Wärmeerzeuger

Wärmeerzeuger

Die für Wärmeerzeuger (Heizkessel) verwendeten Namen und Bezeichnungen haben sich aus der historischen Entwicklung der Heiztechnik ergeben. Sie sind insbesondere aufgrund zahlreicher Nachbesserungen häufig nicht mehr selbsterklärend, sondern zum Teil sogar stark erläuterungsbedürftig (z.B. „Standardkessel“).

Der von Josef Strebel 1893 entwickelte so genannte Gussgliederkessel war in Hinblick auf eine optimale Ausnutzung der damals üblichen Brennstoffe Kohle und Koks ausgerichtet. Er bildete den Grundtyp für die meisten in Deutschland bei Wohngebäuden bis etwa 1970 verwendeten Heizkessel. Teilweise wurden diese Kesseltypen durch entsprechende Zusatzkomponenten so umgerüstet, dass sie neben Kohle und Koks auch Öl oder Gas verwenden konnten (Wechselbrand- oder Umstellbrandkessel). Bei Öl- oder Gasbetrieb arbeiteten diese Kessel aber mit relativ hohen Abgas-, Stillstandsund Betriebsbereitschaftsverlusten (s.u.). Seit Mitte der 70er Jahre wurden diese Kesseltypen von so genannten Spezialkesseln abgelöst, die ausschließlich auf die Verwendung eines Brennstoffs ausgerichtet sind.

Für die Konstruktion der Feuerungsräume von Wärmeerzeugern werden in der Regel entweder Gusseisen oder Stahl verwendet. Für Kessel in Gliederbauweise hat sich das sogenannte Graugusseisen bewährt. Seine Korrosionsbeständigkeit resultiert aus der beim Gießen entstehenden Gusshaut, die aufgrund des benutzten Formsandes einen höheren Silizium-Gehalt aufweist. Wird diese Schicht verletzt, korrodiert Grauguss in gleicher Weise wie Stahl. Wegen seiner höheren Masse dämpfen Grauguss-Feuerungsräume Flammengeräusche besser als Stahl und neigen auch weniger zu Schwingungsresonanzen. Stahlkessel sind in der Regel preiswerter und verfügen über einen höheren Wasserinhalt als Graugusskessel.

Der relative Wasserinhalt im Wärmetauscher eines Kessels liegt je nach Hersteller und Typ im Bereich zwischen 1 bis 5 l/kW. Weil es bei jedem Brennerstart zu einem Flammenrückstoß (mit einer unvollständigen Verbrennung) kommt, sollte ein Kessel mit möglichst langen Brennlaufzeiten arbeiten und dementsprechend über einen möglichst großen Wasservorrat verfügen. Andererseits können sich Kessel mit einem kleinen Wasservolumen schneller auf eine geänderte Wärmeabnahme einstellen. Die optimale Auslegung des Wasservorrats wird daher von den Heizanforderungen im konkreten Einzelfall, dem Kesselmaterial etc. bestimmt. Bei Kesseln mit einer Leistung von über 60 kW wird z.B. häufig ein relativ geringer Wasserinhalt mit einem zweistufigen Brenner kombiniert. Dadurch wird die Schalthäufigkeit reduziert, die Brennerlebensdauer verlängert, gleichzeitig der Schadstoffausstoß reduziert und die eingesetzte Primärenergie besser ausgenutzt.

Im Ein- und kleinen Mehrfamilienhausbereich sind in Deutschland fast ausschließlich Wärmeerzeuger im Leistungsbereich bis 50 kW installiert. Die Marktführenden Kesselhersteller liefern derzeit zu über 90% Spezialkessel mit einer gleitenden Kesseltemperaturregelung, die für den Niedertemperaturbetrieb geeignet sind. Als Feuerung werden dabei entweder Öl- bzw. Gas-Gebläsebrenner oder Gasbrenner ohne Gebläse (atmosphärische Gasbrenner) installiert. Im Bestand findet man derzeit noch häufig sogenannte Standardkessel.

Definition für Standard-, Niedertemperatur- und Brennwertkessel nach der Heizkessel-Wirkungsgradrichtlinie 92/42/EWG


Definition

Kesselart  Definition 
Standardkessel  Heizkessel, bei denen die durchschnittliche Betriebstemperatur nur durch die Kesselauslegung beschränkt werden kann. Sie müssen so betrieben werden, dass keine Kondensation im Abgasweg auftreten kann. 
Niedertemperaturkessel  Heizkessel, die kontinuierlich mit einer Eintrittstemperatur von 35 bis 40 °C betrieben werden können und in denen es unter Umständen zur Kondensation kommen kann, ohne dass der Heizkessel dabei Schaden nimmt. 
Brennwertkessel  Heizkessel, die für die permanente Kondensation eines Großteils des in den Abgasen enthaltenen Wasserdampfes konstruiert sind. 

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