Bei der Verbrennung von Heizöl entsteht u.a. Wasserdampf durch den im Brennstoff enthaltenen Wasserstoff. Die Abgase werden durch niedrige Kesselrücklauftemperaturen und durch die Konstruktion des Wärmeerzeugers soweit abgekühlt, dass der Wasserdampf kondensiert und die im Wasserdampf enthaltene Wärme auf das Heizmedium übertragen wird.
Bei der Brennwerttechnik ergibt sich dadurch bei Einsatz von Heizöl EL im Vergleich zur Niedertemperaturtechnik ein über 10 % höherer Normnutzungsgrad. Dieser zusätzliche Energiegewinn resultiert zu ungefähr gleichen Teilen aus der Kondensation der Abgase (latente Wärme durch Brennwertnutzung) und aus den tieferen Abgastemperaturen.
Die Brennwertnutzung ist technisch sowohl für flüssige, als auch für gasförmige Brennstoffe möglich. Die potenziell mögliche zusätzliche Energieausnutzung ergibt sich aufgrund der jeweiligen Brennstoffzusammensetzung (Wasserstoffgehalt). Bei Erdgas beträgt die theoretisch zusätzlich zur Verfügung stehende Energiemenge rund 11 %, bei Heizöl extra leicht (HEL) rund 6 % bezogen auf den Heizwert.
Bezieht man die gesamte Energieausnutzung technisch richtig auf den gesamten Energiegehalt eines Brennstoffes auf den Brennwert, zeigt sich, dass Gas- und Öl-Brennwerttechnik keine Effizienzunterschiede aufweisen.
Um die Kondensation durchführen zu können, sind die Abgase unter die Taupunkttemperatur abzukühlen. Diese beträgt für Heizöl EL 47 °C bei einem Lambdawert von 1,2. Damit liegt die Taupunkttemperatur ca. 10 K niedriger als beim
Erdgas. Demnach muss die Rücklauftemperatur im Heizungssystem unter 47 °C liegen, um den Energiegewinn durch Kondensation der Abgase zu ermöglichen. In der Praxis kann von ca. 0,7 Liter Kondensatanfall je Kilogramm Heizöl im Jahresmittel ausgegangen werden. Entscheidenden Einfluss hat bei der Brennwertnutzung der Lambdawert. Während bei herkömmlicher Kesseltechnologie eine Kondensatbildung wegen der Gefahr von Korrosion oder Kaminversottung gänzlich unterbunden werden soll, wird für die Brennwertnutzung genau das Gegenteil angestrebt. Um die Kondensationstemperatur möglichst hoch zu halten, soll die Verbrennung immer mit einem möglichst niedrigen Lambdawert stattfinden. Die hohe Effizienz von Brennwertgeräten kann nur dann erreicht werden, wenn über lange Betriebszeiten die Rücklauftemperatur des Heizungswassers entsprechend weit unter der Taupunkttemperatur des Abgases liegt. Je tiefer die Rücklauftemperatur ist, desto besser kann der Wasserdampf in den Abgasen kondensieren. Ideale Einsatzbedingungen bestehen deshalb vor allem bei Heizsystemen mit tiefen Rücklauftemperaturen wie zum Beispiel Fußbodenheizungen.
Aber auch bei Heizwassertemperaturen von 70/55 °C wird zu einem großen Teil die Kondensationswärme der Abgase genutzt. Aufgrund großzügiger Dimensionierung der Heizflächen und oft nachträglich durchgeführter Wärmedämmmaßnahmen können vorhandene ältere Heizungsanlagen als Niedertemperaturheizungen betrieben werden und sind damit für die Brennwertnutzung geeignet.
Einfluss Heizsystemtemperatur bei 70°C/55°C auf die Kondensation
Legende:
70 °C Vorlauftemperatur
55 °C Rücklauftemperatur
47 °C Taupunkttemperatur (Heizöl)
Der Wärmegewinn durch die Kondensation der Abgase führt zu einer besseren Ausnutzung des Brennstoffes und damit nicht nur zu einem geringeren Energieeinsatz, sondern auch zu einer relevanten Reduzierung der Schadstoff-Emissionen.
