Was ist Brennwerttechnik?

Sobald man von einer modernen Heizung mit fossilen Brennstoffen spricht, fällt über kurz oder lang der Begriff der Gas-Brennwertheizung. Sie gilt als besonders sparsam und effizient und damit als das Nonplusultra und gleichzeitig als Standard, wenn es denn überhaupt noch fossile Brennstoffe sein müssen. Aber was ist Brennwerttechnik? Und wie funktioniert Hybridheizung, die diese Technik heute noch nachhaltiger gestalten soll?

Der Schlüssel zu mehr Effizienz beim Heizen

Die Brennwerttechnik sorgt dafür, dass der eingesetzte Brennstoff so effizient wie möglich in Wärme umgewandelt wird. Besonders bei Gasheizungen ermöglicht sie, einen maximalen Anteil der Energie in Heizwärme zu nutzen. Aber auch Heizöl kann in speziellen Brennwertkesseln verbrannt werden. Dank moderner Technik und einem mehrstufigen Wärmerückgewinnungssystem erreichen Brennwertheizungen Wirkungsgrade von bis zu 98 % und übertreffen damit alle bisherigen Heiztechniken, die auf fossile Energieträger setzen. Aber wie genau funktioniert die Brennwerttechnik und wodurch wird diese Energieeinsparung ermöglicht? Um das zu verstehen, lohnt sich ein genauerer Blick auf die physikalischen Prozesse hinter der Technik.

Brennwerttechnik kurz erklärt

Brennwerttechnik ist eine moderne Heiztechnologie, die nicht nur die direkte Verbrennungswärme des Brennstoffs nutzt, sondern auch die in den Abgasen enthaltene Kondensationswärme. Dadurch wird zusätzliche Energie zurückgewonnen, die bei älteren Heizsystemen ungenutzt bleibt.

Wie funktioniert die Brennwerttechnik physikalisch?

Bei der Verbrennung von Gas oder Öl entsteht neben Wärme auch Wasserdampf. In herkömmlichen Heizkesseln entweicht dieser ungenutzt über den Schornstein – mitsamt der darin enthaltenen Energie. Ein Brennwertgerät hingegen führt die Abgase durch einen speziellen Wärmetauscher, in dem sie auf Temperaturen unter den Taupunkt (ca. 56 °C bei Erdgas) abgekühlt werden. Dadurch kondensiert der Wasserdampf und setzt die sogenannte latente Wärme frei, die zusätzlich zur Erwärmung des Heizwassers beiträgt.

Warum ist die Brennwerttechnik effizienter als ältere Heizsysteme?

Während klassische Heizwertkessel nur den Heizwert des Brennstoffs nutzen, erschließt die Brennwerttechnik auch die Kondensationswärme und erreicht dadurch bis zu 30 % höhere Effizienz. Dadurch werden:

• Der Brennstoffverbrauch gesenkt, was Heizkosten spart.
• Die CO₂-Emissionen reduziert, da weniger fossile Energie benötigt wird.
• Die Abgastemperaturen deutlich gesenkt, wodurch sich der Wirkungsgrad verbessert.

Dank dieser Vorteile hat sich die Technik als Standard für moderne Heizsysteme etabliert und wird oft mit erneuerbaren Energien wie Solarthermie oder Wärmepumpen kombiniert.

Welche Heizungen eignen sich für die Brennwerttechnik?

Die Steigerung der Effizienz durch technische Maßnahmen lässt sich im Allgemeinen bei allen Heizungsarten anwenden, die auf die Verbrennung als Energielieferant setzen. Allerdings kommt sie vor allem bei den bewährten Heizsystemen, also bei der Gas- und der Ölheizung zum Einsatz. Holzfeuerungen mit Brennwerttechnik existieren dagegen kaum, da die Technik für eine sichere Funktion auf einen gleichförmigen, sehr genau eingeregelten Verbrennungsprozess angewiesen ist. Nicht umsonst hat sich die Gas-Brennwertheizung mehr als eindeutig gegen ihr Pendant mit Ölbefeuerung als Standard durchgesetzt.

Wie funktioniert eine Gas-Brennwertheizung?

Ein Blick auf die Funktionsweise macht klar, wo der Vorteil dieser Technik liegt. Unabhängig vom Energieträger Gas oder Öl bleibt die Arbeitsweise der Technik dabei dieselbe. Zentrales Element für die Heizwärmegewinnung ist und bleibt der Kessel mit Brenner. Hier wird unter modernen Gesichtspunkten die Verfeuerung des Brennstoffes, also von Gas, vorgenommen. Das Plus an Effizienz erzielt der Brennwertkessel dagegen erst in den nachgeschalteten Prozessen. Hier spielen die Abgase der Verbrennung eine wesentliche Rolle, da diese immer noch große Mengen an Wärme ungenutzt mit sich ins Freie nehmen. Diese Wärme lässt sich bei der Brennwerttechnik über eine effiziente Wärmerückgewinnung zu großen Teilen entziehen und ebenfalls der Heizung zuführen. Um dies zu erreichen werden die Abgase kondensiert, da der Kondensationsvorgang große Mengen an Energie auf einfache Art und Weise freisetzt. Die spürbaren Auswirkungen sind weit niedrigere Abgastemperaturen, die im Vergleich zu „normalen“ Heizkesseln nicht mehr bei deutlich über 100 Grad Celsius (Gasheizung) oder sogar mehreren hundert Grad Celsius (Feststoffkessel) liegen. Mit rund 40 Grad Celsius ist der Ausstoß einer Brennwertheizung mit Gas als Brennstoff nicht viel mehr als warme Luft.

Sonderfall Hybridheizung: das Beste von zwei Heizsystemen kombinieren

Neben dem reinen Brennwertkessel wird in diesem Zusammenhang immer wieder der Begriff der Hybridheizung angeführt. Sie stellt zwar eine eigene Typologie an Heizgeräten dar. Allerdings handelt es sich keinesfalls um eine neue Art der Wärmeerzeugung bzw. eine völlig eigenständige technische Lösung. Stattdessen stellen Hybridlösungen eine Verschmelzung einer etablierten technischen Lösung mit einem anderen Prinzip der Wärmeerzeugung dar. Häufig kommt hier entweder ein Hauptwärmelieferant zum Einsatz, der durch unterstützende Systeme, wie die Solarthermie, ergänzt wird. Oder es wird ein eigenständiges System um ein weiteres ergänzt, das bei Überlastung oder in Zeiten schlechter Effizienz des ersten Systems zugeschaltet wird. Typisch ist eine solche Lösung beispielsweise bei einer Luft-Wasser-Wärmepumpe, die für besonders hohe Leistungsanforderungen um fossile Erzeuger ergänzt wird.

Welche Hybridheizung gibt es?

Zumindest theoretisch ist den Kombinationsmöglichkeiten bei einer Hybridheizung keine Grenze gesetzt. Allerdings sind einige Kombinationen sinnvoll, andere dagegen wenig effizient, da sich die Leistungsbereiche nicht ergänzen, sondern überschneiden. Obwohl diese Kombinationen nie medienwirksam als Hybridsystem beworben wurden, existieren doch bereits seit vielen Jahrzehnten Heizlösungen, die auf die Ergänzung unterschiedlicher Erzeugungsarten setzen. So ist die Hybrid-Gasheizung mit Brennwerttechnik und Unterstützung via Solarthermie weit verbreitet und beliebt. Andererseits besteht auch die Möglichkeit, eine Öl- oder Gasheizung um einen Kaminofen zu ergänzen, der mittels „Wassertasche“ an den Heizkreislauf angebunden ist. Eher neu ist dagegen der Ansatz, die Luft-Wasser-Wärmepumpe wegen ihrer bei Extremtemperaturen geringen Effizienz um einen Brennwertkessel zu Spitzenlastabdeckung zu ergänzen. Rein technisch betrachtet könnte sogar das Gros der klassischen Wärmepumpen als Hybridtechnik bezeichnet werden. Denn üblicherweise erfolgt die Auslegung hier auf den regelmäßigen Heizwärmebedarf. Zur Deckung von Spitzenbelastungen auf das System dient meist ein elektrischer Heizstab, der genau genommen als eigene Form der Wärmeerzeugung den zweiten Part eines Hybridsystems darstellt.

Wie funktioniert Hybridheizung?

Die Hybridheizung basiert auf der Grundannahme, dass die beiden eingesetzten Systeme ihren jeweiligen optimalen Leistungsbereich in völlig unterschiedlichen Bereichen ausweisen. Jedes System kommt dementsprechend dann zum Einsatz, wenn es am effizientesten arbeitet. Am praktischen Beispiel bedeutet das etwa: Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe nutzt die Außenluft, um Heizwärme zu generieren. Sie arbeitet besonders effizient und mit geringem Strombedarf, wenn die Lufttemperatur hoch ist. Damit lässt sie sich vor allem zur Warmwasserbereitung und zum Heizen in den Übergangs- und milderen Winterzeiten nutzen. Bei extremen Tieftemperaturen steigt ihr Strombedarf jedoch enorm, so dass die Leistungsfähigkeit unter ein sinnvolles Level absinkt. In diesen Zeiten kann die Hybrid-Gasheizung ohne Leistungsverlust wirksam arbeiten und die geringe Effizienz der Wärmepumpe ersetzen. Zwar ist das Gas nach wie vor ein endlicher Brennstoff. Durch die Brennwerttechnik hocheffizient, lässt sich das System aber ebenso mit dem immer weiter verbreiteten Biogas befeuern und damit deutlich in Richtung Nachhaltigkeit trimmen. Das Ergebnis ist ein Gesamtsystem, das jederzeit hocheffizient, sparsam und so umweltfreundlich wie möglich agiert.

Fazit: mit Brennwerttechnik noch effizienter und nachhaltiger heizen

Die Gas-Brennwertheizung gilt heute zu Recht einerseits als Standard, andererseits als hocheffizient und zukunftsfähig. Spätestens wenn es gelingt, Gas aus der meist fossilen Erzeugung zu lösen, überzeugt diese Technik nicht nur heute, sondern auch noch in ferner Zukunft durch eine enorme Leistungsfähigkeit. Durch die Ausnutzung nahezu der gesamten erzeugten Wärme gelingt einer Brennwertheizung die Abkehr vom Muss traditioneller Feuerungsanlagen und hin zu einer hochtechnologischen Einrichtung. Brennwerttechnik ist in der Lage, entweder für sich alleine aufgestellt oder in Kombination mit Solarthermie oder gar Wärmepumpen, das Maximum aus den eingesetzten Energieträger herauszuholen und damit in Sachen Wirtschaftlichkeit und Leistungsfähigkeit Maßstäbe zu setzen.