Brennwertheizungen – Was können sie und was kosten sie?

Geht es um das aktuelle Nonplusultra in der Heizungstechnik, fällt immer wieder und immer öfter der Begriff „Brennwertheizung“. Die Brennwerttechnik verspricht höhere Effizienz, geringeren Brennstoffverbrauch und somit niedrigere Kosten als bei vergleichbaren Anlagen. Und wie ist das noch schnell mit einem Wirkungsgrad von über 100 %? Klären wir und werfen direkt auch einen Blick auf die Vor- und Nachteile von Brennwertheizungen.

> Wie funktioniert eine Brennwertheizung?
> Wie ermittelt man den Brennwert?
> Welche Typen von Brennwertheizungen gibt es und was sind die Unterschiede?
> Was sind Konstant- und Niedrigtemperaturheizungen?
> Was ist der Wirkungsgrad der Heizung?
> Wie hoch ist das Einsparungspotenzial?
> Wie teuer ist eine Brennwertheizung?
> Wird der Einbau gefördert?

Wie funktioniert eine Brennwertheizung?

Wie eine „normale“ Heizung funktioniert, wissen die meisten Menschen. Durch die Verbrennung von Heizstoffen wie Holz oder Gas entsteht Hitze. Oder genauer gesagt, die in den Stoffen enthaltene Energie wird freigesetzt. Mit eben dieser Energie wird ein Medium (in den meisten Fällen Wasser) erhitzt. Dieses Heizmedium wird in die sogenannten Wärmeverbraucher (in den meisten Fällen Heizkörper) gepumpt und erwärmt somit die Umgebung.

Der große Nachteil dieses Ablaufes: Die durch Verbrennung erzeugte Energie wird nicht vollständig dem Heizzyklus zugeführt. Es entsteht Wärme- bzw. Energieverlust, die in den Abgasen steckende Wärme entweicht ungenutzt durch den Schornstein. Bei einer Niedertemperaturheizung beispielsweise beträgt der Verlust rund 12 %.

Und genau an diesem Punkt setzt die Brennwertheizung an. Ihre Funktionsweise erlaubt es, auch die Abgaswärme zu verwerten und quasi zu recyceln. Diese Abgaswärme wird auch Brennwert genannt, daher der Name Brennwertheizung. Durch das gezielte Abkühlen der heißen Abgase entsteht Wasserdampf. Kondensiert dieser, setzt er Kondensationswärme frei, welche an einen Wärmetauscher abgegeben und so dem Heizkreislauf zugeführt wird. Das ermöglicht die nahezu verlustfreie Umsetzung der im Brennstoff enthaltenen Energie. Bei der Brennwertheizung beträgt der Verlust lediglich rund 1 %.

Wie wird der Brennwert definiert?

Der Brennwert H_S gibt an, wieviel chemisch gebundene Energie in einem Stoff enthalten ist. Dazu zählt auch die beim Verbrennungsvorgang entstehende, im Rauchgas enthaltene Energie. Die findet sich hauptsächlich im Wasserdampf. Um Wasser vom festen in seinen gasförmigen Aggregatszustand zu überführen, wird ein hohes Maß an Energie benötigt, die sogenannte Verdampfungsenthalpie. Diese Energie wird in Brennwertanlagen nutzbar gemacht.

Info: Brennwert ist nicht Heizwert 
Der Brennwert ist nicht zu verwechseln mit dem Heizwert. Der Heizwert bezeichnet jene Energie, die beim Verbrennen eines Stoffes freigesetzt wird, die in den Abgasen vorhandene Energie wird nicht miteinbezogen. Der Brennwert ist deshalb in der Regel stets höher als der Heizwert. Auf Brennstoffe, die keinen Wasserstoff enthalten (z.B. Kohlenmonoxid) trifft das nicht zu. In diesem Fall sind Heiz- und Brennwert gleich.

Welche Typen von Brennwertheizungen gibt es, und worin liegen die Unterschiede?

Auf dem Markt existieren aktuell drei Typen von Brennwertheizungen. Das Unterscheidungsmerkmal ist der Brennstoff, mit denen sie betrieben werden. Die Brennwertheizungen werden somit unterteilt in:

• Gas-Brennwertheizungen
• Öl-Brennwertheizungen
• Pellet- bzw. Holz-Brennwertheizungen

Die Gas-Brennwertheizung

In Deutschland ist der Gas-Brennwertkessel am weitesten verbreitet. Ihm wird der höchste Wirkungsgrad attestiert. Dieser liegt bei etwa 98 %. Den Gas-Brennwertkessel selbst gibt es in unterschiedlichen Ausführungen. Bestimmende Variable ist der zur Verfügung stehende Platz. Während die großen Modelle (viel Platz, viel Wasser, auf dem Boden stehend) für ein den Einbau in Ein- und Zweifamilienhäusern prädestiniert sind, eignen sich die kleinen Modelle (wenig Platz, wenig Wasser, an der Wand befestigt) für die Montage in Wohnungen. Bekannt sind diese Wand-Gasbrennwertkessel als Gasthermen.
Zusätzlich werden die Gas-Brennwertkessel in zwei weitere Gruppen unterteilt. Und zwar in rücklauftemperaturabhängige und rücklauftemperaturunabhängige Modelle. Wo liegen in diesem Fall die Unterschiede?

• Rücklauftemperaturabhängiges Modell: Die Kondensationswärme erhitzt nicht die Verbrennungsluft, sondern direkt das Wasser – die Betriebstemperatur muss entsprechend niedrig sein. Im Idealfall liegt die Rücklauftemperatur unter 50° C. Das aus den Wärmeüberträgern zurückströmende Wasser sorgt dafür, dass die Abgase heruntergekühlt werden und Wasserdampf kondensiert, dadurch wird es selbst wieder erwärmt. Es erfolgt eine weitere Wärmeaufnahme im Heizkessel, dadurch erreicht das Wasser die notwendige Vorlauftemperatur.
• Rücklauftemperaturunabhängiges Modell: Diese Variante zeichnet sich durch einen besonders hohen Nutzungsgrad aus. Die Vor- und Rücklauftemperaturen sind ebenfalls hoch. Die Abgase werden zur Vorerwärmung des Wassers verwendet und somit auf rund 65° C heruntergekühlt. Das erwärmte Wasser wiederum treibt die Brennertemperatur nach oben. Die Abgase werden weiter heruntergekühlt, indem mit ihnen jene Frischluft erwärmt wird, welche als Verbrennungsluft dient.

Es existiert noch eine weitere Unterteilung der Gas-Brennwertheizungen. Und zwar jene in raumluftabhängige und raumluftunabhängige Geräte.

• Raumluftabhängige Geräte: Bezieht die für den Verbrennungsvorgang notwendige Luft aus seiner unmittelbaren Umgebung und ist dann relevant, wenn im Haus ein Keller oder separater Heizraum zur Verfügung steht. Die Geräte sind in der Regel größer und enthalten einen ebenso größeren Warmwasserspeicher.
• Raumluftunabhängige Geräte: Die benötigte Luft wird über Leitungen ins Gerät befördert. Sind deutlich kleiner und werden in der Regel im Wohnbereich montiert. Daher haben diese Modelle einen entsprechend kleinen Warmwassertank. Durch die Anbringung im Wohnbereich und den damit einhergehenden kürzeren Transportwegen ergibt sich aber trotzdem ein geringerer Wärmeverlust.

Die Öl-Brennwertheizung

Durch die großen Fortschritte in der Brennwerttechnik erreichen Öl-Brennwertheizungen heute einen Nutzungsgrad von bis zu 95 %. Der Nutzungsgrad älterer Öl-Heizungsmodelle lag in etwa bei 70 %. Wodurch sich Öl-Brennwertgeräte noch auszeichnen? Durch Ihre Beständigkeit. Viele Hersteller setzen auf hochwertige Materialien wie Keramik und Edelstahl, die Anlagen bleiben somit über lange Jahre hinweg auf Top-Niveau. Der etwas höhere Anschaffungspreis hat sich dadurch schnell amortisiert.

Die Pellet-Brennwertheizung

Der allergrößte Vorteil gegenüber ihren funktionellen Kollegen: Die Pellet-Brennwertheizung wird mit einem nachwachsenden Rohstoff befeuert. Beim verwendeten Holz sind bis zu 90 % Abfälle aus der holzverarbeiteten Industrie.

Wie unterscheiden sich Brennwertheizungen von Konstant- und Niedertemperaturheizungen?

In den 1980er-Jahren stellten Konstanttemperaturheizungen das Nonplusultra der Heiztechnik dar. Aus heutiger Sicht jedoch ist das kaum mehr nachvollziehbar. Denn: Bei Konstanttemperaturheizungen wird der Heizkessel ständig in Bereitschaft gehalten, die Temperatur liegt permanent zwischen 70 und 90° C. Was das für den Brennstoffbedarf bedeutet, ist nicht schwer zu erraten. Er ist enorm hoch.

Niedertemperaturheizungen passen sich hingegen der Außentemperatur an und regulieren die Vorlauftemperatur entsprechend. Der Blick auf die unterschiedlichen Wirkungsgrade macht deutlich, um wieviel effizienter Niedertemperaturkessel im Vergleich zu Konstanttemperaturkesseln arbeiten. Während letztere lediglich einen Nutzungsgrad von 68 % erreichen, liegt der von ersteren bei rund 87 %.

Und was hat das jetzt mit Brennwertheizungen zu tun? Nun, Brennwertheizungen sind in Wahrheit Niedertemperaturgeräte, die nochmal effizienter arbeiten. Ihr Nutzungsgrad liegt, wie bereits erwähnt, bei rund 98 %, und kann in manchen Fällen sogar die 100 % übersteigen. Wie das funktioniert, sehen wir uns im nächsten Abschnitt an. 

Was ist der Wirkungsgrad und wie kann er über 100 % betragen?

Bei der näheren Beschäftigung mit Brennwertgeräten taucht immer wieder der Begriff „Wirkungsgrad“ auf. Und an manchen Stellen wird sogar behauptet, im Falle einer Brennwertheizung liege dieser über 100 %. Wie kann das funktionieren, und das was ist der Wirkungsgrad bzw. der Nutzungsgrad überhaupt?

Kurz und knapp: Der Wirkungsgrad bezeichnet die vom Heizkessel abgegebene (Heiz)Leistung in Bezug auf den verwendeten Brennstoff. Um zu erklären, warum der fallweise über 100 % liegen kann, benötigt es allerdings etwas mehr Zeilen.

Prinzipiell ist es unmöglich, dass der Wirkungsgrad eines Heizkessels über 100 % liegt. Es kann nicht mehr Energie herauskommen, als hineingesteckt wird. Der Grund für die seltsam anmutenden Angaben mancher Hersteller: Bei der Berechnung des Wirkungsgrades wird der Heizwert von Öl als Basis herangezogen. Also die Menge an Energie, die bei der Verbrennung von Öl maximal entstehen kann. Erreicht ein Kessel die, liegt der Wirkungsgrad bei 100 %. Nicht in die Berechnung miteinbezogen wird der Brennwert (siehe oben: Heizwert vs. Brennwert) und die durch Abkühlung der Abgase und die Kondensation des Wasserdampfes gewonnene Energie bleibt außen vor. Genau diese wird allerdings von einem Brennwertgerät genutzt und die Hersteller lassen sie natürlich in ihre Berechnung miteinfließen. Deshalb entstehen die physikalisch unsinnigen Wirkungsgrade von über 100 %.

Wie hoch ist das Einsparungspotenzial der Brennwerttechnik?

An welcher Stelle durch den Einbau eines Brennwertgerätes gespart werden kann, liegt auf der Hand. Je effizienter eine Heizung arbeitet, desto weniger Brennstoff wird benötigt. Entsprechend dem sinkenden Verbrauch sinkt auch der Betrag, der jährlich für Öl, Gas oder Pellets ausgegeben werden muss.

Was sich in der Theorie schön anhört, ist in der Praxis aber womöglich etwas ernüchternd. Denn: Ausgehend vom zu tauschenden Kessel, beläuft sich die durch den Einbau eines Brennwertgeräts erzielte Ersparnis lediglich auf 2 bis 15 %. Zu diesem Ergebnis kam ein vom Bundesverband Erneuerbare Energie (EEG) im Jahr 2018 veröffentlichtes Gutachten. Der Brennwerteffekt ist also niedriger, als vielleicht vermutet.

Wie teuer ist eine Brennwertheizung?

Mit dem Kauf eines neuen Brennwertgerätes ist es noch nicht getan. Der Kessel will eingebaut und angeschlossen werden. Neue Zu- und Ableitungen müssen gelegt werden, höchstwahrscheinlich steht eine Schornsteinsanierung an, dazu kommen optionale Bauteilte wie beispielsweise ein neuer Warmwasserspeicher. So schlägt eine neue Brennwertheizung, abhängig vom Brennstoff, am Ende des Tages mit folgenden Beträgen zu Buche (mit Transport, Einbau, Anschluss):

• Gas-Brennwertheizung: 6.000 bis 10.000 Euro
• Öl-Brennwertheizung: 7.000 bis 9.000 Euro
• Pellet-Brennwertheizung: 17.000 bis 25.000 Euro

Wird der Einbau von Brennwertheizungen gefördert?

Auch wenn die hohen Kosten auf den ersten Blick abschreckend wirken mögen, kann die Installation bestimmter Brennwertheizungen gefördert werden. Und zwar vom Bundesministerium für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (kurz: BAFA) im Rahmen der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG).

Diese unterstützt die Anschaffung einer Biomasseheizung, zu denen Pelletheizungen zählen, mit einem Fördersatz von 10%. Wird eine alte Öl-, Nachtspeicher- oder Kohleheizung ausgetauscht, können weitere 10% Förderung in Anspruch genommen werden. Das gleiche gilt, wenn eine funktionsfähige Gasheizung ausgetauscht wird, diese muss allerdings mindestens 20 Jahre in Betrieb gewesen sein.

Wird die Pelletheizung mit erneuerbaren Energien wie Solarthermie kombiniert, können sogar 20% Förderung abgerufen werden. Der Zuschuss für diese sogenannte EE-Hybridheizung kann ebenso auf 30% aufgestockt werden, wenn eine alte Heizungsanlage ersetzt wird. Die Bedingung ist lediglich, dass Gebäude danach nicht mehr mit fossilen Brennstoffen beheizt werden darf. Weitere Informationen dazu finden Sie im Artikel zur BAFA-Förderung 2022.

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