Mehrwert durch Brennwert

Nur wenige der in deutschen Gebäuden installierten 19,9 Mio. Heizkessel entsprechen dem Stand der Technik: 14,2 Mio. arbeiten noch mit veralteter Heizwerttechnik. Aufgeschlüsselt nach Brennstoff gibt es lediglich 600.000 effiziente Öl- und 4,2 Mio. Gas-Brennwertkessel. Was viele Eigenheimbesitzer und Anlagenbetreiber nicht berücksichtigen: Wer einen alten Heizwertkessel weiter betreibt – weil er noch problemlos läuft – verschenkt damit jedes Jahr Geld. Demgegenüber macht sich mittelfristig eine Heizungsmodernisierung bezahlt. Im ersten Teil, zu finden in der September-Ausgabe der IKZ-PRAXIS, ging es um die Funktionsweise der Technik. Teil 2 behandelt nun, was bei der Abgasführung und Kondensatableitung zu beachten ist.

Wie im ersten Teil bereits beschrieben, nutzen Brennwertgeräte auch die im Wasserdampf des Heizgases enthaltene Wärme. Dabei wird das Abgas so weit abgekühlt, dass das bei der Verbrennung verdampfte Wasser kondensiert, also flüssig wird. Bei dem Vorgang wird schließlich genauso viel Energie frei, wie für das Verdunsten des Wassers nötig war. Je nach Kondensationsmenge lassen sich so bis zu 99,5% der Energie im Brennstoff verwenden.

Achtung, sauer
Wird zur Nutzung der Kondensationswärme der Wasserdampf bei Brennwertkesseln verflüssigt, hat das allerdings einen Nebeneffekt: Abgasbestandteile lösen sich im Kondenswasser. Diese lassen das Kondensat in der Regel sauer reagieren – der pH-Wert sinkt. Das saure Kondensat kann Metalle angreifen. Hauptsäurebildner ist hierbei das bei der Verbrennung entstehende Kohlendioxid. Niedrige, und damit saure pH-Werte können auch durch schweflige Säure und Schwefelsäure entstehen. In welchem Maß solche Säuren enthalten sind, wird durch den Schwefelanteil im Brennstoff beeinflusst. Schwefelarme Brennstoffe tragen also dazu bei, die Säurebildung im Kondensat zu verringern.
Um Korrosion zu verhindern, müssen daher alle Materialien, die mit dem Kondenswasser in Berührung kommen, dafür geeignet sein. Das betrifft sowohl im Heizkessel verwendete Werkstoffe als auch das Material für die Abgasanlage und die Kondenswasserleitung. Nicht geeignet sind beispielsweise Rohrleitungen aus Kupfer oder Messing. Geeignete Werkstoffe sind dagegen Steinzeugrohre, PVC-Hartrohre, PVC-Rohre (Polyethylen), PE-HD-Rohre (Polypropylen), PP-Rohre, ABS-ASA-Rohre, rostfreie Stahlrohre und Borsilikatglas-Rohre. Wenn sichergestellt ist, dass das Kondensat mit häuslichem Abwasser mindestens im Verhältnis 1:25 vermischt ist, dürfen auch Faserzementrohre sowie Guss- oder Stahlrohre verwendet werden (Bild 1).

Kondensat sicher ableiten
Zur sicheren Ableitung des Kondensats muss die Abgasleitung mit 3° Gefälle (5 cm/m) vom senkrechten Teil der Abgasanlage zum Kessel hin installiert werden (Bild 2). Das Kondensat aus Brennwertgeräten ist vorschriftsmäßig in das öffentliche Abwassernetz einzuleiten – das häusliche Abwasser ist meist basisch und neutralisiert deshalb das Kondensat kleinerer Anlagen. Bei größeren Anlagen und im Einzelfall auch bei kleineren kann es jedoch nötig sein, das Kondenswasser vor der Einleitung zusätzlich zu neutralisieren, um die öffentlichen Abwasseranlagen und bio­logischen Prozesse in Kläranlagen zu schützen. Dazu dient dann eine separate Neutralisationseinrichtung, eine Box mit alkalischem Granulat (Bild 3). Ob diese erforderlich ist, hängt von der Kesselleistung und den Bestimmungen der jeweiligen Unteren Wasserbehörde ab. Bei Kleinanlagen mit weniger als 25 kW Leistung entfällt die Neutralisationspflicht, wenn die Abwässer nicht in eine Kleinkläranlage fließen oder wenn die Ablaufleitungen den Materialanforderungen des ATV-Arbeitsblattes A 251 entsprechen (Bild 1).

Abgaswege prüfen und ggf. sanieren
Bei einer Heizungsumrüstung von Heizwert auf Brennwert muss die Abgasanlage auf Brennwertbetrieb ausgelegt werden. Weil die abgekühlten Abgase keinen ausreichenden Auftrieb mehr entwickeln, sorgt ein Gebläse im Heizkessel für den nötigen Überdruck, damit die Abgase das System verlassen. Die Abgasanlage muss druckdicht und feuchteunempfindlich sein, was bei älteren Schornsteinen oft nicht der Fall ist. Dann ist eine Schornsteinsanierung erforderlich. In der Regel wird ein älterer Schornstein mit einem Kunststoff- oder Edelstahlrohr nachgerüstet, beide sind dem Kondensat gegenüber unempfindlich.

Verbrennung ohne Luftzufuhr geht nicht
Die Verbrennungsluftversorgung eines Brennwertgerätes kann raumluftabhängig oder raumluftunabhängig erfolgen. Bei einer raumluftabhängigen Betriebsweise saugt das Gebläse des Brennwertgeräts die erforderliche Verbrennungsluft aus dem Aufstellraum (Bild 4). Diese Betriebsweise bietet sich für Räume an, die nicht als Aufenthaltsraum für Personen genutzt werden (beispielsweise Heiz-, Keller-, und Technikräume). Die Luft sollte für einen störungsfreien Betrieb möglichst staubfrei sein. Wichtig ist eine ausreichende Frischluftzufuhr: Wird das Gebäude bei einer Sanierung beispielsweise gedämmt, kann diese für einen raumluftabhängigen Betrieb ggf. nicht mehr ausreichen. Wird für die Frischluftzufuhr eine Luftklappe oder ein Luftschacht installiert, hat dies den Nachteil, dass darüber Wärme aus dem Heizraum entweichen kann (Bild 5).
Grundsätzlich ist eine raumluftunabhängige Betriebsweise sinnvoller: Dabei saugt das Gebläse die erforderliche Verbrennungsluft aus dem Freien über eine separate Leitung zum Gas-Brennwertgerät an. Ist der Heizkessel im Wohnbereich aufgestellt, kann der Wärmeverlust des Heizsystems die Beheizung des Wohnbereichs unterstützen.
Es gibt mehrere Möglichkeiten, die Abgase abzuführen. Dem Stand der Technik für einen raumluftunabhängigen Betrieb entspricht ein Luft-Abgas-System oder auch Luft-Abgas-Schornstein (LAS): Die warmen Abgase und die kühle Zuluft einer Heizungsanlage werden durch zwei flächig verbundene, aber getrennte Leitungen geführt. Dadurch lässt sich den warmen Abgasen die Restwärme weiter entziehen. Im Altbau kann ein solches System innerhalb eines Schornsteins oder Schachtes liegen, im Neubau als Systemschornstein auch neu erstellt und sogar außen vor der Fassade geführt werden. Aus technischer Sicht lässt sich das Ganze als Ein-Rohr- oder Rohr-in-Rohr-System umsetzen. Beim Ein-Rohr-System wird die für die Verbrennung benötigte Zuluft durch den verbleibenden Querschnitt des Schachtes entgegen der Strömung des Abgases angesaugt (Bild 6). Beim Rohr-in-Rohr-System werden die Abgase im inneren und die Zuluft im äußeren Rohr geleitet.

Fazit
Ob in Neubau oder bei der Heizungsmodernisierung: Kommen die Brennstoffe Öl oder Gas zum Einsatz, führt an energieeffizienter Brennwerttechnik kein Weg mehr vorbei. Fachhandwerker können Brennwerttechnik bei der Modernisierung in der Regel mit überschaubarem Aufwand nachrüsten. Für den Nutzer macht sich die höhere Investition in ein Brennwertsystem und ggf. eine Schornsteinsanierung durch Einsparungen im laufenden Betrieb nach wenigen Jahren bezahlt.

Autor: Torsten Mahler, Produktmanager Gas-Heizgeräte Brennwert/Heizwert, Bosch Thermotechnik, Buderus Deutschland

Bilder: Bosch Thermotechnik, Buderus Deutschland

www.buderus.de