Heizkessel – Das Herzstück der Heizung

Der Heizkessel darf ohne Weiteres als Herzstück der Heizung bezeichnet werden. Er ist es, der für die Verwandlung des Brennstoffes in Energie sorgt und somit den wohl wichtigsten Teil des Heizvorgangs ausführt. Zeit, sich dieser zentralen Komponente des Heizkreislaufs einmal etwas näher zu widmen. Wie funktioniert ein Heizkessel genau? Welche unterschiedlichen Arten gibt es? Wie schwierig ist die Reinigung und wie aufwendig der Austausch?

> Wie funktioniert ein Heizkessel?
> Welche Arten von Heizkesseln gibt es?
> Wie werden Heizkessel gereinigt?
> Wann muss ein Heizkessel ausgetauscht werden?
> Wie läuft ein Heizkesseltausch ab?

Wie funktioniert ein Heizkessel?

Abgesehen von kleineren Unterschieden besteht ein Heizkessel prinzipiell aus vier Hauptkomponenten: Brennraum, Rost/Brenner, Wärmeüberträger, Abgasanlage. Ihr Zusammenspiel ermöglicht die Umwandlung von Fest-, Flüssig- oder gasförmigen Brennstoffen in Energie und somit Heizwärme. Was passiert bei diesem Vorgang in den einzelnen Abschnitten genau?

• Brennraum: Auch Feuer- oder Brennkammer genannt. Ein Hohlraum, in dem Brennstoffe verbrannt werden. Die in ihnen gespeicherte Energie wird in Wärmeenergie umgesetzt. Die Innenwände des Brennraumes bestehen aus feuerfestem und hitzebeständigem Material, wie beispielsweise Keramik, Edelstahl oder Gusseisen.
• Rost/Brenner: Der eigentliche Ort der Verbrennung. Je nach verwendetem Brennstoff ist ein Rost oder eben ein Brenner verbaut. Auf dem Rost werden feste Materialien wie Kohle oder Holz platziert. Im Brenner werden flüssige oder gasförmige Stoffe verbrannt.
• Wärmeüberträger: Ihm kommt die wichtige Aufgabe zu, die erzeugte Energie auf ein Trägermedium, in diesem Fall das Wasser in den Heizungsrohren, zu übertragen.
• Abgasanlage: Bei der Verbrennung von Brennstoffen entstehen logischerweise Abgase. Die müssen abtransportiert werden. Diese Aufgabe übernimmt die Abgasanlage. In der Regel handelt es sich dabei um einen Schornstein.

Unverzichtbar ist außerdem eine entsprechend gute und wirkungsvolle Wärmedämmung. Die erhöht die Effizienz des Heizkessels und verringert den Wärmeverlust an die Umgebung. Da es sich dabei allerdings um keine mechanische Komponente handelt, wurde sie nicht in die Aufzählung der Heizkesselbestandteile aufgenommen, erhält ihren verdienten Platz aber separat. Dazu kommen bei Festbrennstoff-Kesseln noch Auffangbehältnisse für die Asche und bei Gas/Öl-Heizkesseln Abläufe für das Kondensat.
Mit den im letzten Absatz dargestellten minimalen Differenzen lässt sich bestens die Brücke zum nächsten Abschnitt des Textes schlagen. Der behandelt die unterschiedlichen Arten von Brennkesseln.

Welche Arten von Heizkesseln gibt es?

Die Vielfalt an erhältlichen Heizkesseln ist groß, sie in Kategorien einzuteilen gar nicht so einfach. Es existiert nämlich eine große Menge an Unterscheidungsmerkmalen, anhand derer Grenzen gezogen und Einteilungen getroffen werden können. Da gäbe es zum Beispiel...

• Die Brennstoffart
• Die Brennstoffvielfalt
• Das Verbrennungsprinzip
• Den Kesseltyp
• Die Bauform
• Die Regelung

Brauchwasser oder Trinkwasser?
Eine weitere Unterscheidung kann hinsichtlich des Verwendungszwecks des erwärmten Wassers getroffen werden. Handelt es sich lediglich um Brauchwasser, oder wird auch Trinkwasser erwärmt? Heute neu eingebaute Heizkessel sorgen in der Regel für beides, deshalb wird die Unterscheidung in diesem Artikel auch nicht als eigener Punkt angeführt.

Brennstoffart: Brennstoffe werden üblicherweise in drei Gruppen eingeteilt, die sich anhand ihres Aggregatzustandes ergeben. Also in fest, flüssig oder gasförmig. Entsprechend werden die Brennkessel betitelt. Da gibt es also die Feststoffbrennkessel (Pellets, Scheitholz, Koks, Kohle), dann die Ölheizkessel (Heizöl) und die Gasheizkessel (Erdgas, Biogas, Deponiegas).
Brennstoffvielfalt: Heizungsanlagen sind nicht zwingend auf eine Brennstoffart limitiert. Manche arbeiten mit einer Kombination aus zwei oder mehreren Brennstoffen. Entsprechend kommen in den Kesseln Einstoffbrenner, Zweistoffbrenner oder Mehrstoffbrenner (Hybridbrenner) zum Einsatz.
Verbrennungsprinzip: Öl- und Gasbrenner funktionieren unterschiedlich.

• Ölbrenner verdampfen Öl, vermischen den entstehenden Dampf mit Luft und verbrennen anschließend diese Kombination. Die für den Betrieb der Zerstäubungs- und Verdampfungsanlagen benötigte zusätzliche Energie wird „Hilfsenergie” genannt.
• Ein Gasbrenner mischt Luft und Gas erst direkt bei der Verbrennung. Allerdings gibt es auch hier wieder Unterscheidungen. Bei einem Vormischbrenner passiert die Vermengung, wie der Name schon sagt, im Vorfeld. Verbrannt wird das fertige Gemisch. Zusätzlich werden Gasbrenner in raumluftabhängige und raumluftunabhängige Anlagen unterteilt. Der Unterschied: Während raumluftabhängige Modelle, die für den Verbrennungsvorgang benötigte Luft aus der unmittelbaren Umgebung beziehen, existiert bei den raumluftunabhängigen Modellen eine Zuleitung, die Luft von außen ansaugt.

Kesseltyp: Mit dem Konstanttemperaturkessel, dem Niedertemperaturkessel und dem Brennwertkessel existieren drei unterschiedlichen Kesseltypen.

• Der Konstanttemperaturkessel kann nur mit konstant hohen Temperaturen (70 °C und mehr) betrieben werden. Damit soll sichergestellt werden, dass der bei der Verbrennung entstehende Wasserdampf nicht kondensiert, sich in der Heizanlage absetzt und diese somit beschädigt. Da für die hohen Temperaturen ein hoher Energieverbrauch nötig ist, arbeitet der Konstanttemperaturkessel nicht sonderlich effizient. Neueste Verordnungen drängen auf den Austausch und somit das Verschwinden dieses Kesseltyps.
• Der Niedertemperaturkessel kommt mit weniger hohen Temperaturen zurecht. Geregelt durch einen Außentemperaturfühler arbeitet dieser Kesseltyp ökonomischer als die Konstant-Variante. Er kommt mit Kesseltemperaturen zwischen 30 und 40 °C aus. Dennoch wurde ein EU-Beschluss gefasst, der die Herstellung von Niedertemperaturkesseln, von einigen Ausnahmen abgesehen, verbietet.
• Somit bleibt eigentlich nur noch der Brennwertkessel. Die Brennwerttechnik nutzt nicht nur die durch Verbrennung erzielte Wärme, sondern auch jene Energie, die sich in den heißen Abgasen befindet. Diese werden gezielt abgekühlt, die dadurch entstehende Kondensationswärme dem Heizkreislauf zugeführt.

Bauform: Ausschlaggebend für die Bauform ist der Platzbedarf, und der resultiert wiederum aus dem Fassungsvermögen für Wasser. Bodenstehende Heizkessel fassen deutlich mehr Wasser (1 bis 1 ½ Liter pro Kilowatt) als wandhängende Geräte (Gas- oder Ölthermen), die meist mit einem Zehntel der Menge auskommen.

Regelung: Die Heizleistung lässt sich durch einstufige, mehrstufige oder stufenlose Regelungsmechanismen anpassen. In modernen Anlagen kommt meist eine stufenlose Regelung zum Einsatz. Die operiert zwischen 30 und 100 % der angegebenen Maximalleistung.

Achtung: Ein- oder Mehrkesselanlagen
Bauliche Gegebenheiten machen es manchmal notwendig, statt einer Einkessel-Heizanlage eine Mehrkesselanlage einzubauen. Gründe dafür können die Betriebssicherheit, eine Gesamtkostenoptimierung und eine Anpassung der Leistung an den tatsächlichen Bedarf sein.

Wie werden Heizkessel gereinigt?

Um die Funktionstüchtigkeit des Heizkessels zu gewährleisten, ist eine regelmäßige Reinigung unausweichlich. Handwerklich begabte Menschen können die durchaus selbst durchführen. Ein Profi allerdings erledigt die Arbeit in einem Bruchteil der Zeit. Er weiß, wann wo welche Handgriffe zu setzen sind. Jedoch: Nur bei der Reinigung durch einen Fachmann bleibt die Garantie auf den Heizkessel auch aufrecht.
Obwohl sich moderne Heizkessel durch eine besonders saubere und effiziente Verbrennung auszeichnen, geht diese nicht ganz ohne Rückstände über die Bühne. Der entstehende Ruß muss entfernt werden, um die Funktionstüchtigkeit des Kessels zu garantieren. Ein empfindlicher Teil des Heizkessels ist der Wärmetauscher. Der überträgt die Energie des Verbrennungsprozesses auf das Wasser. Bildet sich auf diesem eine Rußschicht, behindert das die Übertragung. Bereits eine Stärke von 1 Millimeter lässt den Brennstoffverbrauch um 5 % steigen.
Die Reinigung selbst läuft in sechs Schritten ab:

1. Heizung ausschalten (erst abkühlen lassen!)
2. Brennraum reinigen (Kesselbürste; auf keinen Fall Haushaltsstaubsauger!)
3. Überprüfung auf Rost (falls vorhanden, ebenfalls mit Kesselbürste entfernen)
4. Überprüfung Wasserkreislauf (ist alles dicht oder existieren Lecks?)
5. Deckel schließen
6. Überprüfung Abgastemperatur (liegt idealerweise zwischen 140 und 180 °C)

Bei normalem, an den Heizperioden angelehntem Gebrauch, genügt eine Reinigung pro Jahr. In unserem Blog finden Sie einen ausführlichen Artikel zur Heizkesselreinigung.

Wann muss ein Heizkessel ausgetauscht werden?

In Deutschland besteht eine in der Energieeinsparverordnung (EnEV) geregelte Pflicht zum Austausch von Öl- und Gasheizkesseln, die älter als 30 Jahre sind. Allerdings auch nur dann, wenn es sich um Standardkessel und Konstanttemperaturkessel handelt. Niedertemperatur- und Brennwertkessel sind, so wie Gas- und Holzkessel generell, von dieser Regelung ausgenommen. Die Verordnung ist seit 2015 in Kraft. Ziel ist es, den Bestand von veralteten, ineffizienten und besonders umweltschädlichen Heizkesseln langsam, aber sicher zu dezimieren.
Die gute Nachricht: Es gibt staatliche Förderprogramme, die einen Teil der Einbaukosten abdecken. Die Programme gelten bei Biomasseanlagen (Pelletkessel, Scheitholzvergaserkessel, Hackschnitzelanlagen etc.), dem Einbau von Hybridheizungen (fossile und erneuerbare Energien) und „Renewable Ready” Gas-Brennwertheizungen (spätestens zwei Jahre nach Inbetriebnahme zusätzliche Nutzung erneuerbarer Energie). Ersetzt die neue Heizung eine alte Ölheizung, erhöht sich der Förderbetrag nochmals um 10 %. Zuständig ist das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA).

Wie läuft ein Heizkesseltausch ab?

Beim Austausch eines Heizkessels handelt es sich um eine Arbeit, die meist in 1 bis 2 Tagen erledigt ist. Zunächst wird das Heizungswasser abgelassen, danach folgt (wenn notwendig) die Demontage der Heizungsrohre und erst danach jene des alten Kessels.
Da heute in der Regel meist Brennwertkessel verbaut werden, muss die technische Infrastruktur entsprechend angepasst werden. Der Schornstein wird mit Kunststoffrohren ausgekleidet, um eine Beschädigung durch Kondensat zu verhindern. Dazu kommt die Verlegung von Abflussrohren für das Kesselkondensat. Nach der Montage der neuen Heizungsrohre und deren Isolierung folgt jene des Kessels. Besonders beliebt sind die Brennwert-Gasthermen. Die überzeugen mit ihrem kompakten Aufbau und dem somit niedrigen Platzbedarf. Im Gegensatz zu einem Kessel fehlt bei der Gas-Brennwerttherme der Wasserspeicher. Erhitzt wird das Wasser stattdessen in einem Durchlauferhitzer. Zudem sind sie weitaus günstiger als große Brennwertkessel.

Ist der Kessel eingebaut, muss unbedingt ein hydraulischer Abgleich durchgeführt werden. Nur der garantiert einen effizienten und ideal Betrieb der neuen Heizung. Damit sie ihn auch wirklich gut bedienen können, sollten diese sich den Kessel vom Fachmann/vom Monteur erklären lassen. Er ist es auch, der die Grundeinstellungen vornimmt.

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