Kondensat in Brennwertkesseln

« Warum und wie muss es neutralisiert werden? »

Der Vorgang der Kondensation ist nahezu Jedem in der einen oder anderen Form bekannt. Doch während der Niederschlag von Feuchtigkeit in der einen Situation belustigt oder höchstens lästig erscheint, kann er unter anderen Voraussetzungen schnell kritisch werden. Gerade bei modernen Heizanlagen mit Verwendung der Brennwerttechnik ist Kondensat ein Problem, das nur unter Verwendung einer Neutralisationsanlage in den Griff zu kriegen ist.

Kondensat im Brennwertkessel – Ursachen und Folgen

Der Ursprung von Kondensat ist leicht erklärt. Ein Gas ist in der Lage, eine bestimmte Menge Flüssigkeit in Form von Dampf aufzunehmen. Wie viel Flüssigkeit das ist, hängt ab von der Gasart, der Flüssigkeit und der Temperatur. Da üblicherweise als Gas unsere Umgebungsluft und als Flüssigkeit Wasser im Spiel ist, können diese beiden Dinge bei der Betrachtung vernachlässigt werden. Ausschlaggebend für die Aufnahmefähigkeit von Wasser durch unsere Luft ist daher die Temperatur. Absolut betrachtet wird die Wassermenge in der Luft in Milligramm Wasser je Kubikmeter Luft angegeben, wobei für das Thema Kondensatbildung viel mehr die relative Luftfeuchte in Prozent interessiert. Sie gibt an, welchen Anteil der maximal aufnehmbaren Feuchtigkeit bereits in der Luft enthalten ist. Wichtig ist dabei wieder die Temperatur. Nimmt die Temperatur ab, sinkt die Aufnahmefähigkeit der Luft und bei gleicher absoluter Wassermenge steigt die relative Luftfeuchte. Als Beispiel nehmen wir Luft mit 20° C und 50 % relativer Luftfeuchte an. Wird die Temperatur halbiert, sinkt auch die Aufnahmefähigkeit der Luft und bei gleicher Feuchtigkeitsmenge beträgt die Sättigung dann bereits 92% relativer Luftfeuchte. Erreicht die Sättigung dagegen 100%, ist die Luft nicht mehr in der Lage, mehr Wasser in sich aufzunehmen. Als Ergebnis schlägt sich dieses Wasser überall dort nieder, wo die Oberflächentemperatur bei dem kritischen Temperaturwert, oder darunter liegt. Bekannt sind z.B. beschlagene Badspiegel, oder beschlagende Brillen beim Eintreten in einen deutlich wärmeren Raum.

Darum entsteht Kondensat besonders schnell in Heizungen mit Brennwerttechnik

Aber warum entsteht gerade im Brennwertkessel so leicht Kondensat? Bei früheren Systemen war das Neutralisation der Heizung, bzw. des darin enthaltenen Kondensats, doch auch kein großes Thema.

Diese Frage beantwortet sich mit den beständigen Bemühungen der Heizungsbauer, die Heizungstechnik immer effektiver zu gestalten. Dabei soll der Brennstoffverbrauch und, damit verbunden, die Temperatur in der Heizungsanlage immer weiter gesenkt werden, um so zuletzt bei weniger Input an Brennstoffen denselben Output an Heizwärme zu erreichen. Der derzeitige Gipfel dieser Entwicklung ist die so genannte Brennwert-Technik. Es gibt sowohl Gas- als auch Öl-Brennwert-Geräte, wobei der Anteil der Gasheizungen hier überwiegt. Um die Effizienz dieser Geräte maximal auszuschöpfen, wird nach der eigentlichen Verbrennung auch den Abgasen noch jegliche mögliche Wärme entzogen. Das bedeutet letztlich, dass die Abgase einer modernen Heizung nicht mehr weit über Handwärme liegen, wohingegen früher noch mehrere hindert Grad Gang und Gäbe waren.

Genau hier kommen wir zurück zur Betrachtung der relativen Luftfeuchte. Stellt man die logischerweise aus einer Verbrennung mit mindestens 100°C hervorgehenden Verbrennungsgase den faktisch vorhandenen Abgastemperaturen einer Brennwert-Therme von rund 40°C gegenüber, wird deutlich, dass das Temperaturgefälle so hoch ist, dass selbst geringste Wasserinhalte im Abgas schnell zu einer absoluten Sättigung führen.

Über den rein physikalisch wohl unvermeidbaren Tauwasserausfall hinaus darf man sogar anführen, dass die Tauwasserbildung hier von den Herstellern sogar ausdrücklich gewünscht ist. Denn tritt ein Stoff vom gasförmigen in den flüssigen Zustand über, wird hierbei Energie frei. Und diese Energie kommt bei der Brennwerttechnik ebenfalls der Effizienz der Heizung zu Gute.

Die Folgen – darum ist Feuchtigkeit in der Heizung so kritisch

Aber auch wenn Kondensation im Brennwertkessel unvermeidbar und sogar explizit gewollt ist, stellt das anfallende Kondenswasser dennoch ein ernstzunehmendes Problem dar. Denn Feuchtigkeit ist für nahezu jede technische Anlage auf Dauer kritisch. Weiterhin ist die Neutralisation von Kondensat im Brennwertkessel selbst kaum möglich.

Aber der Reihe nach. Warum ist Kondenswasser für den Brennwertkessel schlecht? Einerseits besteht der Kessel der Robustheit wegen aus Metall. Metall lässt sich zwar gegen Feuchtigkeit schützen, aber auf Dauer wird dieser Schutz, insbesondere wenn Verbrennungsvorgänge im Spiel sind, brüchig, so dass das Metall der Feuchtigkeit ausgesetzt ist und korrodiert. Weit kritischer ist aber nicht einmal die Feuchte selbst, sondern viel mehr die in ihr gelösten Stoffe. Ob Öl oder Gas, bei jeder Verbrennung entstehen Abgase, deren Inhalte teilweise auch in der im Abgas enthaltenen Feuchtigkeit gelöst werden. Zu nennen wären hier Stickoxide, Kohlenmono- und dioxid, Chlorwasserstoff und Schwefeloxide. In Verbindung mit Feuchtigkeit ergeben sich daraus in Abhängigkeit von der genauen Zusammensetzung Säuren, wie Salpetersäure, Schwefelsäure, oder auch Salzsäure. Diese Stoffe greifen sowohl den Heizkessel an, als auch alle im Rahmen der Kondensatableitung nachfolgenden Leitungsmaterialien. Ganz davon abgesehen, sollten diese Stoffe auch nicht in übermäßigem Maße konzentriert in die Kanalisation gelangen, da auch dort schwerwiegende Folgen zu befürchten wären.

So läuft die Neutralisierung von Kondenswasser im Brennwertkessel ab

Auch wenn landläufig Brennwertgeräte über Möglichkeiten zur Neutralisation von Kondensat verfügen, stimmt das genau betrachtet nicht ganz. Denn die Heizanlage selbst vermag die anfallenden sauren Bestandteile nicht selbst zu neutralisieren. Stattdessen muss das anfallende Kondenswasser über eine Neutralisation geführt werden. Allerdings besteht diese Anforderung auch nicht generell, sondern sie hängt sowohl von der Säurebeständigkeit der nachfolgenden Leitungsbaustoffe ab, als auch von der Größe und Bauart der Heizung selbst. Wird Öl verfeuert, ist die Neutralisationsanlage meist sofort Pflicht, während Gasthermen erst ab ca. 200kW Leistung eine solche Neutralisation benötigen. Bis zu einer Leistung von 25kW kann die schädliche Auswirkung des Kondensats dagegen generell als unbedenklich eingestuft werden.

Die Funktionsweise einer Neutralisationsanlage

Die gängige Methode zur Abwasser-Neutralisation von Heizung bzw. Brennwerttherme er-folgt über eine Neutralisationsbox. Hier wird das Abwasser der Heizungsanlage über ein Ph-aktives Granulat geleitet, welches die Säuren bindet oder zu unkritischen Verbindungen umwandelt. Allerdings weisen diese Stoffe nur eine begrenzte Neutralisationskapazität auf und müssen regelmäßig ausgetauscht und entsorgt werden. Da die kritischen Inhaltsstoffe neutralisiert wurden, kann die Entsorgung meist regulär im Hausmüll erfolgen.

Die zweite Möglichkeit ist die Verdünnung des Kondensats mit anderen Abwässern.

Auch hierzu gibt es spezielle technische Vorrichtungen, wobei eine Mindestmenge an anfallendem Abwasser vorauszusetzen ist. Ist mit starken Schwankungen im Anfall von Abwasser zu rechnen, lässt sich Kondensat auch so lange aufstauen, bis die zur Verdünnung erforderliche Abwassermenge vorhanden ist. Ist der generelle Abwasseranfall dagegen grenzwertig niedrig, sollte statt der Verdünnung auf eine vollwertige Neutralisationsanlage zurückgegriffen werden. Andernfalls kann die dauerhaft zuverlässige Umsetzung des Neutralisationsprozesses kaum sichergestellt werden.

Fazit – ein einfacher Neutralisationsprozess mit ausschlaggebender Wirkung

Wie man sieht, steckt hinter dem eigentlichen Neutralisationsprozess für die Abgase von Brennwertgeräten nicht viel. Allerdings helfen diese simplen Einrichtungen, schwerwiegende Schäden an Heizungstechnik und Leitungsnetz zu vermeiden und gehören daher zwingend zur Konzeptionierung der Heizungsanlage in Brennwerttechnik dazu. Selbst bei Anlagen unter den vorgeschriebenen Schwellenwerten für eine erforderliche Neutralisation lohnt die genaue Prüfung, ob die Neutralisation in Heizung und Leitungsnetz nicht dennoch zu Gunsten einer höheren Langlebigkeit aller Bauteile in die Planung mit einbezogen werden sollte.