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Technik und Vorschriften für den Betrieb von Niedertemperaturkesseln

Was ist ein Niedertemperaturkessel? Wie funktioniert ein Kessel im Niedertemperaturbetrieb? Welche technischen Besonderheiten gibt es? Wann ist der Betrieb verboten?

Wir stellen Ihnen mit dem Niedertemperaturkessel eine Alternative zu alten Konstanttemperatur- und Standardkesseln vor. Jedoch ist ein Niedertemperaturkessel nicht immer die beste Option. Denn modernere Heizgeräte-Varianten wie beispielsweise Brennwertkessel arbeiten noch energieeffizienter. Damit Sie die Alternativen kennen- und zu bewerten lernen, machen wir Sie hier mit der Funktionsweise von Niedertemperaturkesseln bekannt und zeigen ihnen die technischen Besonderheiten auf. Wir gehen dabei auch auf die EU-weiten Betriebsvorschriften von Niedertemperaturkesseln ein und zeigen, worauf Sie bei der Auswahl einer neuen Heizung achten müssen.

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Technische Kessel-Besonderheiten bei Niedertemperaturbetrieb

Grundsätzlich werden drei Kesselarten unterschieden: 

  • Konstanttemperaturkessel (Standardkessel)
  • Niedertemperaturkessel
  • Brennwertkessel

Ein Niedertemperatur-Kessel (auch kurz "NT-Kessel" genannt) ist ein Heizkessel, der als Wärmeerzeuger in einem Niedertemperaturheizsystem arbeitet. Ein solches Niedertemperaturheizsystem ist speziell auf den Betrieb mit niedrigen Vorlauftemperaturen ausgelegt ist.

Nach Richtlinie 92/42/ EWG ist ein Niedertemperaturkessel „ein Kessel, der kontinuierlich mit einer Eintrittstemperatur von 35 bis 40 °C funktionieren kann und in dem es unter bestimmten Umständen zur Kondensation kommen kann".

Der Niedertemperaturkessel, der zu den Niedertemperaturheizungen mit gleitender Temperaturregelung zählt, ist die technische Weiterentwicklung der früher verbreiteten sogenannten Konstanttemperatur- oder Standardkessel. Die arbeiteten mit namensgebenden konstant hohen Betriebstemperaturen zwischen 70 und 90 Grad Celsius. Dabei ging aus heutiger energie- und umweltbewusster Sicht unnötig viel Energie via die Abgase buchstäblich zum Schornstein raus und auch die Abstrahlverluste waren sehr hoch.

Während man die Vorlauftemperatur des Heizkreises mit Konstanttemperaturkessel via einen Mischer einstellte, wird die Kesseltemperatur bei Heizkreisen mit Niedertemperaturkessel abgesenkt, wenn die Außentemperaturen steigen. Dank der zugehörigen Heizungsregelung erwärmt der Niedertemperaturheizkessel das Kesselwasser immer nur so lange, wie es nötig ist, um die Räume bei der aktuell herrschenden Außentemperatur zu beheizen. Niedertemperaturkessel kommen dank dieser Funktionsweise auf Nutzungsgrade zwischen 91 und 94 Prozent.

Damit wegen der niederen Temperatur kein Schaden am Heizkessel entsteht, muss der Niedertemperaturheizkessel aus korrosionsfestem Material beschaffen sein. Oder er ist so konstruiert, dass eine gegebenenfalls auftretende Kondensation des Wasserdampfes, der beim Verbrennen entsteht, nicht an der Kesseloberfläche stattfindet, wo sie nachhaltig Schäden anrichten könnte.

Ist dies gelungen, braucht der Niedertemperaturkessel keinen nachgeschalteten Mischer mehr, der die Temperatur des Kesselwassers höher als die Vorlauftemperatur hält. Stattdessen variiert die Kesselwassertemperatur nach Bedarf. Auf diese Weise verringert ein Niedertemperaturkessel im Vergleich zum Konstanttemperaturkessel Abgasverluste und Strahlungsverluste an den Aufstellraum des Heizkessels. Es gibt Niedertemperaturkessel, die schadlos auf Raumtemperatur auskühlen können, was seinerseits auch sogenannte Stillstandsverluste mindert.

Allgemein gilt, dass für Niedertemperaturkessel die Bereitschafts- und Strahlungsverluste sinken, wenn er weniger ausgelastet ist, weil die mittlere Kesselwassertemperatur in diesem Fall abgesenkt wird. Damit bleibt der Nutzungsgrad bis zu einem Auslastungsgrad von etwa 10% nahezu konstant.

Tabelle 1: Übersicht der Kesselwirkungsgrade η und Bereitschaftswärmeverluste q bei 70°C mittlerer Kesseltemperatur und 20 kW Kesselnennleistung (Quelle: "Energetische Kenngrößen für Heizungsanlagen im Bestand" - Institut für Wohnen und Umwelt GmbH, Darms
70er Jahre 80er Jahre 90er Jahre
Heizkessel ηk, 70, 20 kW / qB, 70, 20 kW ηk, 70, 20 kW / qB, 70, 20 kW ηk, 70, 20 kW / qB, 70, 20 kW
Festbrennstoffkessel 0,78 / 0,045 0,82 / 0,025 0,85 / 0,025
Umstell-/ Wechselbrandkessel (Fenstbrennstoff) 0,76 / 0,05 0,79 / 0,035 - / -
Umstell-/ Wechselbrandkessel (Öl oder Gas) 0,81 / 0,05 0,85 / 0,035 - / -
Öl-Spezialkessel 0,84 / 0,04 0,88 / 0,025 - / -
Gas-Spezialkessel 0,85 / 0,035 0,89 / 0,025 - / -
Öl-Niedertemperaturkessel - / - 0,89 / 0,02 0,92 / 0,015
Gas-Niedertemperaturkessel - / - 0,89 / 0,02 0,92 / 0,015

Kessel-Typen auf Niedertemperaturbasis im Vergleich

Niedertemperatur-Ölkessel Vitola biferral von Viessmann (Foto: energie-experten.org)
Niedertemperatur-Ölkessel Vitola biferral von Viessmann (Foto: energie-experten.org)

Knapp drei Viertel (14 Millionen) der auf insgesamt rund 19 Millionen bezifferten Öl- und Gasheizkessel, die wir aktuell in Deutschland betreiben, sind Niedertemperaturkessel. Das restliche gute Viertel machen Brennwertkessel aus.

Die am häufigsten genutzten Kessel-Typen im Niedertemperaturbereich sind 

  • Gaskessel mit atmosphärischem Brenner,
  • Gaskessel mit Gebläsebrenner,
  • Gas-Etagenheizung (Umlauf-Gaswasserheizer),
  • Pellet-Niedertemperaturkessel und
  • Ölkessel mit Gebläsebrenner.

Gas-Niedertemperaturkessel mit atmosphärischem Brenner (d. h. ohne Gebläse) sind einfach, preiswert und robust. Sie haben jedoch den Nachteil, dass durch den Kaminzug über die Nebenluftöffnung auch im Stillstand ständig Luft durch den Heizraum und den Kamin gezogen wird. Dadurch wird zusätzlich zum gemessenen Abgasverlust dem Kessel, dem Aufstellraum und dem Kamin fortwährend Wärme entzogen. NT-Kessel mit Gebläsebrenner mischen Luft und Brennstoff mit einem elektrischen Gebläse. Sie werden ohne Nebenluftöffnung an den Kamin angeschlossen und können auch raumluftunabhänging betrieben werden.

Allgemeine Anforderungen an den Betrieb eines Niedertemperaturkessel

Für den Einsatz von Niedertemperaturkesseln gelten besondere Anforderungen. So müssen Sie beachten, dass die Abgastemperaturen auf unter 80 Grad Celsius sinken können.

Wird ein alter Konstanttemperatur-Heizkessel mit einem Niedertemperaturkessel ersetzt, muss deshalb zuvor geprüft werden, ob der Schornstein bautechnisch so beschaffen ist, dass er – insbesondere im oberen Bereich (Schornsteinkopf) - nicht durchfeuchtet oder versottet.

Im Zweifelsfall wenden Sie sich diesbezüglich für fachmännischen Rat an Ihren zuständigen Bezirksschornsteinfeger. Der wird Ihnen gegebenenfalls eine der folgenden Sanierungsmaßnahmen empfehlen, um den Schornstein an den Betrieb mit niedertemperierten Abgasen bautechnisch anzupassen

  • Einbau einer sogenannten Nebenluftvorrichtung, die grundsätzlich zur Begrenzung des Schornsteinzuges zu empfehlen ist.
  • Belegung eines Schornsteinzuges mit kleinerem Querschnitt.
  • Einbau eines Edelstahl-Abgasrohres.

Im letzteren Fall ist bei Erdgasnutzung zu empfehlen, einen Brennwertkessel anstelle eines Gas-Niedertemperaturkessels zu installieren, zu dessen Ausstattung ohnehin ein spezielles Abgasrohr gehört.

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EU-Regelungen und Vorschriften zum Betrieb von Niedertemperaturkesseln

Seit September 2015 ist es innerhalb der Europäischen Union (EU) verboten, ineffiziente Heizkessel zu produzieren. Damit will die EU bewirken, dass Europas Verbraucher ihre veraltete Heiztechnik austauschen. Vom EU-Verbot sind auch eine ganze Reihe sogenannter Niedertemperaturkessel betroffen.

Produktionsverbot von Niedertemperatur-Kesseln unter 400 kW

Wissen muss man, dass das Verbot - ähnlich wie bei den Glühbirnen - das Produzieren verbietet, nicht jedoch das Verkaufen solcher Kessel. Alle Geräte, die vor dem 26. September 2015 gefertigt wurden, dürfen hier weiter verkauft und eingebaut werden.

Hinter dem Produktionsverbot für ineffiziente Niedertemperaturkessel steht die Absicht, die Marktposition effizienterer Brennwertkessel zu stärken und deren Preise langfristig zu senken, so dass sie die ineffizienteren Niedertemperaturkessel aus dem Heizungsmarkt verdrängen.

Dabei soll auch die Kennzeichnung von Bestandsheizungen helfen. Seit Jahresbeginn 2016 werden daher Öl- und Gas-Heizkessel mit bis zu 400 kW, die älter als 15 Jahre sind, nach und nach mit einem Label versehen. In 2016 ist das Labeling noch freiwillig, ab 2017 gesetzlich verpflichtend.

Ausnahmen für effiziente Niedertemperaturkessel und Etagenheizungen

Das EU-Energielabel für Heizgeräte hilft bei der Auswahl einer Heizung. Es gibt jedoch keine Auskunft über die zu erwartende Höhe der Heizkosten. (Grafik: Europäische Kommission 2015)
Das EU-Energielabel für Heizgeräte hilft bei der Auswahl einer Heizung. Es gibt jedoch keine Auskunft über die zu erwartende Höhe der Heizkosten. (Grafik: Europäische Kommission 2015)

Außerdem gilt, dass Niedertemperaturkessel mit einer sogenannten Mindestraumheizungs-Energieeffizienz von 86 Prozent nach wie vor produziert werden dürfen. Dieser Wert trifft allerdings auf kaum einen alten Niedertemperaturheizkessel zu.

Die entsprechenden Eckdaten solcher effizienten Niedertemperatur-Heizgeräte hat das Umweltbundesamt in seiner Ökodesign-Richtlinie und Energieverbrauchskennzeichnung („Verordnung (EG) Nr. 813/2013 der Kommission vom 2. August 2013 zur Durchführung der Richtlinie 2009/125/EG des Europäischen Parlaments und des Rates im Hinblick auf die Festlegung von Anforderungen an die umweltgerechte Gestaltung von Raumheizgeräten und Kombiheizgeräten“) aufgelistet.

Das Fertigungs-Verbot für ineffiziente Niedertemperaturkessel gewährt zudem eine Ausnahme, wenn es sich bei den Heizkesseln um Komponenten von Etagenheizungen in der Ausführung raumluftabhängige Gasetagenheizungen in Mehrfamilienhäusern, die alle gemeinsam an einem Schornstein hängen.

Der Grund für die Ausnahme: Müsste nur einer – weil veraltet - der ineffizienten Kessel gegen einen Brennwertkessel ausgetauscht werden, zöge das Funktionsprinzip bedingt einen Austausch aller Niedertemperatur-Kessel gegen Brennwerttechnik nach sich. Wie angesichts der Ausnahme mit raumluftunabhängigen Gasetagenheizungen umzugehen ist, ist bislang noch unklar.

Die wichtigsten Fakten für Verbraucher im Überblick

Für Sie als Verbraucher sind die folgenden Fakten zum Verbot ineffizienter Niedertemperaturkessel relevant:

  • Verboten ist es, ineffiziente Niedertemperaturkessel mit einer geringeren Leistung als 400 Kilowatt (kW) zu produzieren.
  • Effiziente Niedertemperaturkessel dürfen nach wie vor produziert werden.
  • Sie als Verbraucher unterstehen mit Ihrem Heizkessel älterer Bauart keiner Austauschpflicht. Das heißt: Wenn Sie einen alten Niedertemperaturkessel betreiben, müssen Sie ihn nicht austauschen.
  • Da der Handel der als ineffizient eingestuften Niedertemperaturkessel nicht verboten wurde, kann man veraltete Niedertemperaturkessel mit einem Herstellungsdatum vor dem oben genannten Stichtag noch solange kaufen und installieren, wie sie auf Lager sind.

Unterschied zwischen Niedertemperatur- und Brennwertkesseln

Aus den vorangeschrieben Ausführungen wird klar: Als Ersatz eines veralteten Konstanttemperatur- oder Standardheizkessels ist der Niedertemperaturkessel eine Alternative. Allerdings nicht die Beste. Denn mit Brennwertkesseln gibt es längst Heizkessel, die noch effizienter als Niedertemperaturkessel funktionieren.

Die oben beschriebene Abhängigkeit der Niedertemperaturheizung von Umgebungstemperatur und gewünschter Raumtemperatur führt zu etwa 15 Prozent mehr Energieverbrauch als bei einem unabhängig von der Umgebungstemperatur arbeitenden Brennwertkessel.

Brennwertheizungen nutzen den bei der Verbrennung entstehenden heißen Wasserdampf, um ihre Heizleistung zu verbessern. Der NT-Kessel kann das nicht, bei ihm geht der bis zu 200 Grad Celsius warme Dampf und mit ihm die darin enthaltene Wärmeenergie zum Schornstein raus. Ausgehend vom Energieeinsatz können diese „verdampften“ Energieverluste ein Zehntel betragen. Der Wirkungsgrad von Brennwertkesseln ist damit deutlich höher.

Experten-Wissen: Laut eines Gutachtens des Bundesverbandes Erneuerbare Energie (BEE) "Einsparungen von Endenergie und CO2 beim Ersetzen alter Heizkessel durch Brennwertkessel" können mit dem Ersatz eines Niedertemperaturkessel durch eine Brennwertheizung 5 bis 10 % Endenergie eingespart werden. Ebenso viel Energie lässt sich einsparen, wenn beim Austausch auch das Heizungssystem (hydraulischer Abgleich, effiziente Pumpen und Regelungstechnik) optimiert wird.

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Weitere Heizkesselarten im Überblick

"Technik & Vorschriften für Niedertemperaturkessel" wurde am 10.11.2016 das letzte Mal aktualisiert.