Geschichte und Funktionsweise des Brennwertkessels

Geschichte des Brennwertkessels

Bei Brennwertkesseln handelt es sich um eine noch recht junge Entwicklung. Der aus Deutschland stammende Richard Vetter gilt als Erfinder des Brennwertkessels, der aus diesem Grund auch den Beinamen Vetter-Ofen trägt. Nachdem der Gas-Brennwertkessel 1982 die Serienreife erreichte, ging der Öl-Brennwertkessel 1984 in Serie.

Bereits zu Beginn der 1990er Jahre konnte sich der Brennwertkessel etablieren und gegen andere Heizkessel durchsetzen. In Anbetracht der hochgradigen Effizienz, Umweltverträglichkeit und dem hohen Wirkungsgrad ist es auch nicht verwunderlich, dass der Brennwertkessel bereits wenige Jahre nach seiner Entwicklung seinen Siegeszug antrat. Technische Weiterentwicklungen, das gesteigerte Bewusstsein für die Knappheit fossiler Brennstoffe und das Wissen um die Sensibilität des ökosystems sorgen dafür, dass sich diese modernen Heizkessel seit geraumer Zeit wachsender Beliebtheit erfreuen und aus diesem Grund in immer mehr Haushalten zu finden sind.

Funktionsweise eines Brennwertkessels

Brennwertkessel zeichnen sich durch eine ganz besondere Funktionsweise aus und verdanken dieser ihre speziellen Vorteile. Moderne Brennwertkessel erreichen im Gegensatz zu herkömmlichen Heizkesseln einen deutlich höheren Wirkungsgrad, weil sie die Kondensationswärme des im Abgas enthaltenen Wassers nutzen. Auf diese Art und Weise können Anwender Kosten sparen, während gleichzeitig Ressourcen und die Umwelt geschont werden. Ermöglicht wird dies durch eine spezielle Funktionsweise, die Brennwertkessel maßgeblich von anderen Heizsystemen unterscheidet.

Wie jedes andere Heizsystem auch basiert der Brennwertkessel auf der Verbrennung von Rohstoffen, bei denen es sich um Gas, Pellets oder öl handelt. Im Zuge der Brennwerttechnik wird aber auch die Kondensationswärme genutzt, sodass derartige Heizkessel einen höheren Wirkungsgrad erreichen. Brennwertkessel machen sich die Tatsache zunutze, dass während des Verbrennungsvorgangs Abgase entstehen, die neben Kohlendioxid auch einen Großteil Wasserdampf enthalten. Indem diese Abgase gekühlt werden, können die Verluste minimiert werden. Gleichzeitig kondensiert der Wasserdampf, was wiederum einen zusätzlichen Wärmegewinn zur Folge hat.

Grundsätzlich differenziert man zwei unterschiedliche Varianten des Brennwertkessels, wobei sich beide die Kondensationswärme zunutze machen. So existieren last- und rücklauftemperaturunabhängige, sowie last- und rücklauftemperaturabhängige Brennwertkessel. Unabhängig davon, welcher Brennwertkessel zum Einsatz kommt, müssen sämtliche Bauteile, die mit dem Kondensat direkt in Berührung kommen, absolut korrosionsfrei sein. Dies ist erforderlich, da das Kondensat sauer ist und somit ansonsten den Wärmetauscher, den Brennkessel und die Abgasanlage angreifen würde. Wer nachträglich auf einen Brennwertkessel umsteigen möchte und daher ein vorhandenes Heizsystem umrüsten will, muss dies unbedingt bedenken und alle Rohre, sowie den Schornstein entsprechend ausrüsten.

Last- und rücklauftemperaturunabhängige Brennwertkessel

Der last- und rücklauftemperaturunabhängige Brennwertkessel beruht auf der Grundidee von Richard Vetter und stellt somit die Urform des Brennwertkessels dar. Die grundlegende Idee hinter diesen Brennwertkesseln ist es, die Kondensation des im Abgas enthaltenen Wasserdampfs in einem separaten Wärmetauscher aus Kunststoff stattfinden zu lassen. Der Wärmetauscher ist das Herzstück eines jeden Brennwertkessels und gehört zu den wichtigsten Bauteilen eines solchen Geräts. Der Wärmetauscher nimmt die in den Abgasen enthaltene Wärmeenergie auf und ist somit für die hohe Effizienz der Brennwerttechnik maßgebend. Damit es hier zur gewünschten Kondensation kommt, müssen die Abgase zunächst auf etwa 65°C abgekühlt werden, bevor die Temperatur dann im Kunststoffwärmetauscher weiter gesenkt wird. Handelt es sich um einen Gas-Brennwertkessel, muss eine Temperatur von unter 57°C erreicht werden, während bei öl unter 47°C für die Kondensation erforderlich sind.

Gewährleistet wird die Kühlung der Abgase durch die Frischluft, die für den Verbrennungsvorgang zugeführt werden muss. Während die frische Luft den Brennwertkessel bis zum Brenner durchströmt, werden die im Kunststoffwärmetauscher befindlichen Abgase gekühlt. Auf diese Art und Weise kommt es zur Kondensation, deren Wärmeenergie somit im Heizsystem enthalten bleibt, anstatt ungenutzt über den Schornstein verloren zu gehen.

Last- und rücklauftemperaturabhängige Brennwertkessel

Darüber hinaus existieren auch noch last- und rücklauftemperaturabhängige Brennwertkessel, die eine vollkommen andere Funktionsweise aufweisen. So geht es bei einem solchen Heizkessel nicht darum, die erforderliche Frischluft mithilfe der Abgase zu erwärmen. Stattdessen wird hierbei die Kondensationswärme unmittelbar dem Heizungswasser zugeführt, dessen Temperatur im Zuge dessen steigt.

Im Heizkessel selbst oder einem separaten Wärmetauscher wird die sogenannte Rücklauftemperatur (Temperatur des Heizungswassers, mit der es in den Heizkessel eintritt) so weit gesenkt, dass die Abgase ihren Kondensationspunkt unterschreiten. Im Zuge dessen findet eine Kondensation des in den Abgasen enthaltenen Wassers statt, was wiederum die Brennwertnutzung ermöglicht. Der Brennwert solcher Brennwertkessel hängt demnach in erster Linie von der Rücklauftemperatur ab.