EinHeizkessel ist einWärmeerzeuger, derchemisch gebundene inthermische Energie umsetzt und meist derGebäudeheizung dient. EinBrenner erwärmt die Brennkammer des Kessels, die alsWärmetauscher dient und die thermische Energie der Flamme an einFluid überträgt. Heute wird meist ein mit Wasser befüllterHeizkreis zum Transport und zur Verteilung der Wärme genutzt.

Traditionell wurde der Heizkessel meist ebenerdig oder in einem Kellerraum in der Nähe des Brennstofflagers aufgestellt. Zur Einsparung eines über alle Etagen geführtenSchornsteins werden Heizkessel bei Neubauten auch imDachboden installiert.

Gasheizkessel gewinnen Wärmeenergie aus der Verbrennung vonErdgas und transportieren die Wärmeenergie über den Wärmeträger Wasser. Bei veralteten Gasheizkesseln entstehen oftmals hohe Wärmeverluste und Kosten; durch moderneBrennwertkessel können Energiekosten gesenkt und der Schadstoffausstoß vermindert werden.

Im Gegensatz zu Feuerstätten für feste Brennstoffe ist zum Betrieb von gasbetriebenen Feuerstätten kein rußbrandbeständigerSchornstein(Rauchgasleitung) erforderlich. Aufgrund derVersottungsgefahr durch kondensierendesAbgas müssenNiedertemperatur- und besondersBrennwertkessel jedoch an eine feuchtigkeitsunempfindlicheAbgasleitung angeschlossen werden, die heute häufig alsLuft-Abgas-System ausgeführt wird.^[6]

Ein Ölheizkessel nutzt den fossilen Brennstoff Öl zur Erzeugung von Wärmeenergie durch Verbrennung. Neben dem Heizkessel wird zur Lagerung des Brennstoffes ein Öltank benötigt. Die Angaben zurAbgasanlage für gasbetriebene Kessel treffen weitgehend auch für Ölheizkessel zu.

Ölheizungen verlieren in Deutschland an Bedeutung. Nachteile bestehen im gegenüber Gasheizkesseln erhöhten Aufwand für Wartung und Brennstofflagerung sowie volatile Rohstoffpreise und eine etwas höhere Umweltbelastung.

Die Holzkesselheizung zählt zu denBiomasse-Heizkesseln, als Brennstoff wird Stück- bzw. Scheitholz verwendet. Aufgrund der hohen Öl- und Gaspreise ist das Heizen mit Biomasse wie Holz wieder zu einer Alternative für viele Hausbesitzer geworden.

Pellet-Heizkessel zählen zu den Biomasse-Heizkesseln, als Brennstoff werden üblicherweisePellets aus Holz verwendet. Holzpellets sind kleine Presslinge aus Sägemehl und haben durch ihre Verdichtung und meist geringereFeuchte einen höheren Energiewert als normales Scheitholz.

Der Betrieb eines Pellet-Heizkessels erfordert einen Brennstoff-Lagerraum, aber weniger Platz als dies beim Heizen mit Scheitholz der Fall wäre. Die Befeuerung des Heizkessels mit Holzpellets erfolgt über Fördersysteme oftmals automatisch. Nachteile siehePelletheizung#Kritik.

Heizkessel werden z. B. für folgende Einsatzzwecke genutzt:

• Dampferzeugung, Industrie-Dampfmaschine
• Wärmeerzeugung,Heizung undWarmwasser-Bereitung für Gebäude
• Abfallverbrennung

Zur Optimierung von Heizanlagen wird oft die gesamte Kette der Energiegewinnung, von der Förderung über Veredlung (in einer Raffinerie), Transport, Energieumwandlung und Wärmeverteilung berücksichtigt, viele Details werden einbezogen. Weil aber für Heizung, Warmwassererzeugung und Lüftung auf Herstellerangaben (Wärmeverluste bei Betrieb) zurückgegriffen wird^[7][8] werden in der Praxis vorkommendeStillstandsverluste (die auch bei Neubauten gar nicht bekannt sein können) nicht bestimmt und somit nicht exakt ermittelt. Eine Erfassung derartiger Wärmeverluste wäre nur mitWärmemengenzählern bei denVorlauf­armaturen (Heizung und Warmwasser) und Abgleich mitGasverbrauchszählern oderÖlzählern möglich (siehe dazu auchNutzungsgrad).

In der Fachliteratur und in Veröffentlichungen sind unterschiedliche Beurteilungen der Bereitschaftsverluste zu finden. Je nach Datenquelle und Brennstoff von„deutlich unter 1 %“^[9] bis zu 40 % (bei Heizöl)^[10] oder 50 %^[11]des gesamten Brennstoffverbrauchs. Die Stillstandsverluste werden meist durch Luftspülung des Brennerraums vor und nach dem Brennerlauf hervorgerufen (umVerpuffungen von Brennstoffresten zu vermeiden). Sie entstehen beim „Takten“ (Ausschalten des Brenners, Ruhezeit mit Abkühlung, Start des Brenners mit zuerst instabiler Flamme und Laufzeit bis zum nächsten Ausschalten). Nicht unüblich sind dabei Werte von 30.000 Takten und mehr im Jahr und natürlich ebenso vielen Brennerraum-Auskühlvorgängen. An 365 Tagen (inklusive der Warmwasserbereitung und -bevorratung) stehen 1.800 Stunden Brennerlaufzeit 6.960 Stunden „Bereitschaft“ (=Auskühlung) gegenüber^[12]. Die Wärmeverluste der wärmegedämmten Heizkessel werden dann zum Großteil „zum Kamin hinausgeheizt“.

Das Takten wird meist verursacht, weil das Heizungswasser (der „Rücklauf“) zu schnell und zu heiß wieder zurückfließt und dann der Brenner – unabhängig von sonstigenRaumthermostat­abschaltungen – eine Notabschaltung macht (weil sonst die erzeugte Wärme nicht weggekühlt und abgeführt werden könnte). Sobald das Wasser im Heizkessel abgekühlt ist (Schaltzeit =Hysterese), springt der Brenner wieder an, um alsbald wieder abzuschalten. Die damit verbundenen regelmäßigen Brennerraum-Auskühlvorgänge summieren sich zu erheblichen Wärmeverlusten. Eine der häufigsten Ursachen des Taktens ist im ArtikelHydraulischer Abgleich erklärt, welche mit verhältnismäßig geringem finanziellen Aufwand unterbunden werden kann und somit Heizenergie/Heizkosten eingespart werden können.

Bei der regelmäßigen Messung derAbgasverluste gemäß der deutschenVerordnung über kleine und mittlere Feuerungsanlagen werden die Abgase von Heizkesseln imRegelbetrieb gemessen. Verluste bei der Abkühlung werden dadurch nicht erfasst.

Bei dem von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) geförderten OPTIMUS-Programm wurden Einsparpotentiale bei Ein- und Mehrfamilienhäusern in der Praxis ermittelt. Die untersuchten Objekte hatten im Mittelwert folgende ungünstige Auslegung:

• Überdimensionierung der Wärmeerzeugerauslegung um etwa 80 % bezogen auf die nötige Gebäudeheizlast (Abhilfe: Heizkessel mit„modulierendem Brenner“, also einem Brenner, dessen Leistung reduziert werden kann).
• Leistungsüberdimensionierung der Pumpen um das Dreifache, bezogen auf die ausreichende elektrische Auslastung (Abhilfe: Drehzahlregelbare Pumpen)
• Überdimensionierung der Heizkörpernormleistung um 70 % bezogen auf die effektive Raumheizlast (Abhilfe:Hydraulischer Abgleich)^[13].

Die Gegenmaßnahmen waren (2003) mit Aufwänden von 2 bis 7 Euro pro Quadratmeter Wohnfläche vergleichsweise kostengünstig.^[14] Dabei wurden lediglich folgende Maßnahmen durchgeführt^[15]:

• Einbau und Regulierung von voreinstellbaren Thermostatventilen zur Durchflussbegrenzung (hydraulischer Abgleich)
• Anpassung bzw. Einstellungen der Heizungsumwälzpumpen
• Einstellung der Heizungsregelungen, um eine größere Schalthysterese zu erreichen, d. h. die Taktung verringert bzw. die Zeitspanne zwischen Ausschalten und Wiedereinschalten des Brenners erhöht sich.

Die Erfolge der beim OPTIMUS-Projekt verbesserten Einzelheizungen ergäben hochgerechnet auf gesamt Deutschland ein Einsparpotential zwischen 20.000 und 28.000 GWh Primärenergie pro Jahr^[16] (zum Vergleich: das Kernkraftwerk Brokdorf speiste im Jahr 2010 11.360 GWh elektrischen Strom ins Netz ein^[17]).

ModerneBrennwertkessel beziehen die zur Verbrennung nötige Luft meist durch ein kombiniertesLuft-Abgas-System. Die häufigste Ausführungsform bei kleinen Kesseln sind konzentrische Doppelrohre. Das Abgas wird durch das innere Rohr abgeleitet, die Verbrennungsluft wird durch das äußere Rohr zugeführt. Dies ermöglicht die Vorwärmung der Verbrennungsluft, während sich die Brennwertnutzung durch Abkühlung und Kondensation der Abgase verbessert.

Die leistungsfähigen Wärmetauscher von Brennwertkesseln bestehen oft aus feinen Lamellen, die im Allgemeinen einmal jährlich gereinigt werden sollten. Wenn die Verbrennungsluft Staub oder andere Partikel enthält, kann eine häufigere Reinigung erforderlich werden.

Schon geringste Anteile vonhalogenierten Kohlenwasserstoffen in der Verbrennungsluft führen zur flächigenKorrosion metallischer Teile, die mit den Verbrennungsgasen in Kontakt kommen. BeiEdelstahl kannLochkorrosion auftreten.Wenn die Verbrennungsluft dem Aufstellraum entnommen wird, so können freie Halogenverbindungen beispielsweise aus folgenden Quellen stammen:CKW-haltigeAbbeizmittel oder Klebstoffentferner,FCKW-haltige Sprühdosenlacke und -klebstoffe, chlorhaltigeDesinfektionsmittel bzw.Chlorbleiche wieJavellewasser, sowie Dämpfe derSalzsäure.^[18]

DieRauchgasreinigung durchEntstaubungsanlagen undRauchgaswäscher sind bei großen HeizungsanlagenStand der Technik, sind jedoch auch für kleinere Heizkessel unter 50 kW verfügbar^[19]. Gemäß einer Studie über den Stand der Technik bei Partikelabscheidern wäre die Effizienz der Feinstaubabscheidung bei Systemen allein mit Rauchgaskondensation aber gering (im Bereich von 10 bis 20 %). GrobeFlugaschepartikel würden hingegen meist abgeschieden^[20].

Ältere Heizkessel können überasbesthaltige Dichtungen verfügen. Die Wartung und Reinigung von Feuerungsanlagen mit asbesthaltigen Schnurdichtungen und der Ausbau von asbesthaltigen Dichtschnüren gehören (unter bestimmten Bedingungen) zu den Verfahren mit geringer Exposition gegenüber Asbest. Daher sind sie zulässig und können nach DGUV Information 201-012, (bisher: BGI 664), BT 17 durchgeführt werden. Dort sind die nach derGefahrstoffverordnung erforderlichen Schutzmaßnahmen und organisatorischen Voraussetzungen aufgeführt.^[21]

• Brennwertkessel
• Feuerung (Gasfeuerung, Gasbrenner, Ölbrenner etc.)
• Kombitherme

Wikibooks: Optimierung von Kleinheizungsanlagen – Lern- und Lehrmaterialien

Commons: Heizkessel – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

1. ↑Deutschland-Infografik bei meineheizung.de, private Website
2. ↑PDF-Datei abrufbar bei:AGEB AG Energiebilanzen e. V. (Memento desOriginals vom 8. August 2014 imInternet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.ag-energiebilanzen.de, Energieverbrauch in Deutschland, Daten für das 1. Quartal 2012, zuletzt abgerufen Oktober 2012
3. ↑http://www.statistik.at/web_de/statistiken/energie_und_umwelt/energie/energieeinsatz_der_haushalte/index.html
4. ↑Haushaltszentralheizungen mit unbekanntem Brennstoff wurden als Fernwärme definiert
5. ↑Schweizerische Eidgenossenschaft, Bundesamt für Statistik (Memento vom 16. November 2013 imInternet Archive), Gebäude und Wohnungen – Daten, Indikatoren, Gebäude nach Heizungsart und Energieträger der Heizung
6. ↑Informationen zuAbgasanlagen, Bruno Bosy
7. ↑H.Alt:Anlagenaufwandszahl (PDF-Datei (Memento vom 16. Oktober 2013 imInternet Archive); PDF; 106 kB), Energieausweis, Fachhochschule Aachen
8. ↑Kati Jagnow, Stefan Horschler:Kurzbeschreibung DIN V4701-10 BBL1:2002-02 (PDF-Datei)
9. ↑Ansgar Schrode:Heizsysteme im Niedrigenergiehaus, IKZ-HAUSTECHNIK, Ausgabe 9/1997
10. ↑Optimierung wo anfangen?
11. ↑Takten der Heizung (Memento vom 20. September 2013 imInternet Archive)
12. ↑Umweltfreundlich und sparsam heizen — aber wie?
13. ↑Jagnow, Wolff: OPTIMUS-Kurzbericht, Seite 3 (Memento vom 27. November 2013 imInternet Archive) (PDF; 198 kB)
14. ↑Das projekt OPTIMUS (Memento vom 2. Oktober 2013 imInternet Archive)
15. ↑Jagnow, Wolff: OPTIMUS-Kurzbericht, Seite 5 (Memento vom 27. November 2013 imInternet Archive) (PDF; 198 kB)
16. ↑Jagnow, Wolff: OPTIMUS-Kurzbericht, Seite 7 (Memento vom 27. November 2013 imInternet Archive) (PDF; 198 kB)
17. ↑Power Reactor Information System der Internationalen Atomenergieorganisation IAEO (englisch)
18. ↑Korrosion durch Halogenkohlenwasserstoffe - Informationsblatt Nr. 1, März 2011, Bundesverband der Deutschen Heizungsindustrie
19. ↑Michael Sattler:Staubabscheider für den Hausbrand (<50 kW) – in der Schweiz erhältliche oder kurz vor der Einführung stehende Systeme – mit praktischen Informationen für Kaminfeger,(PDF-Datei; 429 kB) (Memento vom 22. Oktober 2013 imInternet Archive) Langenbruck 2007, bei oekozentrum.ch
20. ↑Christoph Mandl, Ingwald Obernberger:Studie zum Stand der Technik von Partikelabscheidern für häusliche Biomassefeuerungen, IEA Bioenergy Task32 „Biomass combustion and Cofiring“, (deutsch),(PDF-Datei; 779 kB) (Memento vom 19. Oktober 2013 imInternet Archive)
21. ↑Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA): Aktuelle Ergänzungen zur DGUV Information 201-012 (bisher: BGI 664) "Asbestsanierung". Abgerufen am 22. Juni 2021. 

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