Die Sache mit dem Kondensat
Heute verstehen wir unter moderner Heiztechnik, dass wir die Wärmeerzeugung weitgehend an den Bedarf anpassen. Diesen Wunsch erfüllte fast die alte Koksanlage mit einer gleitenden Wärmeerzeugung durch die Verbrennungsluftzufuhr. In diesem Zusammenhang soll auch die Wärmepumpe erwähnt werden, die im unteren Temperaturbereich eine modulierbare Leistung bietet.
Dem Wunsch, eine Wärmeerzeugung dem Bedarf anzupassen, stellte sich immer die Tatsache entgegen, dass man mit fossilen Brennstoffen arbeitete und die Kesselwerkstoffe, sei es Stahl oder Gusseisen, vor Kondensat geschützt werden mussten. Der Abgasweg stellte weitere Ansprüche an die Abgastemperatur. Mit Nebenluftvorrichtungen konnte teilweise erreicht werden, dass der Schornstein trocken blieb.
Für neue Gas- und Ölheizkessel, die bei einer Erneuerung erheblich kleiner ausgelegt werden konnten und niedrigere Abgastemperaturen aufwiesen, musste je eine Querschnittsanpassung des Schornsteins durchgeführt werden. Obwohl mit den zur Verfügung stehenden Rechenprogrammen eine Berechnung durch den Heizungsbauer möglich und auch die Lieferung problemlos war, ging so mancher Auftrag am Heizungsbauer vorbei.
In den Jahren 1975 bis heute sind gravierende Anforderungen an die Heizungstechnik gestellt worden, wie Heizungsanlagen-Verordnung (HeizAnlV), Energieeinsparverordnung (EnEV) und Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG). Unterdessen löste die DIN EN 12831 (August 2003) die DIN 4701 (3, 1983) ab. Der "gute, alte" K-Wert wurde durch U ersetzt, Q verschwand und die Wärmemenge wurde nun mit Φ bezeichnet.
Die Brennwerttechnik auf dem Vormarsch
Ende des letzten Jahrhunderts war es dann endlich soweit: Die Brennwerttechnik machte von sich reden. Für viele in der Branche war das etwas völlig Neues und die Gasversorger in Verbindung mit den Innungen brachten mit Informationsveranstaltungen und Literatur den Wissensstand auf ein adäquates Niveau. Bei näherer Betrachtung war die Brennwerttechnik aber nichts Neues, wenn man an den Kokskessel denkt. Beim Anheizen des alten Kokskessels lief unter dem Kessel nämlich eine kleine Menge Wasser auf das Podest und der Monteur erklärte dann dem Bauherrn: "Der Kessel schwitzt; aber das geht vorbei, wenn der Kessel warm ist." Das war der Brennwerteffekt, ohne dass der Monteur wusste, was da eigentlich passiert war.
Bereits in den Jahren um 1965 bis 1970 hatte die Firma Rohleder einen gasbefeuerten Stahlheizkessel zur Schwimmbad-Wassererwärmung auf den Markt gebracht. Das Schwimmbadwasser rieselte hier über Schirmplatten durch den Brennraum und der bei der Verbrennung entstehende Wasserdampf nahm an der Wärmeerzeugung zu 100 Prozent teil. Anfang 1980 konnte bereits ein Gussheizkessel bei gleitender Betriebsweise bis unter den Taupunkt der Heizgase betrieben werden. Die Verbreitung lief jedoch nicht so recht, weil die Abgasführung noch nicht geregelt war.
Zur rechten Zeit hatte die Brennwerttechnik den Heizungsmarkt erreicht, wurden durch die Verordnungen, neuen Baustoffe und dichten Bauten doch erhebliche Reduzierungen der Heizlast erzielt. Als Ersatz für einen alten Heizkessel mit überdimensionierten Heizflächen war der Brennwertkessel die einzig richtige Lösung!
Die Werbung für die Brennwerttechnik versprach damals, dass aus dem Abgas der Kessel hohe Energiemengen gewonnen würden. Schnell hatte sich die Irrlehre verbreitet und heute noch kann man den Begriff "Abgas" im Zusammenhang der Brennwerttechnik hören und lesen.
Es gilt nun, den Zusammenhang näher zu erläutern: Im Verlauf der Wärmeerzeugung in einem Heizkessel, egal ob mit Festbrennstoff, Ölfeuerung, Gasfeuerung, Naturzug- oder Überdruckfeuerung, entsteht aus der Verbrennungsluft und Brennstoff Heizgas und zwar solange, bis der Gasstrom den letzten Millimeter der Kesselheizfläche (Wärmeübertragungsstrecke) verlassen hat. Danach wird aus dem Heizgas-Massenstrom ein Abgas-Massenstrom. Wie schon das Wort Abgas sagt, kann daraus keine Wärme mehr an die Heizfläche übertragen werden.
Bedingt durch eine ausgeklügelte Konstruktion der heutigen Brennwertgeräte liegt der Feuerungswirkungsgrad auch bei höheren Betriebstemperaturen, das heißt, über der Taupunktgrenze von rund 56 °C (Luftzahl 1) bei Naturgasfeuerung, einige Prozentpunkte über den Werten herkömmlicher Feuerungen. Das bedeutet, dass es sinnvoll ist, auch bei Austausch von Wärmeerzeugern einen Brennwertkessel zu wählen, auch wenn die vorhandenen Raumheizflächen eine Absenkung der Heizmitteltemperatur nicht zulassen.
Etwas Theorie muss doch sein
Bei einer Heizflächentemperatur von < 57 °C und einem Luftüberschuss von 1,10, das heißt, zehn Prozent Luftüberschuss, beträgt die Taupunkttemperatur des Heizgases 56 °C. Um eine nahezu vollkommene Kondensation der Heizgase zu erreichen, reicht es nicht aus, nur auf die Rücklauftemperatur zu achten, sondern auf die Temperatur der gesamten Kesselheizfläche. Um den Brennwert zu nutzen, muss die Vorlauftemperatur unbedingt unter 55 °C gehalten werden. Will man also die Wirkungsweise des Brennwertkessels beurteilen, misst man das anfallende Kondensat und stellt diese Menge dem theoretischen Wert gegenüber. Natürlich muss man dann wissen, welche Kondensatmengen theoretisch anfallen können.
Es bleibt also festzuhalten: Bis die Brennstoffzelle in den Heizraum oder Aufstellraum einzieht, gilt es, die Brennwerttechnik mit all ihren Vorzügen einzusetzen. Aktuell kann man dem Verbraucher nichts Besseres anbieten als die Brennwerttechnik!
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