FAQ
Die Brennwerttechnik bezeichnet eine bestimmte Gruppe von Systemen in der Heizungstechnik. Brennwertsysteme sind in der Lage, die Abgase, welche durch Verbrennung von Öl oder Gas entstehen, so weit herunterzukühlen, dass der im Abgas immer vorhandene Wasserdampf kondensiert und dabei die latente Wärme, d.h. die Kondensationswärme, freigesetzt wird. Diese Energie wird nun dem System wieder zugeführt. Der Mehrgewinn an Nutzenergie macht bei Ölanlagen theoretisch bis zu 6%, bei Gasanlagen bis zu 11% des Heizwertes aus. Diese Energie entweicht bei den "normalen" Heizungsanlagen ungenutzt aus dem Schornstein.
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die so gewonnene "nicht fühlbare" Wärme dem System wieder zuzuführen. Bei "herkömmlichen" Brennwertsystemen wird das Abgas durch das in die Heizung zurückfließende Wasser bis unter den Taupunkt (Öl: 47°C, Gas: 56°C) abgekühlt. Das hat aber zur Folge, dass dieses Wasser eine tiefere Temperatur haben muss als 47°C bzw. 56°C, ansonsten könnte es das Abgas ja nicht kühlen. Man spricht dabei von der "Abhängigkeit vom Rücklauf".
In der Praxis hat sich gezeigt, dass bei solchen Anlagen deshalb der "Rücklauf" nicht wärmer sein darf als ca. 32°C (Ölbetrieb). Dies setzt aber auch Grenzen für den "Vorlauf", also das Wasser, das durch die Heizung erwärmt wurde und welches zu den Heizkörpern oder dem Warmwasserboiler transportiert wird. Mehr als 40-45°C dürfen im allgemeinen nicht überschritten werden, sonst ist das Wasser, wenn es in die Heizung zurückfließt, zu warm, um die Abgase unter den Taupunkt abzukühlen. Dies hat zur Folge, dass diese Systeme zur Warmwassererzeugung (ca. 60°C) oder zur Versorgung von Heizkörpern (ca. 60°C - 70°C) den Brennwert-Bereich verlassen müssen. Sollen diese Anlagen dauerhaft kondensieren, so ist deren Anwendung auf den Betrieb an einer Fußbodenheizung beschränkt.
Das System ProCondens unterliegt dieser Beschränkung nicht. Bei diesem Konzept werden zwei Wärmetauscher verwendet. Der erste (Stahl) kühlt die Abgase auf bis zu 60°C-70°C herunter, in ihm findet keine Kondensation statt. Der Stahl-Wärmetauscher erwärmt im Gegenzug das Wasser von mindestens 55°C (Rücklauf) auf bis zu 85°C (Vorlauf). Es ergeben sich also praktisch keine Einschränkungen nach oben für die Vor- und Rücklauftemperatur wie bei der "konventionellen" Brennwerttechnik.
Erst in einem zweiten Kunststoff-Wärmetauscher (wegen des sauren Kondensats bei Ölfeuerung) wird der im Abgas enthaltene Wasserdampf kondensiert. Dazu wird vom Brenner angesaugte Außenluft vor der Verbrennung in diesem zweiten Wärmetauscher im Gegenstromverfahren an den Abgasen vorbeigeführt, wobei diese sich bis auf ca. 60°C erwärmt, während sich das Abgas auf ca. 45°C abkühlt (abhängig von der Außentemperatur). Diese erwärmte Luft wird dem Brenner nun als Zuluft (Verbrennungsluft) zugeführt. Man hat also die Wassererwärmung vom Kondensationsbetrieb unabhängig gemacht. Der Grad der Kondensation hängt nur noch von der Außentemperatur ab. Je kälter es ist, desto kälter ist die angesaugte Außenluft, desto besser kann das System kondensieren. Das ist natürlich ideal, denn gerade im Winter, wo es am kältesten ist, wird am meisten geheizt, also auch am meisten kondensiert!
Während also der Nutzungsgrad eines "herkömmlichen" Kessels (z.B. Niedertemperaturkessel) mit abnehmender Außentemperatur fällt, bleibt der Nutzungsgrad einer Voll-Brennwertanlage unvermindert hoch bzw. steigt im Winter sogar noch an!
Eigentlich immer dann, wenn Sie Ihre alte Heizungsanlage gegen eine neue Öl- oder Gasheizung auswechseln und auch bei Heizkörper- und Warmwasserbetrieb höchste Effizienz bei der Wärmeerzeugung verlangen. Denn dieses System kann schon theoretisch ca. 10% mehr Energie aus der gleichen Menge Brennstoff schöpfen, wie andere moderne Heizungsanlagen.
Durch die Kondensation wird die Emission von Schwefeldioxid und Stickoxiden (mitverantwortlich für den sauren Regen) erheblich reduziert. Der Schwefel befindet sich nun zum großen Teil im Kondensat und wird in einer Granulatbox aus Magnesiumhydroxid neutralisiert. Durch moderne Blaubrenner (Ölbetrieb) arbeitet dieses System rußfrei und emissionsarm. Bei dieser Technik handelt es sich um eine der umweltschonendsten und sparsamsten Methoden der Welt, aus Öl oder Gas Wärmeenergie auf einem Temperaturniveau von 60°C bis 80°C (Vorlauf) bereitzustellen.
Dabei wird bei der gleichen Menge ausgestoßenen CO² durch die Vollbrennwerttechnik mehr Wärme erzeugt.
Die Brennwerttechnik bezeichnet eine bestimmte Gruppe von Systemen in der Heizungstechnik. Brennwertsysteme sind in der Lage, die Abgase, welche durch Verbrennung von Öl oder Gas entstehen, so weit herunterzukühlen, dass der im Abgas immer vorhandene Wasserdampf kondensiert und dabei die latente Wärme, d.h die Kondensationswärme, freigesetzt wird. Diese Energie wird nun dem System wieder zugeführt. Der Mehrgewinn an Nutzenergie macht bei Ölanlagen theoretisch bis zu 6%, bei Gasanlagen bis zu 11% des Heizwertes aus. Diese Energie entweicht bei den "normalen" Heizungsanlagen ungenutzt aus dem Schornstein.
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die so gewonnene "nicht fühlbare" Wärme dem System wieder zuzuführen. Bei "herkömmlichen" Brennwertsystemen wird das Abgas durch das in die Heizung zurückfließende Wasser bis unter den Taupunkt (Öl: 47°C, Gas: 56°C) abgekühlt. Das hat aber zur Folge, dass dieses Wasser eine tiefere Temperatur haben muss als 47°C bzw. 56°C, ansonsten könnte es das Abgas ja nicht kühlen. Man spricht dabei von der "Abhängigkeit vom Rücklauf".
In der Praxis hat sich gezeigt, dass bei solchen Anlagen deshalb der "Rücklauf" nicht wärmer sein darf als ca. 30-40°C (Ölbetrieb). Dies setzt aber auch Grenzen für den "Vorlauf", also das Wasser, das durch die Heizung erwärmt wurde und welches zu den Heizkörpern oder dem Warmwasserboiler transportiert wird. Mehr als 40-50°C dürfen im allgemeinen nicht überschritten werden, sonst ist das Wasser, wenn es in die Heizung zurückfließt, zu warm, um die Abgase unter den Taupunkt abzukühlen. Dies hat zur Folge, dass diese Systeme zur Warmwassererzeugung (ca. 50°C - 60°C) oder zur Versorgung von Heizkörpern (ca. 60°C - 70°C) den Brennwert-Bereich verlassen müssen. Sollen diese Anlagen dauerhaft kondensieren, so ist deren Anwendung auf den Betrieb an einer Fußbodenheizung beschränkt.
In der Heizungstechnik bezeichnet man mit dem Taupunkt immer den Fall, dass aus einem Abgasgemisch verschiedener Gase Wasserdampf auskondensiert. Der Taupunkt ist dabei der Punkt, bei dem das Gemisch mit Wasserdampf gesättigt ist. Bei welcher Temperatur dies der Fall ist, hängt von der Zusammensetzung des Gases ab. So liegt der Taupunkt beim Abgas aus der Ölverbrennung (Heizöl EL) unterhalb von ca. 47°C (ca. 13 % CO2) und beim Gas (Erdgas LL bzw. E) bei ca. 57°C (ca. 10% CO2). Zu beachten ist, dass es in Gemischen nie eine feste Temperatur gibt, bei der die Kondensation stattfindet und unterhalb derer alles auskondensiert ist. Die Kondensation in Gemischen findet vielmehr entlang der Sättigungskurve im sogenannten Mollier-Diagramm statt, die aber auch wiederum von der Gaszusammensetzung abhängt.
Auf die Brennwerttechnik übertragen bedeutet das, dass die Kondensation in einem ausgedehnten Temperaturbereich liegt, der "letzte Tropfen" also erst einige Grad Celsius unterhalb der angegebenen Taupunkttemperatur auskondensiert. Aber auch "der erste Tropfen" kondensiert nicht erst unterhalb der Taupunkttemperatur, da der Temperaturverlauf im Abgasrohr einen parabolischen Verlauf hat, das Abgas also an den Wänden kühler ist als im "Kernstrom". Als Faustregel gilt: Die Kondensation beginnt dann, wenn die abgasseitigen "Wände" des Wärmetauschers eine Temperatur unterhalb des Taupunktes der Abgase besitzen.
Unter diesem Begriff versteht man die Wärme, die man einem Stoff zuführen muss, damit er seine Phase ändert, also z.B. völlig schmilzt oder verdampft. Latent heißt übersetzt "versteckt" und soll andeuten, daß diese Wärme nicht zu einer Temperaturerhöhung führt, solange der Stoff nicht völlig geschmolzen oder verdampft ist (idealerweise aber nur bei reinen Stoffen). Es handelt sich also um "nicht fühlbare" Wärme, was eine andere Umschreibung des Begriffes "latente Wärme" ist. Diese Wärme wird durch Kondensation bei Brennwertanlagen nutzbar gemacht.
Die Menge der Kondensationswärme ist proportional zur Menge des entstehenden Kondensats, also der Menge des Wassers im Abgas. Öl besteht aus Kohlenwasserstoffen (CxHy) im Verhältnis von 1 : 2,2 (Kohlenstoff : Wasserstoff). Dieses Verhältnis bestimmt die Wasserdampfmenge im Abgas. Bei Gas, welches zu großen Teilen aus Methan (CH4) besteht, ist dieses Verhältnis ca. 1 : 4 (Kohlenstoff : Wasserstoff). Es entsteht also bei der Verbrennung von Gas viel mehr Wasserdampf als bei der Verfeuerung von Öl, deshalb ist auch der Kondensationswärmeanteil größer.
Ob Wasser aus einem Gasgemisch kondensiert, hängt ausschließlich von der relativen Feuchtigkeit des Gemisches ab. Diese wiederum hängt ab vom Gasdruck des Gemisches, welcher sich aus den Partialdrücken der sich im Gas befindlichen Stoffe zusammensetzt. Das Abgas ist eine Mischung aus den verschiedensten Gasen, wie z.B. Stickstoff ( 64 %), Kohlendioxid ( 13 %), Sauerstoff (4 %) und anderen.
Bei "normaler" Luft liegt der Taupunkt für 100g Wasser pro m³ Luft (dies entspricht etwa der Menge dampfförmigen Wassers im Abgas) bei einer Temperatur von etwa 53 Grad.
Je geringer der Luftüberschuss (bzw. je höher der CO2-Wert ist), desto höher (und damit einfacher zu erreichen) ist die Taupunkttemperatur des Abgases und desto größer wird die Ausbeute an Kondensationswärme. Dies liegt daran, dass ein Abgas mit geringerem Luftüberschuss natürlich weniger Wasser aufnehmen/halten kann und die Kondensation deshalb schon bei höheren Temperaturen beginnt.
Wenn es gelingt, das Abgas bis unter seine Tautemperatur zu kühlen, so kondensiert automatisch der Wasserdampf an den Wänden des Wärmetauschers und gibt dabei Wärme ab. Diese Wärme muss nun dem System wieder zugeführt werden, damit die Kondensation einen Nutzen bringt. In der Praxis haben sich hauptsächlich zwei verschiedene Möglichkeiten der Wärmerückgewinnung durchgesetzt. Bei der einen wird die Wärme zur Anhebung der Rücklauftemperatur des Heizungswassers genutzt, bei der anderen wird die Wärme an die Zuluft des Brenners abgegeben, die dadurch auf bis zu 60°C vorgewärmt wird. Letzteres Konzept, dass bei all unseren Heizsystemen Verwendung findet, ermöglicht eine rücklauftemperaturunabhängige Kondensation und ist damit auch besonders für Modernisierungsvorhaben geeignet.
Wird eine hundertprozentige Kondensation (Vollkondensation) erreicht, so erhält man bei Ölfeuerung pro Liter Brennstoff eine Kondensationswärme von ca. 0,6 kWh. Die Verdampfungswärme beträgt bei Wasser 2260 kJ/l. Somit erhält man maximal ca. 1 Liter Kondensat pro Liter verbranntem Heizöl Extraleicht (HEL). Bei einer Brennerleistung von 22 kW fielen also ca. 2 Liter Kondensat pro Stunde an. Bei Gas ist die Ausbeute mit theoretisch ungefähr 1,6 Litern pro Kubikmeter Gas bedeutend größer. In der Praxis hängt die Menge des Kondensats von vielen Faktoren ab, bei Brennwertanlagen aber hauptsächlich von der Rücklauftemperatur des Heizungswassers, bei Vollbrennwertsystemen zum größten Teil von der Temperatur der angesaugten Außenluft.
Bei den meisten Heizungssystemen wird die benötigte Luft für den Brenner aus dem Aufstellraum bezogen, die Verbrennungsluft ist also Raumluft. Dies erfordert eine Luftklappe oder einen Luftschacht, also eine Verbindung nach draußen, durch die die Außenluft nachströmen kann. Bei Vorhandensein eines Luftschachtes im Kamin mit Verbindung zum Heizraum, entweicht ständig warme Luft aus dem Aufstellraum, welche durch die Abstrahl- und Stillstandsverluste des Kessels entsteht. Der Raum kühlt damit ab und die Heizung produziert neue Verluste, weil nun wieder eine genügend große Temperaturdifferenz für die Wärmeabgabe vorhanden ist. Man geht heute davon aus, dass eine solche "thermische Verletzung der Außenhülle des Hauses" zwischen 8 und 18% Energie kostet.
Diese Verluste lassen sich nur dadurch beseitigen, dass man die Verbrennungsluft von außen gezielt, also durch eine Rohrverbindung, bis zum Brenner führt. Dann benötigt man keinen Luftschacht mehr. Die dann natürlich immer noch vorhandenen Abstrahlverluste bleiben nun im Aufstellraum und stehen damit zum Teil als Nutzwärme dem Haus zur Verfügung, denn die Wärme wird ja ans Mauerwerk des Aufstellraumes abgegeben und gelangt so in die benachbarten Räume. Die Heizung arbeitet dann also unabhängig von der Raumluft des Aufstellortes, also "raumluftunabhängig". Dies wird in der Praxis durch ein sogenanntes Luft-Abgas-System (LAS) realisiert.
LAS steht für Luft-Abgas-System und meint, dass Zuluft und Abluft gemeinsam durch eine "Öffnung" in der Wand und dann durch den alten Kamin oder einen neuen Schacht geführt werden. Dabei wird im Innenrohr das Abgas von unten nach oben geführt und im entstehenden Ringspalt, also in dem verbleibenden Raum, welcher durch das Kunstoffinnenrohr und die Innenwände des Kamins begrenzt wird, Frischluft von oben nach unten dem Brenner zugeführt. Vorteil des Systems ist die Unversehrtheit der thermischen Gebäudehülle sowie die Möglichkeit, einen weiteren Teil der verbleibenden Abgaswärme noch auf dem Weg nach draußen zur Erwärmung der Zuluft verwenden zu können.
Konstruktionsbedingt kann das System ProCondens auch bei einer Vorlauftemperatur von bis zu 80°C noch Kondensationswärme nutzen. Dies wird dadurch erreicht, dass die Kondensationswärmenutzung durch einen zweiten Wärmetauscher unabhängig von der Temperatur des Rücklaufs möglich ist. Somit kann ein Warmwasserboiler komfortabel aufgeheizt werden ohne den Brennwertbereich verlassen zu müssen. Ein hoher Warmwasserkomfort bei gleichzeitiger Nutzung von Kondensationswärme ist also gegeben. Dies ist gerade im Hinblick darauf, dass der Energieaufwand für die Bereitung von Warmwasser relativ zur Energieaufwendung für den Heizbetrieb eine immer größere Rolle spielt, besonders interessant.
Man kann den Wirkungsgrad auf den unteren Heizwert ("Heizwert") oder den oberen Heizwert ("Brennwert") beziehen. Historisch bedingt und aufgrund der Tatsache, dass es damals keine Brennwertnutzung gab, wurde und wird auch heute noch die Nutzenergie auf den unteren Heizwert ("Heizwert") bezogen. Das heißt, dass man einen Wirkungsgrad von 100% dann erreicht, wenn man den Heizwert voll ausschöpft, also wenn die Abgastemperatur gleich der Zulufttemperatur ist und alle Verbrennungsprodukte gasförmig vorliegen.
Behält man einerseits diese Bezugsgröße bei, nutzt aber andererseits gleichzeitig die latente Wärme des kondensierenden Wasserdampfes, so bekommt man mehr Nutzenergie heraus, als man dem Brennstoff durch den Heizwert maximal zugeschrieben hat. Dies liegt einzig und allein daran, dass man eine falsche maximal erreichbare Energiemenge als Bezugsgröße gewählt hat, nämlich den Heizwert. In Wahrheit ist ja noch mehr Energie aus dem Brennstoff zu holen, nämlich zusätzlich noch die Wärme aus der Kondensation des Wasserdampfes! Da heutzutage nun die Verluste moderner Brennwertanlagen durch Abgas und Abstrahlung geringer sind als der Zuwachs an Nutzenergie durch die latente Wärme, erreichen die Geräte Wirkungsgrade von über 100 %.
Diese Fähigkeit beruht darauf, dass es nicht das zurückfließende Heizungswasser ist, welches das Abgas durch Abkühlung unter den Taupunkt bringen muss, sondern die in einem integrierten Kunststoffwärmetauscher angesaugte kalte Außenluft. Damit haben wir den höchsten Wirkungsgrad in der kalten Jahreszeit, in der auch die meiste Heizenergie benötigt wird.
Kunststoff ist gegen das leicht saure Kondensat, welches bei Ölanlagen entsteht, völlig unempfindlich. Zudem kennt das Material Kunststoff (Polypropylen) keine Korrosion. Der ProTwin ist als echter Gegenstromwärmetauscher so konzipiert, dass er das Abgas immer zur Kondensation bringt. Kunststoff ist für diese Anwendung die bessere Lösung, da hierbei keine korrosionsbedingten Schwermetalle entstehen.
Nein. Die verwendeten Abgassysteme besitzen eine Zulassung bis zu einer Abgastemperatur von 120°C. In der Praxis werden mit dem ProCondens jedoch nie Abgastemperaturen oberhalb von ca. 50°C erreicht. Für den Fall, dass doch einmal Unregelmäßigkeiten auftreten (z.B. verursacht durch Verschmutzungen der Abgaswege aufgrund mangelnder Wartung) verhindert ein Sicherheitstemperaturbegrenzer Schäden.
Gerade für Heizungssanierungen ist ein solches Abgassystem also ideal, da man es in nahezu jedem Kamin einsetzen kann und der Einbau von teureren Edelstahlsystemen und der damit meist verbundenen Kaminsanierung entfällt. Warum also ein teureres System aus Edelstahl einsetzen, wenn es auch günstiger und einfacher geht?
Das hängt vom verwendeten Brennstoff ab. Bei Gas kommt es auf die Leistung der Anlage an. Da im Gas kein Schwefel vorhanden ist, darf man das Wasser bis zu einer Leistung von 200 kW unbehandelt in die Kanalisation leiten. Bei Ölanlagen ist eine Neutralisation des schwefel- und salpetersauren Abgases derzeit noch auf der ganzen Leistungsskala vorgeschrieben. Unsere Ölbrennwertanlagen besitzen von Haus aus eine Neutralisationseinrichtung.
Dabei handelt es sich meistens um einen Behälter mit Granulat (Magnesiumhydroxid). Dieses reagiert mit dem schwefelsauren Wasser zu Magnesiumsulfat und Wasser. Das Granulat baut sich dabei langsam ab und muss alle zwei bis drei Jahre nachgefüllt werden. Zu entsorgende Stoffe sind nicht vorhanden. Bei unserer Vollbrennwerttechnik kann beim Kessel auf Edelstahl verzichtet werden, weshalb keine Schwermetalle im Kondensat vorkommen.
Nein. Die Voll-Brennwerttechnik kann, anders als die herkömmliche Brennwerttechnik, mit Vorlauf-/Rücklauftemperaturen von bis zu 80/60°C arbeiten, ohne den Brennwertbereich zu verlassen. Das heißt, dass die bestehenden Heizflächen ausreichen, um mit ihnen eine ausreichende Wärmemenge bereitzustellen, denn die Heizkörper können nun mit bis zu 80°C warmem Wasser versorgt werden.
Bei vielen Wandbrennwertsystemen oder Systemen mit nur einem Wärmetauscher wird bei Vorlauf-/Rücklauftemperaturen von über 40/30°C (zum Beispiel beim Warmwasserbetrieb) der Brennwertbereich bei Ölbetrieb verlassen. Eine Wassertemperatur von 40°C reicht jedoch in den meisten Fällen nicht aus, um mit den bestehenden Heizflächen eine ausreichende Wärmeversorgung zu gewährleisten. Bei diesen Systemen kann man dann nur eine Fußbodenheizung betreiben, die mit Temperaturen von 20°C bis 45°C arbeitet, wenn man weiterhin im Brennwertbereich heizen möchte.
Nein, gerade das ist der entscheidende Vorteil dieses Systems. Bei Wahl eines Niedertemperaturkessels kann, aufgrund der niedrigeren Abgastemperaturen als zur Bauzeit des Kamins üblich (ca. 100-150°C), eine Kaminsanierung nötig werden, weil sonst der Taupunkt im Kamin unterschritten würde, was auf Dauer den Kaminschacht angreift.
Beim LAS ist es sogar möglich, ein flexibles Kunststoffrohr "am Stück" in einen bestehenden Kamin einzubauen. Gerade bei alten Kaminen, die auf ihrer ganzen Länge manchmal verzogen sein können, ist dies besonders von Vorteil. Das einzige, was an Vorbereitungen für das neue System zu treffen ist, ist eine gründliche Reinigung des Kamins, die jedoch der Schornsteinfeger übernimmt, welcher dann auch in einem die Freigabe für das neue System erteilt.
Der Kessel produziert im Ölbetrieb Abgastemperaturen von ca. 45°C (je nach den Bedingungen am Aufstellort) und liegt damit gute 100-150°C unterhalb herkömmlicher Niedertemperaturkessel. Dabei macht alleine die Reduzierung der Abgstemperatur oberhalb des Taupunktes bereits einen erheblichen Anteil aus. Darüber hinaus wird ein erheblicher Teil an latenter Wärmeenergie zurückgewonnen.
Praktisch sind Einsparungen von bis 30-40 % gegenüber einem 20 Jahre alten Modell keine Seltenheit. Selbst gegenüber Niedertemperaturkesseln liegt die Einsparung meist noch deutlich im Bereich zweistelliger Prozentzahlen.
