Heizung - So funktioniert die moderne Kesseltechnik

Trend zu Erdgas

Im Winter von der kalten Straße in die warme Wohnung zu kommen, ist für uns mittlerweile eine Selbstverständlichkeit. Wir brauchen keine Kohlenkessel mehr zu erhitzen, um uns in einem Teil der Wohnung aufzuwärmen. Unsere modernen Zentralheizungen reagieren bereits auf Knopfdruck und sorgen in der ganzen Wohnung für behagliche Wärme.

Seit den 70er Jahren zeichnet sich ein beständiger Trend zum Erdgas ab, der in Deutschland bis heute anhält. In Neubauten nutzen mittlerweile über 70 Prozent der Deutschen Gas als Heizenergie. Insgesamt werden rund 30 Prozent der Haushalte mit Erdgas beheizt. In der Rangfolge der umweltfreundlichsten Brennstoffarten rangiert Gas beim Einsatz moderner Brennertechniken an erster Stelle, gefolgt von leichtem Heizöl. Die Schlußlichter bilden Holz und Kohle. Auch alle elektrischen Heizsysteme, zu deren Stromversorgung vorwiegend Kohle verheizt wird, sind damit belastender für die Umwelt als Öl- und vor allem Gasheizungen.

Optimale Abstimmung

Doch nur wenn Kessel und Brenner optimal aufeinander abgestimmt sind, läßt sich die im Brennstoff gespeicherte Heizenergie wirklich nutzen. Wie die aktuellen Techniken funktionieren und mit welchen Tricks sie arbeiten, das erfahren Sie in diesem Artikel. Bevor Sie sich eine neue Heizungsanlage zulegen, sollten Sie sich ausführlich mit einem Fachmann abstimmen, damit Sie eine für Ihre Erfordernisse optimal angepaßte Lösung erhalten.

Durch eine neue Heizungsanlage können Sie auf Dauer eine Menge Geld sparen und gleichzeitig die Umwelt schonen. Doch erwarten Sie von dem bloßen Einsatz eines neuen Heizkessels und eines neuen Brenners im ungedämmten Altbau keine Wunder. Ohne eine vernünftige Dämmung der Heizleitungen und der Außenwände verschwenden Sie auch mit einer neuen Heizung völlig unnötig Energie und damit Geld.


Testen Sie Ihre Heizungsanlage

Ob Ihr alter Heizkessel ausgewechselt werden muss, können Sie selbst schnell feststellen. Auf jeden Fall ausmustern sollten Sie den Kessel, wenn dieser rund um die Uhr mit einer hohen Kesselwassertemperatur arbeitet. Moderne Heizkessel arbeiten sparsam mit einer gleitender Wassertemperatur. Ebenfalls sollten Sie sich langsam aber sicher von Ihrer Heizungsanlage verabschieden, wenn die Temperatur im Heizraum 20 Grad übersteigt. Das ist der Fall, wenn der Kessel nicht ausreichend gedämmt ist. Er heizt dann überflüssigerweise den Keller mit. Die dort verschwendete Wärmeenergie ist für die Wohnräume verloren.

Darüberhinaus stellen sich viele alte Heizungsanlagen als üble Umweltverschmutzer heraus. Sie erfüllen die Grenzwerte der Kleinfeuerungsanlagen-Verordnung nicht und müssen daher bis spätestens 2004 ausgetauscht werden. Nach den Schätzungen der Schornsteinfeger, die ja durch ihre jährlichen Kontrollmessungen einen guten Überblick haben dürften, müssen noch rund 1,4 Millionen Altkessel ausgetauscht oder wenigstens modernisiert werden.


Zentral- oder Etagenheizung

Die Zentralheizung ist das heute am weitesten verbreitete Heizsystem. Dabei werden sämtliche Wohnräume eines Hauses von einer zentralen Stelle aus erwärmt. Der mit Öl oder Gas betriebene Heizkessel bildet dabei das Herzstück der Anlage. Andere Brennstoffe wie Strom, Koks oder Kohle spielen bei der Zentralheizung quasi keine Rolle. Das grundsätzliche Prinzip der Zentralheizung ist simpel: Im Heizkessel wird Wasser erhitzt und über ein Leitungssystem zu den Heizkörpern transportiert. Über die Heizkörper gibt das Wasser die gespeicherte Wärme an die Umgebung ab und fließt abgekühlt zum Kessel zurück, wo es erneut erhitzt wird. Eine Umwälzpumpe beschleunigt diesen Kreislauf. Dabei ist heute nach der Heizungsanlagenverordnung auch darauf zu achten, daß alle Rohrleitungen und Armaturen gegen Wärmeverluste gedämmt sind.

Immer beliebter wird jedoch der Einsatz von sogenannten Etagenheizungen, die "nur" eine komplette Etage bzw. eine Wohnung mit Wärme versorgen. Dabei handelt es sich um "kleine Zentralheizungen", die üblicherweise mit Gas betrieben werden. Diese Geräte brauchen nicht viel Platz und werden üblicherweise an einer Wand in Küche, Diele oder Bad montiert.

Viele dieser Geräte übernehmen nicht mehr nur das Heizen der Wohnung, sondern sorgen gleichzeitig für warmes Wasser. Mehr zu diesem Thema erfahren Sie in unserem Beitrag über die Warmwasserversorgung 


Sparsame Heizungstechnik

Die zentralen Punkte einer Heizungsanlage sind der Kessel und der passende Brenner. Gerade in diesen Bereichen sind in den vergangenen Jahren ganz erhebliche technische Fortschritte gemacht worden, so daß die heute erhältlichen Systeme viel effizienter arbeiten. Es gibt mittlerweile eine Vielzahl von unterschiedlichen Kesseltypen. Die Unterschiede liegen unter anderem in der Art der Befeuerung und der Konstruktion. Die meisten Kessel lassen sich mit Öl oder Gas beheizen. Modelle, die nur mit Holz, Koks oder wahlweise mit Koks und Öl funktionieren, spielen am Markt praktisch keine Rolle mehr. nach der Konstruktion unterscheidet man Niedertemperaturkessel, Gas-Spezialkessel und Brennwertkessel. In den folgenden Abschnitten beschreiben wir die einzelnen Varianten genauer.
heizung.gif


Niedertemperaturkessel

Noch bis vor wenigen Jahren arbeiteten Heizungsanlagen nach einem im Grunde seltsam anmutenden Prinzip: Die Betriebstemperatur der Kessel lag, damit sie keinen Schaden durch Korrosion nahmen, bei rund 80 Grad Celsius. Unpraktischerweise ist das so stark erhitzte Wasser zu warm, um es für die Wohnungsheizung einzusetzen. Daher hat man es, bevor es über das Leitungsnetz im gesamten Haus verteilt wurde, mit kaltem Wasser gemischt - eine ziemlich uneffiziente Methode.

Als Lösung für diese Energieverschwendung wurden die sogenannten Niedertemperaturkessel entwickelt, die durch ihre besondere Konstruktion und die Verwendung von widerstandsfähigen, speziell beschichteten Materialien auch bei niedrigen Betriebstemperaturen keine Schäden erleiden. Als am langlebigsten haben sich dabei Kessel aus Gußeisen erwiesen, aber Geräte aus beschichtetem Edelstahl stehen ihnen heute kaum mehr nach.

Warum Niedertemperaturkessel beim Brennstoffsparen helfen, liegt auf der Hand. Das Wasser wird nur exakt bis zu der Temperatur aufgeheizt, die zum Erreichen der gewünschten Raumtemperatur notwendig ist. Gesteuert wird ein Niedertemperaturkessel durch einen an der Haus-Außenwand angebrachten Fühler, der je nach Außentemperatur die Wassertemperatur regelt. Besonders in den Übergangszeiten macht sich der Energiespareffekt der Niedertemperaturkessel bemerkbar, da dann schon eine niedrige Wassertemperaturen ausreicht, um die Wohnräume angenehm zu temperieren.

Niedertemperaturkessel können in der Regel wahlweise mit einem Öl- oder einem Gasbrenner kombiniert werden. Bei Bedarf können Sie daher ohne Austausch der kompletten Heizungsanlage von Öl- auf Gasbetrieb (oder zur Not auch umgekehrt) wechseln.


Gas-Spezial-Heizkessel

Ähnlich sparsam wie die Niedertemperaturkessel sind die sogenannten Gas-Spezial-Heizkessel. Diese sind besonders für die zentrale Beheizung von Wohnungen und kleineren Häusern geeignet. Die Geräte besitzen in aller Regel einen atmosphärischen Brenner, der den zur Verbrennung notwendige Sauerstoff einfach der Raumluft entnimmt. Das erlaubt den Einsatz einer unkomplizierte Technik, was wiederum Hand in Hand geht mit einfacher Wartung, problemlosem Betrieb und geringeren Anschaffungskosten. Außerdem arbeiten die Geräte sehr leise. Das Prinzip des Gas-Spezial-Heizkessels ist verblüffend einfach - wie bei einem Gasbackofen. Das Gas strömt aus Düsen und erwärmt mit vielen kleinen Einzelflammen das Kesselwasser.

Gas-Spezial-Heizkessel können im Keller, in der Wohnung oder auf dem Dachboden aufgestellt werden. Auch können Sie die Gas-Spezial-Heizkessel mit einem indirekt beheizten Speicher kombinieren und so die Warmwasserbereitung für ein Haus oder eine Wohnung übernehmen. Die Gas-Spezial-Heizkessel werden an einen herkömmlichen Kamin angeschlossen. Die Vorlauftemperatur kann entweder per Hand oder automatisch per Zeitschaltuhr eingestellt werden. Gas-Spezial-Heizkessel arbeiten ebenfalls mit niedrigen Betriebstemperaturen und sind somit sehr energiesparend.

In größeren Gebäuden (mehr als zwei Familien) ist es empfehlenswert, statt eines atmosphärischen Brenners ein Modell mit Gasgebläsetechnik einzusetzen. Die Brenner sind zwar etwas teurer, technisch komplizierter und lauter im Betrieb, dafür aber verbrennen sie das Erdgas bei vergleichbarem Wirkungsgrad (90 Prozent) deutlich sauberer.


Brennwertkessel

Die jüngste Entwicklung auf dem Heizungsmarkt ist die Brennwerttechnik. Verblüffend ist bei dieser Technik der Heizwert, der zwischen 105 % (bei Ölbefeuerung) und 108 Prozent (bei Gasbrennern) liegt. Die auf den ersten Blick unglaublich hohen Werte werden dadaurch erreicht, daß auch noch die in den Abgasen enthaltene Hitze genutzt wird.

heizung2.gif

Wie in der Grafik dargestellt, wird dabei zunächst in der Brennkammer das Wasser erhitzt. Statt nun die Abgase direkt über den Schornstein abzuleiten, gelangt die heiße Luft in einen Kondensationswärmetauscher. Dort kondensiert der Wasseranteil der Abgase. Dabei wird Wärme frei, die zusätzlich das Kesselwasser erwärmt. Die nun deutlich abgekühlten Abgase müssen mit einem Gebläse ins Freie befördert werden. 

Brennwertkessel arbeiten grundsätzlich mit niedrigen Temperaturen. Daher lassen sich die energiesparenden Geräte nur mit einigen Anpassungen an bestehenden Heizungsanlagen nutzen. Da ist zuerst das Problem der Kesseltemperaturen, die noch niedriger sind als bei Niedertemperaturkesseln: Das bedingt auch niedrige Vorlauftemperaturen - und damit müssen in der Wohnung ausreichend große Heizflächen vorhanden sein. Im Idealfall sollten Sie daher einen Brennwertkessel mit einer Fußbodenheizung kombiniert. Dazu kommt das Problem mit den kühlen Abgasen: Durch die geringe Temperatur setzt sich Kondensat im Schornstein ab - er versottet auf Dauer. Daher müssen spezielle, nicht korrodierende Abgasrohre (z. B. aus Keramik mit glasierter Innenwandung) verwendet und gegebenenfalls in den alten Schornstein oder einen Montageschacht eingezogen werden. Je nach Konstruktion können Gas-Brennwertkessel im Keller, in der Wohnung oder auf dem Dachboden aufgestellt werden. Dann reicht vielfach auch statt eines Schornsteins ein einfacher, kurzer Abgasschacht, der die Kosten deutlich reduziert.

In jedem Fall müssen Sie noch einen Abfluß in Ihre Überlegungen einbeziehen, schließlich muss das Kondensat ja irgendwohin abgeleitet werden. Speziell bei den seltener eingesetzten ölbetriebenen Brennwertkesseln ist die Kondensatbeseitigung ein Thema, da das schwefelsäurehaltige Kondensat nicht direkt in die Kanalisation gelangen darf.

Bis zu einer Nennwärmebelastung von 50 kW (Wärmebedarf eines kleinen Mehrfamilienhauses) ist beim Einsatz der Brennwerttechnik durch den Einsatz kompakter Geräte (der sogenannten Units) kein eigener Heizraum nötig. Für die zusätzliche Warmwasserfunktion werden die Geräte meist mit einem indirekt beheizten Schichtenspeicher kombiniert. Die meisten Geräte besitzen eine witterungsbedingte, automatische Steuerung. Der Brenner wird dabei abgestimmt auf die Außentemperatur so gesteuert, daß das Kesselwasser stets die für den Heizungsvorlauf optimale Temperatur