Brennwerttechnik

Gas-Brennwertkessel als kompakte Solarvariante mit bivalenten Schichtenladespeicher

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Energieeffiziente Wärmeerzeugung

Brennwert-Wärmeerzeuger erreichen bei einem modulierenden Brennerbetrieb und einer gleitend, witterungsgeführten Regelung eine deutlich höhere Energieausnutzung als dies mit Niedertemperatur-
Wärmeerzeugern in konventioneller Bauweise möglich ist. Die wirtschaftlichste Ausnutzung erzielen sie bei Außentemperaturen zwischen +10 °C und –5 °C, d.h. bei einer Anlagenauslastung zwischen 30 und 80%. Gasbrennwert-Wärmeerzeuger im Leistungsbereich von 16 bis 250 kW arbeiten überwiegend modulierend, d.h. sie passen ihre Leistung in einem Bereich von 35 bis 100% dem aktuell benötigten Wärmebedarf des Gebäudes an. Neue Konstruktionsprinzipien ermöglichen zudem über den gesamten Modulationsbereich einen sparsamen, geräusch- und emissionsarmen Betrieb. Dafür sorgen voll vormischende Gebläsebrenner. Eine spezielle Gas/Luft-Verbundregelung in den Abgasen sorgt darüber hinaus für einen gleichbleibenden CO2-Gehalt. Als Folge wird über das komplette Leistungsspektrum eine optimale Brennwertnutzung gewährleistet.

Funktionsweise
Bei den Brennwertgeräten wird der Wärmeübertrager konstruktiv großflächig ausgeführt und ggf. ein zweiter Wärmeübertrager nachgeschaltet. Zunächst wird den Abgasen die fühlbare Wärme entzogen und im Anschluss daran findet eine zweite Abkühlungsphase statt. Bei diesem Prozess sinken die Abgastemperaturen bis unter Taupunkttemperatur, wobei in Folge eine Kondensierung des in den Abgasen enthaltenen Wasserdampfes stattfindet. Die freiwerdende Wärmeenergie (Kondensationswärme, d.h. latente Wärme), wird als Gewinn an das Heizungswasser abgegeben.

In der Übergangszeit arbeitet der Wärmeerzeuger hauptsächlich im Kondensationsbetrieb. Außer der Heizmitteltemperatur ist für die Brennwertnutzung auch die Abstimmung von Brenner und Gebläse entscheidend. Ein hoher Luftüberschuss führt zwar tendenziell zu niedrigen NOx- (Stickstoffoxiden) und CO2-Gehalt-Werten, verdünnt aber die Abgase und führt damit zu einer geringeren relativen Feuchte. In Folge steigt die Taupunkttemperatur und die Kondensatmenge sinkt.

Wirkungsgrade
Der Einsatz der Brennwerttechnologie ermöglicht einerseits die Nutzung der latenten Wärmeenergie und zum anderen eine gegenüber konventionellen Wärmeerzeugern effektivere Nutzung der fühlbaren Wärme. So liegen die erzielbaren Jahresnutzungsgrade bei Gas-Brennwert-Wärmeerzeugern je nach Heizsystemtemperaturen zwischen 95 und 105%. Aufgrund der gleitenden Wärmeerzeugertemperatur steigen die Nutzungsgrade bei geringerer Auslastung tendenziell an.

Kompaktgeräte mit integrierter Wassererwärmung
Der Einbau eines kompakten Heizgerätes mit integrierter Trinkwassererwärmung war bislang in der Regel mit Komforteinbußen bei der Warmwasserleistung verbunden. Neue Gas-Brennwert-Wärmeerzeuger kombinieren ein Gas-Brennwertmodul mit neuartigen Schichtladespeichern, deren Fassungsvermögen die Zapfleistung eines doppelt so großen Speicherwassererwärmers liefern.

Energieträger Heizöl
Der Anwendungsbereich der Brennwerttechnologie wird bislang auch durch den Energieträger Heizöl EL bestimmt. Mit den neuen Technologien und Werkstoffen können die Brennwertgeräte insbesondere im kleinen Leistungsbereich, d.h. für Wohnungen, Einfamilien- und Reihenhäuser auch mit schwefelarmem Heizöl EL betrieben werden. In der Brennwerttechnologie sind hierzu die unterschiedlichsten Systeme entwickelt worden.

Bildnachweis: Bosch Thermotechnik, Wetzlar

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