Aufbau, Funktion

Aufbau eines Öl-Niedertemperaturkessels (NT-Kessel≡NT-Kessel≡ Abkürzung für Niedertemperatur-Heizkessel) Abbildung: Broetje

Öl-Niedertemperatur-Heizkessel bergen unter ihrer wärme- und schalldämmenden Haube heute gute und ausgereifte Technik. Das hat die Stiftung Warentest für die übergroße Anzahl der getesteten Heizkessel festgestellt. Kernstück ist der heizwasserdurchströmte Kesselkörper aus Guss oder Stahlblech. Ein angeflanschter Gebläsebrenner≡Gebläsebrenner≡
Ein Gebläsebrenner ist eine Einrichtung zur Verbrennung von Ölen oder Gasen in Heizkesseln. Bei einem Gebläsebrenner wird die erforderliche Verbrennungsluft durch ein Gebläse angesaugt und mit Druck unter Beimischung des Brennstoffes (Öl, Gas) in den Brennraum gefördert. Die intensivere Durchmischung von Brennstoff und Luft als bei einem atmosphärischen Brenner führt zu einer optimalen Verbrennung. ragt in die Brennkammer des Kessels, wo das Öl zerstäubt und verbrennt. Die heißen Abgase geben den Großteil ihrer Wärme an die innere Oberfläche des Kesselkörpers ab. Die Wärmeausbeute (feuerungstechnischer Wirkungsgrad≡Wirkungsgrad≡
Der Wirkungsgrad stellt das Verhältnis von nutzbarer zu aufgewendeter Energie bzw. Arbeit oder Leistung dar. Bei Wärmeerzeugern, die Brennstoffe wie Öl, Gas, Holz oder Kohlen verbrennen, unterscheidet man: Feuerungswirkungsgrad, Normnutzungsgrad, Jahresnutzungsgrad. Bei Wärmepumpen wird der Wirkungsgrad mit der Leistungszahl ausgedrückt.) beträgt heute bis zu 96 % der Energie≡Energie≡
Energie ist die Fähigkeit eines Energieträgers eine physikalische Arbeit zu verrichten. Sie kann die Wohnung oder Wasser erwärmen, Licht erzeugen, einen Motor drehen, einen Zug bewegen usw.. Angegeben wird die Energiemenge in kWh oder Joule. des eingesetzten Brennstoffes (auf den Heizwert≡Heizwert≡
Der Heizwert ist die bei der Verbrennung eines Brennstoffes abgegebene Wärmemenge ohne Berücksichtigung der Verdampfungswärme des Wassers. Wasserdampf entsteht bei jeder Verbrennung von wasserstoffhaltigen Brennstoffen (Öl, Gas, Kohle, Holz) in unterschiedlicher Menge. Da der Heizwert immer geringer ist als der Gesamtwärmeinhalt (mit Wasserdampfwärme) wird er auch "unterer Heizwert" genannt. Die Angabe des Heizwertes in kWh (sprich kiloWattstunden) pro Mengeneinheit Brennstoff ist in der Heiztechnik üblich. Der Kesselwirkungsgrad wird auf den unteren Heizwert  bezogen. Genauer wäre der Bezug auf den oberen Heizwert (unter Einbeziehung der mit dem Wasserdampf verbundenen Wärmemenge), den Brennwert. bezogen).

Für eine hohe Brennstoffausnutzung ist die Abstimmung der Brennraumgestaltung und der Flammenform des Brenners von großer Bedeutung. Daher ist es nicht ratsam, Kessel und Brenner getrennt von verschiedenen Anbietern zu beziehen. Am Markt werden heute sogenannte Units - aufeinander abgestimmte Kessel-Brenner-Einheiten - angeboten. Für die Einhaltung dieses optimierten Zusammenspieles ergeben sich Anforderungen an die Wartung≡Wartung≡

Eine Wartung umfasst die Überprüfung und ggf. Wiederherstellung der Betriebbereitschaft und Betriebssicherheit sowie die Einstellung der Regelung und anderen Werten einer technischen Anlage, wie z.B. einer Heizungs-, Lüftungs- oder Solaranlage. Neben allgemeinen Wartungstätigkeiten, wie die Überprüfung von Betriebsdrücken, oder der Funktionsfähigkeit von Sicherheitseinrichtungen gibt es für jede Anlage spezielle Wartungsaufgaben. Die für die Wartung entstehenden Wartungskosten dürfen im Rahmen der Heizkostenabrechnung keine Reparaturkosten, z.B. für das Auswechseln von Teilen oder Baugruppen, enthalten. 

(siehe »› Düsen für Öl-Druck-Zerstäubungsbrenner).

Niedertemperatur-Heizkessel≡Niedertemperatur-Heizkessel≡
Mit Niedertemperatur-Heizkessel bezeichnet man einen Heizkessel, der auch im Dauerbetrieb mit einer geringen Eintrittstemperatur des Heizungsrücklaufwassers von 35 bis 40 Grad Celsius betrieben werden kann und in dem es unter bestimmten Umständen zur Kondensation des in den Abgasen enthaltenen Wasserdampfes kommen kann und darf. Der Kessel, der oft auch kurz als NT-Kessel bezeichnet wird, ist für den Betrieb mit sehr niedrigen bzw. für variable Kesselwassertemperaturen in gleitender Betriebsweise geeignet. Der Normnutzungsgrad eines Niedertemperatur-Heizkessel erreicht heute über 90 %. Einen noch besseren Normnuntzungsgrad um 100 % erreichen Brennwertheizgeräte. arbeiten≡Arbeit≡
Arbeit im physikalischen Sinne stellt die in einem Vorgang verbrauchte Wärme- bzw. Energiemenge dar. Die physikalische Einheit ist die kiloWattstunde (kWh). Eine Energiemenge von einer kWh wird verbraucht, wenn z.B. ein Heizgerät mit einer Anschlussleistung von 1 kW eine Stunde ununterbrochen in Betrieb ist.  mit einer gleitenden Temperatur des Kesselwassers, je nachdem, wie hoch der Wärmebedarf≡Wärmebedarf≡
Der Wärmebedarf ist jene Nettowärmemenge in kWh, die zur Beheizung eines Raumes bzw. eines Gebäudes oder/und zur Warmwasserbereitung benötigt wird. Der Wärmebedarf ergibt sich aus dem Produkt der Heizlast und der Zeitdauer der Beheizung. Der Wärmebedarf für die Raumheizung setzt sich aus dem Transmissionswärmebedarf und dem Lüftungswärmebedarf zusammen. ist. Eine wichtige regelungstechnische Voraussetzung für die gleitende Betriebsweise≡gleitende Betriebsweise≡
Die gleitende Betriebsweise eines Heizgerätes stellt eine besonders sparsame, bedarfsabhängige Art der Leistungsregelung dar. Bei dieser Betriebsweise kann die Kesselwassertemperatur zwischen einer unteren Mindesttemperatur (z. B. 35 °C) und einer oberen Maximaltemperatur (z. B. 85 °C) schwanken, ohne dass die Gefahr der Korrosion infolge einer Kondensation von Wasserdampf besteht. Man bezeichnet Heizkessel, die die gleitende Betriebsweise zulassen als Niedertemperatur-Heizkessel. ist eine witterungsgeführte oder eine bedarfsgeführte Vorlauftemperaturregelung≡Vorlauftemperaturregelung≡
Moderne Heizungsregelungen verändern die Vorlauftemperatur nach dem Wärmebedarf. Es wird bei dem Regelprinzip davon ausgegangen, dass die Temperatur des Heizungswassers geringer sein kann, wenn es draußen nicht so kalt ist oder im Gebäude nur wenig Wärme abgenommen wird (und umgekehrt).. Die überwiegend angewandte witterungsgeführte (außentemperaturgeführte) Regelung misst mit einem Fühler die Außentemperatur und leitet daraus die erforderliche Vorlauftemperatur≡Vorlauftemperatur≡
Mit Vorlauftemperatur bezeichnet man die Temperatur des zum Heizkörper hinfließenden Heizungswasser. Sie liegt je nach Außentemperatur bei außentemperaturgeführten Heizungsregelungen zwischen 35 und 70°C. Anlagen mit reinen Flächenheizungen (Fußboden-, Wandheizungen) kommen mit 25 bis 40°C aus. Bei Heizungsanlagen ohne Heizungsmischer ist die Vorlauftemperatur gleich der Temperatur des Kesselwassers. ab. Durch einen entsprechenden Befehl an den Brenner wird das Kesselwasser mehr oder weniger stark aufgeheizt. Dies hat vor allem einen niedrigeren Abstrahlungsverlust≡Abstrahlungsverlust≡
Der Abstrahlungsverlust entsteht bei Wärmeerzeugern (Heizkesseln, Thermen) durch Abstrahlung von Wärme höher temperierter Oberflächen (z.B. Brenneroberflächen, Kesseltüren) in den Aufstellraum. Der Abstrahlungsverlust reduziert sich mit sinkender Kesselwassertemperatur und verbesserter Wärmedämmung des Kessels, aber auch durch optimierte konstruktive Details, geringe Stillstandszeiten, eine sorgfältige leistungsseitige Dimensionierung des Kessels sowie durch Leistungsmodulation. Der Abstrahlungsverlust moderner, gut gedämmter Heizkesesel liegt unter 2%. und Betriebsbereitschaftsverlust≡Betriebsbereitschaftsverlust≡
Der Betriebsbereitschaftsverlust ist der Wärmeverlust eines Wärmeerzeugers (z. B. Heizkessel, Therme) oder eines Warmwasserspeichers durch Abkühlung während der Stillstandszeiten, also wenn der Brenner nicht arbeitet, der Kessel bzw. das Speicherwasser aber warm ("in Bereitschaft") ist. Der bei Kesseln auftretende Betriebsbereitschaftsverlust setzt sich zusammen aus dem Abstrahlungsverlust und dem inneren Auskühlverlust. Die Betriebsbereitschaftsverluste verringern sich bei optimal dimensionierten Wärmeerzeugern durch gleitende Betriebsweise (bedarfsgeführte Kesselwassertemperatur), durch Leistungsmodulation, sehr gute Wärmedämmung des Kessels und durch eine raumluftunabhängige Betriebsweise mit einem Luft-Abgas-System. zur Folge. Mehr zur Frage der Regelung erfahren Sie im Abschnitt »› Regelungstechnik.

Einige Hersteller bieten ihre Niedertemperatur-Heizkessel auch als Tief- oder Tiefsttemperatur-Heizkessel an. Zum Ausdruck gebracht werden soll mit diesen Bezeichnungen, dass die Heizkessel mit sehr niedriger, unterer Mindest-Heizwassertemperatur betrieben werden können oder auch ohne Probleme ganz abgeschaltet werden können (ohne Temperaturbegrenzung). Diese Betriebsweise ist prinzipiell vorteilhaft - vor allem im Niedrigenergiehaus≡Niedrigenergiehaus≡
Ein Niedrigenergiehaus ist ein Gebäude mit einem vergleichsweise niedrigen Energiebedarf (kleiner 100 kWh/m²) für Raumwärme und Warmwasserbereitung gegenüber dem Durchschnitt (etwa 200 kWh/m²) der Hausbestandes bei gleicher Nutzung. Dies wird vor allem duch eine besonders gut geplante und sorgfältig ausgeführte Wärmedämmung aller Bauteile erreicht. Ein Niedrigenergiehaus ist an keine bestimmte Bauweise gebunden, wohl aber an die Berücksichtigung verschiedener Planungsprinzipien. Auch Altbauten konventioneller Bauweise eigen sich bei entsprechender Planung zur Umgestaltung in ein Niedrigenergiehaus. Bei Neubauten ist das Erreichen des Niedrienergiehausstandards Pflicht, jedoch ist durch geringe Mehraufwendungen auch ein Verbrauch von weniger als 50 kWh/m² schon möglich.. Es ist jedoch nicht sicher, ob Korrosionsschäden durch Kondensation immer ausgeschlossen sind. Brennwertheizgeräte≡Brennwertheizgerät≡
Ein Brennwertheizgerät ist ein Heizkessel bzw. eine Therme, das bzw. die in der Lage ist, den Brennwert, also den vollständigen Energieinhalt eines Brennstoffes zu nutzen. Die dazu erforderliche Rückgewinnung der Verdampfungswärme des bei der Verbrennung entstehenden Wasserdampfes wird durch besondere konstruktive Maßnahmen im Gerät realisiert. Diese haben eine maximale Kondensation des Wasserdampfes zum Ziel. Die Energieeinsparung liegt je nach Brennstoff gegenüber Niedertemperatur-Heizkesseln bei 10 % bis 15 %. sind für diesen Betrieb uneingeschränkt geeignet und bleiben schadensfrei (siehe »› Brennwertheiztechnik für Öl...).

Bei der Auswahl eines Heizkessels wird man bei den Herstellern auf verschiedene Konzepte zur Verhinderung von Kondenswasserbildung im Kessel stoßen. Welches das Bessere ist, ist schwer zu bestimmen, da viele Faktoren das Ergebnis beeinflussen dürften.

• Rücklaufwassereinführung an der Stelle, wo die die Aufheizung des Heizungswassers am intensivsten ist, dadurch gute Vermischung (Buderus)
• Erhöhung der Oberflächentemperatur≡Oberflächentemperatur≡
  Die Oberflächentemperatur eines Bauteiles, z. B. eines Wandabschnittes oder einer Verglasung, ist vor allem abhängig von der innenseitigen Raumlufttemperatur, der Außentemperatur und dem Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Wert) des Bauteils. Eine weitere Einflussgröße ist der Wärmeübergangswiderstand beider Oberflächen zum angrenzenden Medium. Die Höhe der Oberflächentemperatur auf der Innenseite des Bauteils ist von erheblicher Bedeutung - einerseits wegen des Einflusses auf die empfundene Behaglichkeit, andererseits wegen einer möglichen Tauwasserausscheidung. Für das Wachstum der Schimmelpilze ist sogar nur die Erhöhung der relativen Raumluftfeuchtigkeit durch das Absenken Lufttemperatur unmittelbar über kühleren Oberflächen maßgebend. Ziel jeder bautechnischen Planung muss das Erreichnen einer hohen, möglichst nahe der Raumlufttemperatur liegenden Oberflächentemperatur sein. Das Ziel wird erreicht durch sehr gute und wärmebrückenfreie Wärmedämmung der Außenbauteile. durch Einsatz einer mehrschaligen Konvektionsheizfläche aus unterschiedlich wärmeleitenden Materialien (Viessmann)