Die Funktionsweise der Gas-Brennwerttechnik

Im Gegensatz zur Funktionsweise der Konstant- und Niedertemperaturkessel besteht die Funktionsweise der Gas-Brennwerttechnik nicht nur in der Verbrennung, Vergasung und Abgabe der Wärme. Zwischen den beiden letzten Schritten erfolgt zusätzlich eine Kondensation der Abgase.
 


Die Abgase enthalten Kondensationswärme

Bei der Verbrennung eines Brennstoffs, in diesem Fall Gas, entstehen neben der messbaren Heizwärme auch Abgase. Letztere bestehen zu einem Großteil aus heißem Wasserdampf, dessen Bestandteile sauer sein können. Um den Kessel selbst und das Abgassystem vor diesem säurehaltigen Wasserdampf zu schützen, leiten ältere Heizkessel die Abgase direkt ins Freie. Je nach Heiztechnik kann die Abgastemperatur bis zu 200 Grad Celsius betragen. Eine Kondensation des in den Abgasen befindlichen Wasserdampfs wird somit absichtlich unterbunden.

Die Gewinnung der verborgenen Wärme

Dass heißer Wasserdampf noch Energie enthält, lässt sich mit einem einfachen Trick beweisen: Wer seine Hand über einen Topf mit kochendem Wasser hält, wird diese Energie schnell auf seiner Handfläche merken. Das liegt daran, dass der Dampf auf der Handoberfläche kondensiert und in dem Moment die verborgene Wärme, auch Kondensationswärme genannt, freigibt. Zur Funktionsweise der Gas-Brennwerttechnik gehört es, diese Kondensationswärme zu gewinnen und sie dem Heizwasser zuzufügen. Dazu werden die heißen Abgase über einen Wärmetauscher geleitet, bevor sie ins Freie gelangen.

Zur Funktionsweise der Gas-Brennwerttechnik gehört immer der Wärmetauscher, hier im Bild

Wärmetauscher als unverzichtbare Komponente eines Brennwertgeräts

Der Wärmetauscher ist aus feuchte- und säurebeständigem Edelstahl und durch seine spezielle Bauweise sehr kompakt. Durchströmen die heißen Abgase seine Wendel, werden sie vom Heizwasser, das von den Heizkörpern zum Heizkessel zurück strömt (Rücklaufwasser), herunter gekühlt. Die Abgase kondensieren allmählich. Was folgt, ist die Wärmeabgabe des daraus entstandenen Wasserdampfs an das Heizsystem. Damit es auch zur Kondensation kommt, darf die Temperatur des Rücklaufwassers die Grenze von 57 Grad Celsius nicht überschreiten. Andernfalls kann es die heißen Abgase nicht zum Kondensieren bringen. Für die Kühlung dieses Rücklaufwassers eignen sich Flächenheizungen wie etwa Fußbodenheizungen.

Der Wärmetauscher ist somit ein wichtiger Bestandteil eines Gas-Brennwertgeräts bzw. einer Brennwert Gasheizung und unabdingbar für die Funktionsweise dieser Technik. Er ist in der Lage, die gewonnene Kondensationswärme nahezu verlustfrei an das Heizsystem weiterzuleiten. Auf diese Weise wandelt er bis zu 98 Prozent der im Heizgas enthaltenen Energie in Wärme um. Eine unverwüstliche Komponente, auf die Anlagenbesitzer eine Garantie von bis zu zehn Jahre haben.

Die Kondensatableitung als Teil der Funktionsweise der Gas-Brennwerttechnik

Durch die geplante Kondensierung des in den Abgasen enthaltenen Wasserdampfs entsteht Kondensat. Dieses kann im Normalfall in das Abwasser (nicht Kleinkläranlagen) abgeleitet werden, sofern der pH-Wert nicht zu hoch ist. Außerdem muss das Abflusssystem säurefest sein. Als Berechnungsgrundlage dient hier das Arbeitsblatt “DWA-A 251” der Deutschen Vereinigung für Wasserwirtschaft. Als wichtiger Faktor dient hier auch die Größe der Brennwert-Gastherme. Ist die Nennwärmeleistung kleiner 25 kW, so ist eine Neutralisation des Kondensats nicht notwendig. Liegt sie zwischen 25 kW und 200 kW, ist die direkte Ableitung ins Abwasser unter Umständen nur mithilfe der Verdünnung durch Abwasser erlaubt. Bei Brennwert-Gasheizungen mit einer Leistung von über 200 kW ist eine Neutralisation grundsätzlich verpflichtend.

Die Anforderungen der Deutschen Vereinigung für Wasserwirtschaft im Überblick:

Nennwärmeleistung

Neutralisationspflicht bei Feuerungsanlagen mit Gas

Einschränkungen

< 25 kW

nein 1) 2)

1) bei Ableitung des häuslichen Abwassers in Kleinkläranlagen

25 bis 200 kW

nein 1) 2) 3)

2) bei Gebäuden und Grundstücken, deren Entwässerungsleitungen die Materialanforderungen nach ATV-Arbeitsblatt A 251 nicht erfüllen

> 200 kW

ja

3) bei Gebäuden, die die Bedingungen der ausreichenden Vermischung nach ATV-Arbeitsblatt A 251 nicht erfüllen


Auch der Schornstein muss zur Brennwerttechnik passen

Neben der Kondensatableitung muss auch das Abgassystem für die Brennwerttechnik ausgelegt sein. In dem Fall darf die im Kondensat enthaltene Säuremenge das System nicht beschädigen. Auch der durch den Einsatz eines Ventilators erzeugte Überdruck (z.B. durch ein Brennergebläse) darf dem neuen Rohrsystem nichts ausmachen. In der Praxis haben sich Abgasrohre aus Edelstahl oder speziellem Kunststoff bewährt. Ist bereits ein Schornstein vorhanden, kann das neue Rohr in der Regel in den vorhandenen Schornstein eingezogen werden. Eine anderweitige Führung nach außen ist auch ohne den vorhandenen Schornstein möglich. Hier ist jedoch eine Absprache mit dem Schornsteinfeger unabdingbar.

Weitere Informationen zur Funktionsweise der Gas-Brennwerttechnik finden Sie auch im heizung.de Ratgeber Gasheizung.