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Brennwerttechnik - Grundlagen

Die Brennwerttechnik ist eine effiziente Technik, Erdgas oder Heizöl durch Verbrennung in Nutzwärme umzuwandeln. Sie folgt dabei wie die Niedertemperaturtechnik dem Gedanken, den Heizkessel nur mit der Temperatur zu betreiben, die zur Deckung des aktuellen Heizwärmebedarfs notwendig ist.


Nutzung der latenten Wärmeenergie

Während bei Niedertemperatur- Heizkesseln ein Kondensieren der Heizgase und damit ein Feuchtwerden der Heizflächen vermieden werden muss, sieht dies bei der Brennwerttechnik anders aus: Hier ist ein Kondensieren der Heizgase ausdrücklich gewünscht, um die im Wasserdampf enthaltene latente (versteckte) Wärmeenergie zusätzlich zur sensiblen (fühlbaren) Wärme des Abgases nutzbar zu machen. Zusätzlich wird die über die Abgasanlage abgeführte Restwärme erheblich reduziert, da die Abgastemperatur gegenüber Niedertemperatur-Heizkesseln deutlich gesenkt werden kann. Bei der Verbrennung von Heizöl oder Erdgas, die beide überwiegend aus Verbindungen von Kohlenstoff © und Wasserstoff (H) bestehen, entsteht durch die Reaktion mit dem Luftbestandteil Sauerstoff (O2), Kohlendioxid (CO2) und Wasser (H2O). Für Erdgas (Methan CH4) lautet die vereinfachte Verbrennungsgleichung: CH4 + 2 O2 -> 2 H2O + CO2 + Wärme

Energiegewinn durch Kondensation

Sinkt die Temperatur auf den Wandungen der Heizflächen auf der Heizgasseite unter die Wasserdampf- Taupunkttemperatur ab, entsteht aus dem Wasserdampf im Heizgas Kondenswasser. Aufgrund der unterschiedlichen chemischen Zusammensetzung von Erdgas und Heizöl ergeben sich unterschiedliche Wasserdampf-Temperaturen, bei denen der Wasserdampf im Heizgas kondensiert. Im nahstöchiometrischen Bereich liegt die Wasserdampf-Taupunkttemperatur für Erdgas bei ca. 57°C, für Heizöl EL bei ca. 47°C. Der theoretische Wärmegewinn gegenüber der Niedertemperaturtechnik beträgt bei Erdgas 11%. Bei Heizöl können maximal 6% zusätzlicher Brennwertnutzen erzielt werden.


Heizwert und Brennwert

Der Heizwert (Hi) bezeichnet die Wärmemenge, die bei einer vollständigen Verbrennung frei wird, wenn das dabei entstehende Wasser dampfförmig abgeführt wird. Der Brennwert (Hs) definiert die bei vollständiger Verbrennung frei werdende Wärmemenge einschließlich der Verdampfungswärme, die im Wasserdampf der Heizgase enthalten ist. Die Verdampfungswärme konnte früher nicht genutzt werden, da die technischen Möglichkeiten dafür noch nicht existierten. Für alle Nutzungsgrad- Berechnungen wurde daher der Heizwert (Hi) als Bezugsgröße gewählt. Durch die zusätzliche Nutzung der Verdampfungswärme und den Bezug auf Hi können somit Nutzungsgrade von über 100% entstehen. Aufgrund der Richtlinien werden Nutzungsgrade in der Heiztechnik weiterhin auf den Heizwert (Hi) bezogen.

Von Georg am 15.03.09 10:05 |

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