Wenn man sich mit Heizungen, die über die Verbrennung Energie gewinnen, auseinandersetzt, kommt man nicht um die Brennwerttherme herum. Dabei wird oft mit einem Wirkungsgrad von über 100 % geworben. Das klingt einerseits ziemlich gut und andererseits unlogisch. Wie diese Zahl zustande kommt, hängt mit der Funktionsweise und dem Gegenspieler des Brennwertes, dem Heizwert, zusammen. Alles rund um die Brennwertheizung finden Sie im heutigen Blog.

Worin unterscheiden sich Brenn- und Heizwert?

Der Brennwert ist eine Messeinheit, um Wärmeenergie zu messen. Genauer geht es um die Menge an Energie, die bei der Verbrennung und Kondensation von einem Kilogramm Brennstoff entsteht. Wie man sieht, werden sowohl der feste als auch der gasförmige Aggregatzustand berücksichtigt, demnach handelt es sich um die gesamte enthaltene Energie. Man spricht auch von der sogenannten Reaktionsenthalpie.

Wer sich noch an den Chemieunterricht erinnert, weiß, dass es sich dabei um die Differenz von enthaltener und freigegebener Energie handelt. Des Weiteren kürzt man den Brennwert auch mit Hs ab. Das tief gestellte S steht dabei für Superior, deshalb hat man früher auch den Ausdruck oberer Heizwert genutzt. Messbar ist dieser Wert entweder als kWh pro m³ oder auch als MJ m³. Meist benutzt man den genormten Kubikmeter als Einheit, welcher einen Druck von 1013 mbar und eine Temperatur von 0 Grad Celsius hat.

Die Abgrenzung zum Heizwert

Der Hu oder Hi  betitelt den Heizwert, wobei U und I für unterer oder inferior stehen. Entsprechend handelt es sich beim Heizwert um die Gegenüberstellung des Brennwertes, nämlich um den unteren Heizwert. Hiermit misst man die bei der Verbrennung eines Kilogramm Brennstoffs entstehende Wärme. Es fällt direkt auf, dass die Berechnung des Brennwertes weitere Faktoren einbezieht. In der Theorie klingt das ziemlich kompliziert, allerdings gibt es eindeutige praktische Vorteile, die eine Brennwertheizung mit sich bringt.

Wie Brennwertheizungen diesen Unterschied nutzen

Nun wissen wir, wo der Unterschied zwischen Brennwert und Heizwert liegt und auch der Grund, warum sich die Brennwerttechnik durchgesetzt hat, liegt auf der Hand. Denn diese nutzt das gesamte Spektrum eines Brennstoffes. Sowohl die Energie der Verbrennung als auch die Kondensationswärme, die beim Abkühlen des Abgases frei wird. Die Effizienz einer Heizung wird dadurch maßgeblich gesteigert. Das schont sowohl die Umwelt und auch ihren Geldbeutel.

Berechnung und Umrechnungsfaktoren

Möchte man einen der Werte umrechnen und in den anderen überführen, stand einem eine Tabelle der  Energieeinsparverordnung (EnEV) zur Verfügung. Dabei liefert die DIN EN 18599 Umrechnungsfaktoren, die sich auf die jeweiligen Brennstoffe beziehen. Mittlerweile hat man die EnEV durch die GEG ausgetauscht und die Tabelle ist so in den Büchern nicht mehr zu finden. Nichtsdestotrotz bleiben die Umrechnungsfaktoren und auch die DIN 18599 weiterhin gültig.

Brennstoff Heizwert in Brennwert Brennwert in Heizwert
Heizöl 1,06 0,943
Erdgas 1,11 0,901
Flüssiggas 1,09 0,917
Holz 1,08 0,92

Was der Wirkungsgrad mit dem Brennwert zu tun hat

Wenn man sich nun beim Händler eine neue Heizung aussuchen möchte und die Wahl fällt auf eine Brennwertheizung, dann wird diese häufig mit einem Wirkungsgrad von über 100 % beworben. Aber wenn der Wirkungsgrad das Verhältnis von nutzbarer zu genutzter Energie ist, wie kann man dann mehr Energie nutzen als vorhanden ist? Gar nicht! Selbst die höchst effiziente Technologie der Brennwertheizung wird das nicht schaffen. Hierbei handelt es sich um einen Rechenfehler zu Marketingzwecken. Dabei müssen wir uns den Wirkungsgrad etwas genauer anschauen. Als Erstes ist zu sagen, dass dieser nie über 100 % und wahrscheinlich auch nie genau auf 100 % liegen wird.

Durch die Oberfläche einer Heizung, Laufwege oder Abgase wird immer ein kleiner Betrag Restenergie verloren gehen. Folgerichtig ist die nutzbare Heizwärme immer kleiner als die gesamte enthaltene Energie. Verrechnet man allerdings den extra Gewinn einer Brennwertheizung mit dem ursprünglichen Wert des Heizwertes, dann kann man schonmal über 100 % kommen. Und genau das wird so gerne als Wirkungsgrad betitelt. Das ist natürlich nicht richtig, klingt aber schicker, bei der Vermarktung. In der Realität kommt eine Brennwertheizung auf ungefähr 98 % Wirkungsgrad und eine Heizung mit Heizwerttechnik auf 70 % bis 80 %.

Vorteile der Brennwertheizung

Die Brennwertheizung stellt heutzutage den Standard dar und das mit gutem Grund. Sie arbeitet effizienter als alte Systeme, die die Abgaswärme nicht nutzen. Auch einen geringeren Wärmeverlust kann sich die Brennwertheizung zugute schreiben. Diese gesteigerte Leistung bietet ihnen den Mehrwert, dass sie unterm Strich Kosten sparen, weniger fossile Rohstoffe verbrauchen und somit die Umwelt schonen.

Welche Heizungen gibt es als Brennwertmodell?

Neben den herkömmlichen Modellen wie der Gas- oder Ölheizung können auch mit Holz betriebene Heizungen den Brennwerteffekt nutzen. Egal ob Pellet- oder Hackschnitzelheizung, beide profitieren vom oberen Heizwert. Und auch die Kraft-Wärme-Kopplung lässt sich aufrüsten. Möchte man seine alte Heizung zu einer Brennwertheizung aufrüsten, muss man jedoch auf einen nahe gelegenen Abwasseranschluss achten, denn das anfallende Kondensat muss mit einer Kondensatpumpe entsorgt werden. Und auch der bestehende Schornstein muss meistens saniert werden.

Der Aufbau einer Brennwertheizung

Mit der Brennwertheizung hat sich auch die Ästhetik von Heizungen geändert. Meistens sind diese besonders klein und kompakt ausgelegt, haben ein schlichtes Design und glänzen durch einen ausgesprochen leisen Betrieb. Diese Eigenschaften machen es Hausbesitzern möglich, ihre Gas-Brennwertheizung sogar im Wohnzimmer oder der Küche unterzubringen. Zwar ist die Größe im Allgemeinen abhängig von der Leistung einer Heizung, doch sind Brennwertgeräte im Durchschnitt kleiner ausgelegt.

Die Technik im inneren

Im Regelfall ist eine Brennwertheizung mit einem Brenner zum Verbrennen des Rohstoffes, einer Regelungseinheit, allen nötigen Komponenten zur Wärmeverteilung und einem Wärmeübertrager ausgestattet. Es lässt sich feststellen, dass sich der Aufbau kaum zu dem der herkömmlichen Heizung unterscheidet. Der ausschlaggebende Unterschied ist der Wärmetauscher.

Zusätzlich dazu lassen sich noch interne oder externe Speicher zur Trinkwassererwärmung einbauen. Als externe Ausführung wird der Vorlauf durch den Speicher geleitet, in dessen inneren ein Wärmeübertrager die Hitze auf das Trinkwasser überführt.

Insbesondere für Solar-Hybridanlagen ist diese Variante interessant. Als interne Version kann man zwischen Durchlauferhitzung oder Speichermethode wählen. Entweder, dass Trinkwasser wird erst bei Bedarf erhitzt oder aber jedes Mal weiter aufgewärmt, wenn der Brenner zum Heizen einschaltet. Beide Möglichkeiten haben Vor- und Nachteile, die es abzuwägen gilt.

Wie funktioniert eine Brennwertheizung?

Angefangen mit dem Verbrennen des Brennstoffes durch den Brenner entsteht Energie, die zum Erhitzen von Wasser benutzt wird. Normalerweise würde dieses Wasser über den Vorlauf zum Heizkörper gelangen und diesen erwärmen, bevor es zurückfließt und alles von vorne beginnt. Bei der Brennwertheizung verhält es sich nicht unähnlich, nur führt der kalte Rücklauf durch einen weiteren Wärmetauscher, welcher den Vorlauf vorbereitet.

Als Folge darauf entsteht eine geringere Differenz zwischen Soll- und Ist-Temperatur. Die Abgase kühlen darauf hin ab und kondensieren. Dabei wird Energie freigesetzt, die durch den Wärmeübertrager auf das Heizwasser übertragen wird.

Die Folge ist, dass der Rücklauf wärmer ist und die Heizung weniger Leistung aufbringen muss, um das Wasser erneut zu erhitzen. Wenn die Heizung weniger leisten muss, wird weniger fossiler Rohstoff verbrannt, wodurch sie wiederum die Umwelt und ihr Konto schonen. Damit dieser Vorgang reibungslos ablaufen kann, muss der Rücklauf auch entsprechend kalt sein. Anderenfalls findet keine oder nur eine  teilweise Kondensation statt.

Brennwertkessel oder Brennwerttherme?

Gelegentlich findet man beide Begriffe zum Thema Brennwertheizung  und meist ist ein und dasselbe Modell gemeint. Allerdings ist das rein technisch nicht so ganz korrekt. Die Brennwerttherme ist etwas kleiner als der Brennwertkessel. Dieser Größenunterschied bietet gewisse Vor- und Nachteile. Neben einem höheren Platzverbrauch und einem größeren Fassungsvermögen speichert der Brennwertkessel aufgeheiztes Wasser effektiver. Wie sich hier schon erahnen lässt, wird diese Variante häufig zusammen mit einem Warmwasserspeicher angeboten. Zu beachten ist jedoch, dass mehr Wasser auch mehr Energie zum Erhitzen braucht. Die Brennwerttherme ist etwas schneller beim Erwärmen dank ihres geringeren Fassungsvermögens. Welche Lösung die Beste ist, richtet sich also nach ihren Bedürfnissen und wünschen.

Der effektive Betrieb

Damit eine Brennwertheizung ihre Effizienz optimal entfalten kann, bedarf es eines besonders kalten Rücklaufes und entsprechend kalten Abgasen. Idealerweise liegt die Temperatur des Gases unter 55 Grad. Dieser Wert hängt auch ein wenig vom Brennstoff ab. Mithilfe von Flächenheizungen, zum Beispiel einer Fußbodenheizung oder anderen großen Heizkörpern ist das meist möglich, da diese mit niedrigeren Temperaturen auskommen, um bei gleicher Leistung das gleiche Ergebnis zu erzielen. Sollte ihnen das doch nicht reichen, versuchen Sie es mit einem hydraulischen Abgleich. Dieser optimiert die Energieverteilung und Vorlauftemperatur enorm.

Es gibt auch Bedingungen an den Schornstein. Dieser muss bearbeite werden und muss anschließend unempfindlich gegenüber Feuchte sein. Bauen Sie ein neues Haus und planen, eine Brennwertheizung zu benutzen, brauchen sie keinen richtigen Schornstein, sondern lediglich ein Abgasrohr aus Kunststoff. Der wichtigste Teil der Brennwertheizung ist die Kondensation von Abgasen und dementsprechend wird auch Abwasser fällig. Dieses Abwasser gilt es mit einer Kondensatpumpe zu entsorgen. Diese überbrückt den Fließweg zum nächsten Abfluss.

Kosten und Fördermittel für die Brennwertheizung

Die Kosten für die Brennwertheizung gehören eher zum niederen Preisniveau und sind somit überschaubar. Vorab ist zu erwähnen, dass die hier angegebenen Werte lediglich Richtwerte darstellen und von mehreren Faktoren wie dem Anbieter, der genauen Ausführung und insbesondere dem verwendeten Rohstoff abhängen.
Eine Gas-Brennwertheizung rangiert im Preisspektrum von 5.000 € bis 12.000 €. Die Öl-Brennwertheizung liegt mit 8.000 € bis 14.000 € nur knapp darüber. Sollten sie eine Hybridlösung mit zusätzlicher Solaranlage anstreben, kostet diese natürlich zusätzlich. Holz-Brennwertheizungen sind meist nur 1.000 € bis 3.000 € teurer als die Heizwert-Systeme.

Welche Förderungen gibt es für eine Brennwertheizung?

Sowohl KfW als auch das BAFA fördern die Gas-Brennwertheizung. Ganz so einfach, wie es klingt, ist es dann allerdings doch nicht, denn die Heizung muss „Renewable-Ready“, das heißt die Möglichkeit haben, später eine Solaranlage hinzuzufügen oder direkt mit einer Solaranlage verbunden sein. Erfüllen Sie eine der Anforderungen, stehen ihnen schon mal 30 % der Kosten zu. Zusätzliche 10 % lassen sich durch den Austausch einer Ölheizung und weitere 5 % durch einen individuellen Sanierungsfahrplan ergattern. Der Zuschuss steht ihnen aktuell beim BAFA zu und eine entsprechende Kreditvariante gibt es erst wieder ab Juli beim KfW.
Wollen Sie mehr zu dem Thema Förderung wissen, lesen Sie unseren Artikel zu dem Thema.

Fazit

Die Brennwertheizung ist effizient, kompakt und mit gutem Grund der heutige Standard. Der Brennwerteffekt erzielt eine Energienutzung von bis zu 98 %. Das ist eine deutliche Erhöhung im Gegensatz zu alten Modellen, die nur den Heizwert nutzen. Erreicht wird das ganze durch die Kondensation von anfallenden Abgasen. Diese enthaltene Restenergie, die mithilfe eines Wärmeübertragers auf den Rücklauf übertragen wird, bewirkt, dass der Brenner weniger häufig oder intensiv heizen muss. Neben kleinen Sanierungen am Schornstein, einem kalten Rücklauf, damit die Abgase auch wirklich kondensieren und einem Abwasseranschluss brauchen sie nichts weiter. Eine moderne Gas-Brennwertheizung ist schon ab 5.000 € erhältlich.

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Autor: Jan Bittner