Brennwertkessel

Mit Hilfe der Brennwerttechnik ist es möglich, den Energieverbrauch bei diesen Spezialkesseln um durchschnittlich 15 % gegenüber einem vergleichbaren Niedertemperaturkessel mit Gebläse zu reduzieren und gleichzeitig die Stickoxid-Emissionen deutlich zu senken.

Bei konventionellen Wärmeerzeugern strömen die heißen Abgase durch einen Wärmetauscher. Dort wird durch das Heizungswasser den Abgasen Energie entzogen und dabei abgekühlt (z.B. auf 120 °C). Die Wärmemenge, die bei diesem Vorgang genutzt wird, wird auch als „fühlbare Wärme“ bezeichnet. Neben dieser „fühlbaren Wärme“ enthalten die Abgase auch sogenannte latente Wärme (d.h. versteckte, nicht fühlbare Wärme), die jedoch an den heißen Wasserdampf im Abgas „gebunden“ ist.

Bei konventionellen Wärmeerzeugern geht die im Wasserdampf enthaltene Wärme gemeinsam mit den Abgasen ungenutzt durch den Schornstein verloren. Bei Brennwertgeräten ist der Nachgeschaltete Wärmetauscher entweder als besonders großflächige Konstruktion ausgelegt oder ein zweiter Wärmetauscher in den Abgasweg eingebaut. Dadurch wird den Heizgasen in einem ersten Schritt die fühlbare Wärme entzogen, in einem zweiten Schritt findet aber eine noch weitergehende Abkühlung statt. Die Abgastemperatur sinkt dabei unter die Taupunkttemperatur und der in den Abgasen enthaltene Wasserdampf kondensiert. Die dabei frei werdende zusätzliche Wärmeenergie wird an das Heizungswasser abgegeben, der kondensierte Wasserdampf aufgefangen. Auf diese Weise wird einerseits die Nutzung der latenten Wärme möglich, andererseits wird die fühlbare Wärme effektiver genutzt.

Grafik Brennwertkessel

Brennwertkessel Schematische Darstellung

Um diesen Effekt bei physikalischen Berechnungen zu berücksichtigen, wird der Energieinhalt von Brennstoffen mittels zwei Begriffen beschrieben:

Der Wirkungs- bzw. Nutzungsgrad η von energietechnischen Anlagen wurde bereits 1851 als Verhältnis von abgegebener Energie zu zugeführter Energie definiert. Aufgrund des damaligen Standes der Heiztechnik wurde dabei der Heizwert für die Berechnung zu Grunde gelegt. Es ist technisch nicht möglich, 100 % des Heizwertes (Hs) an das Heizungswasser zu übertragen, da Abgas-, Strahlungs- und Bereitschaftsverluste unvermeidlich sind. Bei konventionellen Wärmeerzeugern muss der Nutzungsgrad daher immer unter 100 % liegen.