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Heizwert vs. Brennwert: Hier liegt der Unterschied

Eine bis zu dreißigprozentige Einsparung des Brennstoffes versprechen Hersteller und Handwerker den Besitzern älterer Gas- und Ölheizungen beim Umstieg auf die Brennwerttechnologie. Hier erfahren Sie, wie dieser Effizienzunterschied zwischen Heizwert und Brennwert zustande kommt, welchen physikalischen Prozess sich die Brennwerttechnik zunutze macht und wie die Umsetzung in einem Heizkessel erfolgt. Am interessantesten für Bauherren und Besitzer von Altbauten ist aber sicherlich die Betrachtung von Kosten und Nutzen der Brennwerttechnik.

Heizwert Brennwert: Offenes Buch mit Definition Schriftzug

Inhaltsverzeichnis

  1. Was sagen Heizwert und Brennwert aus?
  2. Physikalische Grundlagen
  3. Aufbau einer Brennwertheizung
  4. Welche Energieeffizienz kann ein Brennwertkessel leisten?
  5. Wissenswertes zum Umstieg auf die Brennwerttechnik
  6. Wirtschaftlichkeit einer Brennwertheizung

Was sagen Heizwert und Brennwert aus?

Der Grund für die höhere Effizienz: Ein Brennwertkessel entzieht auch den Abgasen aus der Verbrennung von Öl oder Gas noch einmal Wärmeenergie, die in den Heizkreislauf eingespeist wird. Dagegen nutzt ein Heizungskessel, der nicht über diese Technologie verfügt, den Energiegehalt des Brennstoffes nur einfach. Somit lässt er wertvolle Energie ungenutzt durch Ihren Schornstein entweichen. Genau dieser Effizienzunterschied lässt sich mit den Kennzahlen Heizwert und Brennwert beziffern.

Also: Der Heizwert beschreibt den Energiegehalt eines Stoffes, der sich durch einfaches Verbrennen als Wärme nutzbar machen lässt. Laut Brennwert Definition gibt der Wert dagegen an, wie viel Wärmeenergie eine Heizung gewinnen kann, wenn sie auch den Verbrennungsabgasen Energie entzieht.

Heizwert und Brennwert sind Stoffkonstanten: sie geben den spezifischen Energieinhalt des jeweiligen Brennstoffes an. Allgemein gilt, dass ein Stoff für die Nutzung zur Wärmebereitstellung interessanter ist, je höher beide Werte ausfallen. Ausschlaggebender für die tatsächliche Nutzung sind jedoch die Preise, die der Markt für die Beschaffung der identischen Energiemenge in verschiedenen Brennstoffen aufruft. Lesen Sie hier mehr zu den verschiedenen Energiepreisen.

Der Heizwert

  • Alte Konstanttemperaturkessel und etwas modernere Niedertemperaturkessel nutzen lediglich den jeweiligen Heizwert von Öl oder Gas.

  • Diese Geräte funktionieren nach dem Prinzip der trockenen Verbrennung, bei der die Kondensation des in den Verbrennungsabgasen enthaltenen Wasserdampfs verhindert wird.

  • Damit die Feuchtigkeit keine Schäden an der Heizung selbst und am Kamin verursacht, müssen die Abgase mit einer vergleichsweise hohen Temperatur aus dem System entweichen.

  • Dabei enthalten die Abgase noch ungenutzte Energie, die Sie bares Geld kostet.

Selbstverständlich gibt der Heizwert lediglich theoretisch an, welche im Brennstoff enthaltene Energiemenge durch diesen Verbrennungsprozess als Wärme gewonnen werden kann. Da keine Art der Energieumwandlung ohne Verluste abläuft, wird eine herkömmliche Heizung nie den gesamten Heizwert als Wärme zur Verfügung stellen können.

Der Brennwert

Der Brennwert von Öl oder Gas liegt stets über dem Heizwert der Brennstoffe. Es geht auch gar nicht anders, denn der Brennwert umfasst den Heizwert zuzüglich der Energiemenge, die bei der Abkühlung der Abgase frei wird.

Damit ein Brennwertkessel die Wärmeenergie aus den Abgasen dem Heizkreislauf zuführen kann, müssen die Abgase so weit abkühlen, dass der enthaltene Wasserdampf noch in der Heizung kondensiert. Bei diesem Übergang vom gasförmigen zum flüssigen Aggregatzustand wird Wärme frei.

Diese zusätzliche Wärme speist eine Brennwertheizung in den Heizkreislauf ein, wobei sie die sogenannten Abgasverluste minimiert. Als Abgasverlust wird genau der Anteil der ursprünglich im Brennstoff enthaltenen Energie bezeichnet, der als Wärmeenergie in den heißen Abgasen durch den Schornstein entweicht.

Kennzahl vs. Realität

  • Auch hier sei wieder gesagt: Wie der Heizwert ist der Brennwert nur eine theoretische Kennzahl.

  • Verluste an der Oberfläche der Heizungsanlage, durch Auskühlung und den Transport über Rohrleitungen kann auch die modernste Technik nicht vollständig verhindern.

Physikalische Grundlagen

Ein Blick auf die physikalischen Grundlagen hilft zu verstehen, was genau passiert, wenn die Abgase im Heizkessel kondensieren und welche zusätzlichen technischen Einrichtungen eine Brennwertheizung gegenüber einer herkömmlichen Öl- oder Gasheizung voraussetzt. So wird auch noch einmal der Unterschied zwischen dem Heizwert und Brennwert deutlich.

Verdampfungs- und Kondensationswärme

Dazu betrachten wir einen ganz alltäglichen Vorgang: Wollen Sie Wasser in einem Topf zum Kochen bringen, dann erhitzen Sie es auf dem Herd so lange, bis es beginnt, vom flüssigen in den gasförmigen Aggregatzustand überzugehen. Kurz gesagt: Es entsteht Wasserdampf durch Kondensation.

Kocht es einmal, wird das Wasser dabei nicht mehr heißer, obwohl Sie ihm weiterhin Wärmeenergie zuführen, sondern es verdampft. Als Dampf enthält das Wasser nun mehr Energie als in flüssiger Form. Der Stoff setzt diese Verdampfungswärme allerdings als Kondensationswärme wieder frei, wenn der Taupunkt erreicht ist. Als Taupunkt wird die Temperatur bezeichnet, bei der sich das Wasser erneut verflüssigt.

Doch die Abgase aus der Verbrennung von Heizöl und Erdgas weisen unterschiedliche Zusammensetzungen auf: Während eine Brennwertheizung den Abgasen aus der Verbrennung von Erdgas bereits bei zirka 57°C die Wärme entziehen kann, werden die Abgase aus der Verbrennung von Öl erst bei 47°C nutzbar.

Energiekennwerte gängiger Brennstoffe

Wie viel Energie ein Brennstoff Ihrer Heizung liefern kann, erkennen Sie an dem Heizwert beziehungsweise dem Brennwert.

Rechenbeispiel: Energiekennwerte vergleichen

  • Es finden sich Angaben als Megajoule pro Kilogramm (MJ/kg) oder Kilowattstunden pro Kilogramm (kWh/kg).

  • Wollen Sie Angaben in unterschiedlichen Einheiten miteinander vergleichen, dann können Sie Umrechnungsfaktoren verwenden.

  • Durch die Multiplikation mit dem Faktor 0,27778 wandeln Sie Megajoule in Kilowattstunden um. Für die umgekehrte Operation multiplizieren Sie die Angabe mit 3,6.

  • Ein Beispiel: Sie wissen, dass der Heizwert von Holzpellets typischerweise bei 17,3 MJ/kg liegt. Von Heizöl finden Sie dagegen einen Heizwert von 11 kWh/kg.

  • Nun multiplizieren Sie den Wert des Heizöls mit dem Faktor 3,6 und wissen, dass Heizöl einen Heizwert von näherungsweise 40 MJ/kg aufweist.

  • Das bedeutet: Bei gleicher Masse enthält Heizöl deutlich mehr Energie als Holzpellets.

Verwenden Sie Heizöl statt Pellets, können Sie also denselben Energievorrat auf deutlich weniger Lagerfläche anlegen. Ihr Pelletsverbrauch liegt entsprechend höher. Damit Sie nicht erst umständlich umrechnen müssen, haben wir Ihnen den Heizwert und Brennwert der wichtigsten Brennstoffe zusammengestellt.

Heizwert & Brennwert der wichtigsten Brennstoffe

Brennstoff Heizwert [MJ/kg] Brennwert [MJ/kg]
Holz
14,4 bis 15,8
15,56 bis 17,03
Heizöl EL (Heizölsorte Extra Leicht)
40
45,40
Erdgas
32 bis 45
35 bis 46
Holzpellets
17,3
38,99

Nicht alle Brennstoffe lassen die Angabe eindeutiger Energiekennwerte zu. Bei Holz hängt die Ausprägung der Werte beispielsweise stark von der Holzart und der Feuchtigkeit ab. Über das Verhältnis zwischen Heizwert und Brennwert eines Stoffes bestimmt dagegen, wie viel Wasserdampf in den Verbrennungsabgasen enthalten ist.

Aufbau einer Brennwertheizung

Je weniger Verluste bei der Umwandlung von chemischer Energie in Wärmeenergie in einem Heizkessel entstehen, desto höher fällt die Energieeffizienz des Gesamtsystems aus. Ebenso wie Brennwertkessel nutzen auch herkömmliche Heizkessel die Verbrennungswärme zur Erhitzung des Vorlaufs. Das erwärmte Heizungswasser durchströmt dann die im Haus angebrachten Flächenheizungen, die für die Abgabe der Wärme an die Raumluft verantwortlich sind. Als Rücklauf gelangt das erkaltete Heizungswasser wieder zum Heizkessel.

Bevor das Wasser nun erneut durch die Verbrennungswärme erhitzt wird, durchläuft es im Brennwertkessel eine weitere Station. An dieser Stelle liegt die Temperatur des Rücklaufs so niedrig, dass das Wasser durch die Kondensationswärme aus dem Abgas vorgewärmt werden kann.

Die Grafik zeigt schematisch, wie Verbrennungswärme und Kondensationswärme genutzt werden, um über Wärmetauscher Vor- und Rücklauf zu erhitzen. Zu sehen ist auch, dass ein Ablauf für das entstandene Kondenswasser notwendig wird.

Extra Effizienz durch durchdachtes Luft-Abgas-System

Doch nicht nur die Nutzung der Kondensationswärme gewährleistet die besonders hohe Effizienz der Heizungsanlage. Eine andere Bauweise des Schornsteins ermöglicht die Vorwärmung der Ansaugluft der Heizung. Dabei strömen die Verbrennungsabgase und die Zuluft durch zwei konzentrisch angeordnete Rohre.

Auf diese Weise erwärmen die Abgase die Luft bereits, bevor sie in die Heizung gelangt. Der Brenner muss also weniger Energie aufwenden, um die Luft auf die benötigte Temperatur zu bringen. Der Heizungsbauer bezeichnet einen so aufgebauten Schornstein als Luft-Abgas-System (LAS).

Welche Energieeffizienz kann ein Brennwertkessel leisten?

Doch wie kann es dazu kommen, dass Hersteller und Heizungsbauer bei modernen Brennwertgeräten von Wirkungsgraden von über 100% sprechen? Solch ein Gerät kann tatsächlich nicht mehr Energie in den Heizkreislauf einspeisen, als ihm zugeführt wurde. Solche Effizienzwerte entstehen dadurch, dass man den Heizwert des jeweiligen Brennstoffes als Bezugsgröße heranzieht. Und ein Brennwertkessel kann schließlich mehr als den Heizwert eines Stoffes nutzbar machen. So kommen die theoretisch möglichen Wirkungsgrade aus der Tabelle zustande.

Abgase aus der Verbrennung von Erdgas enthalten den größten Anteil an Wasser, sodass der Einsatz der Brennwerttechnik hier die höchsten Effizienzgewinne verspricht.

Brennstoff Wirkungsgrad bezogen auf den Heizwert
Erdgas
111%
Flüssiggas
109%
Heizöl
106%

Die im Brennstoff enthaltene Energie kann aber auch ein modernes Gerät nicht vermehren. Die physikalisch unvermeidlichen Verluste bei der Energieumwandlung sorgen schließlich dafür, dass auch ein Brennwertkessel einen Teil der zugeführten Energie ungenutzt entweichen lässt.

Dennoch liegen die Effizienzvorteile der Brennwerttechnik auf der Hand: Während alte Heizungskessel oft gerade einmal 70 bis 85% des Brennwerts nutzbar machen, bewegen sich die Wirkungsgradverluste einer Brennwerttherme meist im einstelligen Bereich.

Wissenswertes zum Umstieg auf die Brennwerttechnik

Betreiben Sie eine ältere Öl- oder Gasheizung, dann wird sich der Umstieg auf die Brennwerttechnik in aller Regel nicht besonders kompliziert gestalten. Dennoch ist vor allem eine Maßnahme oft unerlässlich dafür, dass die neue Heizungsanlage optimal arbeiten kann: Die Sanierung des Schornsteins.

Schornsteinsanierung beim Umstieg auf Brennwerttechnik

  • Der Heizungsbauer sollte ein feuchtigkeits- und säurebeständiges Keramik- oder Edelstahlrohr in den vorhandenen Kamin einziehen.

  • Bei der Verwendung von zwei konzentrischen Rohren durchströmen die Abgase das innere Rohr, die Zuluft wird durch das Rohr mit dem größeren Durchmesser angesaugt.

  • Sollte eine Sanierung nicht möglich sein, gibt es eine Alternative zur Benutzung des bestehenden Kamins: Der Heizungsbauer kann auch ein neues Abgasrohr an der Hausfassade anbringen.

  • Als Anhaltspunkt für die zu erwartenden Kosten sollten Sie 100 Euro je Meter Abgasrohr einkalkulieren.

Brennwerttechnik im Altbau

Groß dimensionierte Flächenheizungen und eine hohe Dämmleistung des Mauerwerks gelten als die wichtigsten Voraussetzungen dafür, dass die Brennwerttechnik ihren Effizienzvorteil ausspielen kann. Der Grund: Je niedriger die Rücklauftemperatur des Heizungswassers, desto besser lässt sich die Kondensationswärme nutzen.

Doch auch beim Heizen im Altbau können Sie auf die Brennwerttechnik setzen. Zwar verlangen ältere Gebäude nach tendenziell höheren Systemtemperaturen – die für den Brennwerteffekt unverzichtbaren Taupunkttemperaturen werden aber dennoch über weite Strecken der Heizsaison unterschritten.

Lediglich wenn die Außentemperaturen auf arktische Verhältnisse absacken, muss die Heizungsanlage die Temperaturen so weit erhöhen, dass der Brennwerteffekt ungenutzt bleibt. Was die Brennwerttechnik darüber hinaus zur attraktiven Lösung für modernisierungswillige Eigentümer von Altbauten macht:

  • Die gesamte Peripherie (Umwälzpumpen, Brennstofftank, Rohrleitungen, etc.) kann weitergenutzt werden
  • Die Investition fällt geringer aus als beim Umstieg auf Wärmepumpe oder Blockheizkraftwerk
  • Im Zusammenhang damit sorgt der deutliche Effizienzgewinn für kurze Amortisationszeiten
  • Die Technik ist erprobt und zuverlässig

Wirtschaftlichkeit einer Brennwertheizung

Verfügen Sie über eine funktionierende Öl- oder Gasheizung, ist der Umstieg auf die Brennwerttechnologie mit vergleichsweise geringen Kosten verbunden. Für den Wärmeerzeuger selbst sollten Sie Kosten zwischen 3.000 und 5.000 Euro veranschlagen. Dazu kommt der Einbau inklusive Verlegung des Abgasrohres, für den weitere 1.000 bis 3.000 Euro fällig werden.

Wir empfehlen: Holen Sie mehrere Angebote von Heizungsbauern aus Ihrer Region ein und achten Sie neben dem günstigen Preis auch auf einen vollständigen Leistungsumfang und guten Service nach dem Kauf.

Heizungsbauer finden

Wenn Sie auch auf die moderne Brennwerttechnik umsteigen oder sich erst einmal beraten lassen möchten, finden Sie hier jede Menge Heizungsbauer für Ihr Anliegen!

Viele Brennwertkessel sind nicht so effizient, wie es die Besitzer erwarten. Schuld daran ist häufig, dass kein hydraulischer Abgleich durchgeführt wurde. Bei einer Brennwertheizung ist es nämlich besonders wichtig, dass die Temperatur des Rücklaufs niedrig ist. Nur dann kann die Kondensationswärme aus den Abgasen in das System eingespeist werden. Dies lässt sich am besten durch eine Optimierung der Wärmeabgabe der Heizkörper an die Luft erreichen. Genau dafür sorgt der hydraulische Abgleich, indem er gewährleistet, dass das Heizungswasser gleichmäßig durch alle Heizkörper zirkuliert.

Fazit: Langfristig Heizkosten sparen mit einem Brennwertgerät

Waren sie einst alternativlos, hat der Ruf der fossilen Brennstoffe Öl und Gas mittlerweile gelitten. Bauherren setzen dementsprechend beim Neubau oft auf andere Heizungstechnologien. Für Altbauten stellt der Umstieg auf einen Brennwertkessel jedoch in vielen Fällen die wirtschaftlichste Lösung zur Steigerung der Energieeffizienz dar. Während neue Technologien wie die Wärmepumpe oder ein Blockheizkraftwerk auf dem Papier oft die Nase vorn haben, punktet eine Brennwertheizung durch die beispiellose Integrationsfähigkeit in die vorhandene Peripherie und dementsprechend geringe Investitionssummen.

Möchten Sie wissen, wie Sie neben dem Umstieg auf die moderne Brennwerttechnik noch weiter Heizkosten sparen, lesen Sie hier weiter. Auch das richtige Lüften im Winter hilft dabei, hohe Energieverluste zu vermeiden. 

Andreas Wurm

Über den Autor

Andreas Wurm absolvierte seinen Bachelor of Science in Maschinenbau an der RWTH Aachen University und schloss einen Master in Energietechnik (Spezialisierung Erneuerbare Energien) an derselben Universität an. Nach seinem Studium war er von 2014 bis 2016 Projektingenieur in der Branche Heizungs- und Klimatechnik.

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