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Brennwertkessel und Wirkungsgrad: Mogelei?

Ein Brennwertkessel nutzt den Energieinhalt des Brennstoffs nahezu vollständig. So erreichen sie heizwertbezogene Wirkungs-/ Nutzungsgrade von über 100 Prozent. Eine physikalische Mogelei?

Der Unterschied zu konventionellen Kesselnbesteht darin, dass Brennwertkessel - egal für welchen Brennstoff - auch die Kondensationswärme des Abgases nutzen. So erreichen Brennwertkessel heizwertbezogene Wirkungs-/ Nutzungsgrade von über 100 Prozent. Diese physikalische Unmöglichkeit ist eine Folge einer Mogelei vor vielen Jahren: Damals hatten Heizkessel Wirkungsgrade um 70 %. Das klingt schlecht und um den Kunden hohe Qualität vorzutäuschen, wurde festgesetzt, dass ein Heizkessel niemals mehr als 90 % Wirkungsgrad haben kann. Bezogen auf diese "Schallgrenze" hat dann ein 70 %-Kessel den besser verkaufbaren Wert von 70:90 x 100 % = 78 %.

Der Schmäh

Im Lauf der Zeit lernten die Kesselbauer dazu und irgendwann wurde ein physikalisch korrekt gemessener Wirkungsgrad von 85 % erreicht, der - mit der gleichen Formel berechnet - als 94 %­-­Kessel verkauft wurde. Als vor einigen Jahren die Brennwertkessel erfunden wurden, die auch noch die Kondensationswärme der Feuchtigkeit im Abgas ausnutzen, stieg der physikalisch korrekte Wirkungsgrad auf 95 %. Nun hatten die Hersteller aber nicht den Mut zu sagen, dass sie bisher mit den Wirkungsgraden gemogelt haben und verwendeten diese Formel weiter. Und diese lieferte 95:90 x 100 % = 106 %. Und damit wurde der "Schmäh" offenkundig. Physikalisch sinnvoller ist jedoch der Bezug auf den Brennwert: Ein idealer Brennwertkessel ohne Verluste erreicht einen brennwertbezogenen Wirkungs-/ Nutzungsgrad von genau 100 Prozent.

So funktioniert die Nutzung der Kondensationswärme

Bei der Verbrennung der (kohlen-)wasserstoffhaltigen Brennstoffe entsteht wasserdampfhaltiges Abgas. In Brennwertkesseln wird das Abgas soweit abgekühlt, dass die Wasserdampfanteile des Abgases kondensieren. Durch die Nutzung der Kondensationswärme tritt eine deutliche Verbesserung des verbrennungstechnischen Wirkungsgrades ein.

Ein zusätzlicher Gewinn in Bezug auf den Wirkungsgrad liegt in der Tatsache, dass die Abgastemperaturen und somit die Abgasverluste erheblich niedriger ausfallen als bei konventioneller Feuerung, bei der, um Kondensatbildung im Abzug zu verhindern, die Abgastemperatur rund 120 °C nicht unterschreiten sollte, während Brennwertfeuerungen mit 60 °C betrieben werden können. Je höher der Wasserstoffanteil eines Brennstoffes ist, desto höher ist die Menge an Wasserdampf, die nach der Verbrennung des Brennstoffs im Abgas enthalten ist. Insbesondere bei Brennstoffen mit hohem Wasserstoffanteil ist es also wichtig, dass die im Abgas enthaltene Kondensationswärme genutzt wird.

Brennwertkessel vermögen je nach energetischer Qualität und je nach Betriebsbedingungen einen mehr oder weniger großen Anteil der Kondensationswärme zu nutzen. In Nicht-Brennwertkesseln kann die Kondensationswärme nicht genutzt werden, dadurch entsteht ein so genannter latenter Abgasverlust von ca. 6 % bei Heizöl EL und ca. 11 % bei Erdgas.

 
 

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Datum: 19.09.2018
Kompetenz: Heizung