Erfahrungen mit der Brennwerttechnik

Dipl.-Ing. Wolfgang Rogatty*

Seit der Markteinführung der Brennwerttechnik zu Beginn der 1990er-Jahre sind bis heute schätzungsweise über 1,7 Millionen Gas-Brennwertgeräte verkauft worden. Damit ist insbesondere bei Gas die Brennwerttechnik in allen Leistungsstufen als Standardtechnik anzusehen. Installation, Wartung und Service von Gas-Brennwertkesseln sind für den Praktiker zur Routine geworden.

Öl-Brennwerttechnik

Wenn auch noch nicht so lange am Markt wie die Gas-Brennwerttechnik, so ist die Handhabung der Öl-Brennwerttechnik für Heizungsfachbetriebe inzwischen ebenso selbstverständlich. Moderne Öl-Brennwertkessel sind problemlos bei der Installation und Wartung, sie unterscheiden sich darin nicht mehr von ihren "Gas-Geschwistern". Damit dies so werden konnte, mussten drei wesentliche Voraussetzungen erfüllt sein:

- Der Brennstoff Heizöl musste den Anforderungen der Öl-Brennwerttechnik angepasst werden.

- Für Brennwertkessel mussten Werkstoffe ausgewählt werden, die hohe Betriebssicherheit und lange Nutzungsdauer gewährleisten.

- Es mussten brennwertgerechte Konstruktionen entwickelt werden, um den Eigenschaften des Brennstoffs Heizöl gerecht zu werden und hohe Effizienz zu erreichen. Dazu gehörten brennwertgerechte Wärmetauscher, die sich zudem leicht warten lassen sowie Blaubrenner, die eine nahezu rußfreie Verbrennung ermöglichen.

Brennstoff Heizöl

Wird Standard-Heizöl (Schwefelgehalt bis zu 2000 mg/kg) in einem Öl-Brennwertkessel verbrannt, so entsteht bei der Kondensation des Heizgases schwefelige Säure. Deshalb darf das Kondenswasser erst nach einer Neutralisation ins Abwasser geleitet werden.

Mit dem schwefelarmen Heizöl** steht heute deutschlandweit eine Ölqualität zur Verfügung, mit der eine problemlose Brennwertnutzung möglich ist. Durch den sehr geringen Schwefelanteil (50 mg/kg) entsteht im Kondenswasser so gut wie keine schwefelige Säure mehr. Damit wird das Heizöl dem Erdgas (durchschnittlich 30 mg/m³ Schwefel) nahezu gleichgestellt.

Werkstoff

Da die Wärmetauscher von Brennwertkesseln mit Kondenswasser in Berührung kommen, spielt die Wahl eines geeigneten Werkstoffes eine besondere Rolle. Edelstahl Rostfrei hat sich bei Gas-Brennwertgeräten seit Jahren bestens bewährt. Die Erfahrungen haben gezeigt, dass auch nach langjährigem Gebrauch und unter schwierigen Bedingungen Edelstahl weder zu Rissbildung noch zu anderen Veränderungen neigt. Ein Abtragen des Materials ist ebenfalls nicht festzustellen.

Brennwertgerechte Konstruktionen

Neben einem geeigneten Werkstoff ist die konstruktive Ausführung der Brennwertkessel von großer Bedeutung. Damit die Wärme des Heizgases effizient auf das Heizwasser übertragen werden kann, muss ein intensiver Kontakt des Heizgases mit der Heizfläche stattfinden. Um außerdem eine möglichst wirkungsvolle Wärmeübertragung dauerhaft zu gewährleisten, muss das Kondenswasser ungehindert abfließen können (Bild 2). Könnte sich Kondenswasser im Wärmetauscher ansammeln, so würde es mit der Zeit Ablagerungen bilden, die die Wärmeübertragung erheblich beeinträchtigen. Stattdessen entsteht ein Selbstreinigungseffekt, da das ungehindert abfließende Kondenswasser die Heizflächen abspült und somit sauber hält. Formgebung und gute Zugänglichkeit ermöglichen zudem eine einfache Reinigung des Wärmetauschers. Eine ordnungsgemäße Wartung vorausgesetzt, behält die Heizfläche ihre volle Wirksamkeit über die gesamte Nutzungsdauer.

Problemlose hydraulische Einbindung

Brennwertgerecht konstruierte Öl-Heizkessel stellen bei ihrer Installation und Wartung an den Heizungsbauer keine besonderen Anforderungen. Die hydraulische Einbindung eines Brennwertkessels ist unproblematisch, denn er verlangt keine Mindestkesselwassertemperatur, keine Mindestabgastemperatur und keine Maßnahmen zur Kondensatvermeidung.

Seitens der Hydraulik muss jedoch sichergestellt werden, dass Rücklauftemperaturen unter der Taupunkttemperatur (bei Heizöl ca. 47°C, bei Erdgas ca. 57°C) des Heizgases erreicht werden. Nur so kann das Heizgas kondensieren. Der Einbau eines 4-Wege-Mischers, der dem Rücklauf heißes Vorlaufwasser beimischt, ist deshalb äußerst ungünstig. Als Alternative können 3-Wege-Mischer zum Einsatz kommen (Bild 3). Außerdem sollten auch 3-Wege-Thermostatventile nicht eingesetzt werden, da sie für eine direkte Verbindung von Vor- und Rücklauf und damit ebenfalls zu einer Anhebung der Rücklauftemperatur führen (Bild 4).

Regelmäßige Wartung ist wichtig

Da sich auch bei der Verbrennung von Heizöl Rückstände nicht ganz vermeiden lassen, ist eine regelmäßige Überprüfung und eventuelle Reinigung des Wärmetauschers wichtig. Ein Belag auf dem Wärmetauscher würde nämlich den Wärmeübergang verschlechtern. Der Wärmetauscher ist dann nicht mehr in der Lage, die Wärme wirkungsvoll an das Heizungswasser zu übertragen, was den Brennstoffverbrauch erhöhen würde. Wie bei jedem anderen Ölkessel reicht einmal jährlich eine gründliche Trockenreinigung mit Reinigungsbürste und Staubsauger aus (Bild 5).

Ein weiterer wichtiger Wartungspunkt ist die Neutralisationsbox. In ihr wird das Kondenswasser neutralisiert, d.h. die darin enthaltene Säure reagiert chemisch mit einem basischen Granulat und bildet dabei Wasser sowie Salz.

Es ist abzusehen, dass wie bei Gas auch bei Verwendung von schwefelarmen Heizöl bis zu einer Heizleistung von 200 kW zukünftig auf die Neutralisationseinrichtung verzichtet werden kann. Entsprechende Änderungen im Merkblatt ATV-A251 der Abwassertechnischen Vereinigung werden gerade vorbereitet. Bis dahin muss die Neutralisationsbox nach den Angaben des jeweiligen Herstellers regelmäßig gewartet und das Neutralisationsgranulat ergänzt oder ausgetauscht werden.

*) Dipl.-Ing. Wolfgang Rogatty, Viessmann Werke GmbH, Allendorf

**) Anmerkung der Red.: Schwefelarmes Heizöl liefern u.a. die Total Fina Elf Deutschland GmbH, die Petronord Energie- und Wärmekonzepte GmbH (einschließlich ihrer Regionalgesellschaften) sowie die BayWa AG. Shell-Dea-Direkt bietet ein Heizöl mit einem Schwefelanteil von 500 mg/kg an.

B i l d e r :   Viessmann Werke GmbH, Allendorf

© Alle Rechte beim Verlag