foto: Remeha GmbH, Emsdetten)
Die TzerraHP 390-Serie von Remeha besteht aus dem Gasbrennwertkessel Tzerra und Solarkollektoren bzw. einer Wärmepumpe und sind auch mit einem kleineren Kombispeicher erhältlich. (Foto: Remeha GmbH, Emsdetten)
Der Öl-Brennwertkessel ROTEX A1 macht mit seiner patentierten Kugelform des Kesselkörpers einen zusätzlichen, nachgeschalteten Wärmetauscher überflüssig und erreicht damit Wirkungsgrade von bis zu 109 %. (Abb.: ROTEX, www.rotex-heating.com)
Der Öl-Brennwertkessel ROTEX A1 macht mit seiner patentierten Kugelform des Kesselkörpers einen zusätzlichen, nachgeschalteten Wärmetauscher überflüssig und erreicht damit Wirkungsgrade von bis zu 109 %. (Abb.: ROTEX, www.rotex-heating.com)
Der Gas-Brennwertkessel Logano plus GB212 von Buderus arbeitet sehr leise, ist einfach hydraulisch in bestehenden Anlagen zu installieren und damit die ideale Modernisierungslösung für veraltete atmosphärische Gaskessel. (Foto: Buderus)
Der Gas-Brennwertkessel Logano plus GB212 von Buderus arbeitet sehr leise, ist einfach hydraulisch in bestehenden Anlagen zu installieren und damit die ideale Modernisierungslösung für veraltete atmosphärische Gaskessel. (Foto: Buderus)

Erfahrungen aus der Praxis

Tests von Brennwertkesseln durch die Verbraucherzentrale haben ergeben, dass viele Kessel zu groß dimensioniert sind, somit schneller verschleißen und ineffizient arbeiten. (Foto: Verbraucherzentrale Bundesverband e.V.)
Tests von Brennwertkesseln durch die Verbraucherzentrale haben ergeben, dass viele Kessel zu groß dimensioniert sind, somit schneller verschleißen und ineffizient arbeiten. (Foto: Verbraucherzentrale Bundesverband e.V.)

In der Praxis wird bei Brennwertkesseln häufig festgestellt, dass nur bei einem Drittel der Brennwertkessel alles optimal funktioniert. Bei vielen Brennwertkesseln besteht Optimierungsbedarf oder sie sind überdimensioniert. Besitzern von Brennwertkesseln ist daher zu empfehlen, die Effizienz des Brennwertkessels regelmäßig prüfen und gegebenenfalls optimieren zu lassen. Dies sollte am besten noch während der Gewährleistungsfrist passieren. Vielfach können mit einfachen Maßnahmen in einem typischen Einfamilienhaus 150 Euro oder mehr an Heizkosten pro Jahr eingespart werden. In diesem Zuge sollten auch die Heizkurven und die Nachtabsenkung angepasst werden.

Solarwärme und Brennwertkessel

Ein Brennwertkessel lässt sich zum Beispiel auch um erneuerbare Energien wie einer Solarwärmeanlage erweitern. Solarthermie-Kollektoren zur Warmwasserbereitung können dabei bis zu 60 Prozent der für die Trinkwassererwärmung notwendigen Energie liefern. Solarthermie-Anlagen zur Heizungsunterstützung als auch Warmwassererzeugung können je nach Immobilie gut 15 bis 20 Prozent der gesamten Heizenergie einsparen. Außerdem reduzieren sich natürlich auch die jährlichen CO2-Emissionen. Bei der Kombination einer Solarwärmeanlage mit einem Brennwertkessel sollte bei der Solarthermie-Planung jedoch die hydraulische Anbindung und auch die individuelle Heizungssteuerung beachtet werden, um die Solarwärmeanlage auch wirklich optimal in das Brennwertkesselsystem zu integrieren.

Moderner Brennwertkessel (Öl/Gas) inkl. solarthermischer Heizungsunterstützung und Trinkwarmwassererwärmung, Anpassung der Heizflächen, Hocheffizienzpumpen, neue Thermostatventile, Dämmung der Verteilleitungen, hydraulischer Abgleich. (Grafik: Bundesverband der Deutschen Heizungsindustrie e.V. (BDH))
Moderner Brennwertkessel (Öl/Gas) inkl. solarthermischer Heizungsunterstützung und Trinkwarmwassererwärmung, Anpassung der Heizflächen, Hocheffizienzpumpen, neue Thermostatventile, Dämmung der Verteilleitungen, hydraulischer Abgleich. (Grafik: Bundesverband der Deutschen Heizungsindustrie e.V. (BDH))

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Weitere Heizkesselarten im Überblick

"Brennwertkessel im Überblick" wurde am 01.08.2016 das letzte Mal aktualisiert.