Was ist der Unterschied zwischen Niedertemperatur- und Kondensationsheizkesseln

Welcher ist der Unterschied zwischen einem Niedertemperatur- und Brennwertkessel

Wenn Sie heute eine neue Gasheizung suchen, stoßen Sie praktisch in allen Angeboten auf das Wort „Brennwert“. Niedertemperaturkessel (manchmal auch atmosphärisch oder klassisch genannt) wurden noch vor ein paar Jahren üblicherweise verkauft und dienen in vielen Haushalten in der Slowakei immer noch. Der Unterschied zwischen beiden Typen ist nicht nur eine Marketingetikette – es handelt sich um einen anderen physikalischen Verbrennungsmechanismus, der einen direkten Einfluss auf den Wirkungsgrad, die Abgasführung und letztendlich auch darauf hat, wie viel Sie für die Heizung tatsächlich bezahlen. In diesem Artikel erklären wir, wie beide Kesseltypen funktionieren, in welchen Aspekten sie sich unterscheiden und wann es Sinn macht, einen gegen den anderen auszutauschen.

Wie funktioniert ein Niedertemperatur- (klassischer) Kessel

Ein Niedertemperaturkessel verbrennt Erdgas auf klassische Weise – die Flamme erwärmt den Wärmetauscher, durch den die Heizungsanlagenwasser fließt, und die heißen Abgase verlassen den Kessel anschließend über den Schornstein nach außen. Der Kessel ist so eingestellt, dass die Rücklauftemperatur (also die Temperatur des Wassers, das von den Heizkörpern zurück in den Kessel fließt) nie unter einen bestimmten Grenzwert fällt, meist etwa 55 °C. Dieser Grenzwert ist nicht zufällig – er verhindert, dass der in den Abgasen enthaltene Wasserdampf sich (kondensiert) direkt im Wärmetauscher und im Schornstein absetzt. Kondensat ist nämlich sauer und weder ein normaler Stahl- noch ein Gusseisenwärmetauscher oder ein gemauerter Schornstein sind dafür ausgelegt, wodurch sie sich im Laufe der Zeit korrosiv beschädigen würden.

Genau aus diesem Grund müssen die Abgase eines Niedertemperaturkessels den Kessel stets noch ausreichend heiß verlassen – in der Regel haben sie am Ausgang eine Temperatur von 110 bis 150 °C. Dies ist gleichzeitig der Hauptgrund für den geringeren Wirkungsgrad: Die Wärme, die in den heißen Abgasen und im Wasserdampf gebunden ist, entweicht einfach durch den Schornstein ungenutzt. Der tatsächliche nutzbare Wirkungsgrad eines solchen Kessels bewegt sich daher im Bereich von 70 bis 90 %, in der Praxis trifft man am häufigsten auf einen Wert von etwa 84 %. Der Kessel wandelt also von 100 % der in dem Gas enthaltenen Energie in etwa 84 % Wärme für die Heizung um, der Rest geht verloren.

Die Abgasführung muss daher entweder über einen gemauerten oder einen Systemschornstein mit ausreichender Wärmebeständigkeit erfolgen – entweder mit natürlicher Saugkraft (die Abgase steigen durch den Schornstein von alleine aufgrund ihrer Temperatur und des Druckunterschieds) oder als sogenannte Turbo-Version mit gezwungener Saugkraft, bei der ein Lüfter die Abgase aktiv nach außen drückt. In beiden Fällen muss der Schornstein jedoch hohe Temperaturen aushalten und darf sich kein Kondensat bilden, weshalb ein normaler Kunststoffabgasrohr nicht verwendet wird.

Prinzip, mit dem ein Brennwertkessel zusätzliche Wärme gewinnt.

Wie funktioniert ein Brennwertkessel

Ein Brennwertkessel arbeitet mit dem gleichen Brennstoff, nutzt aber eine andere Philosophie. Anstatt sich vor der Kondensation der Abgase zu schützen, kühlt er diese gezielt so weit ab, dass der enthaltene Wasserdampf kondensiert und in flüssiges Wasser zurückverwandelt – genau wie Dampf aus einem Topf auf einer kühlen Deckel kondensiert. Dieser Phasenübergang (Dampf → Wasser) setzt zusätzliche Wärme frei, sogenannte Kondensationswärme, die ein Niedertemperaturkessel einfach durch den Schornstein verliert. Ein Brennwertkessel nutzt diese zusätzliche Wärme im Wärmetauscher und gibt sie wieder in das Heizwasser zurück.

Damit dieser Effekt überhaupt eintritt, muss ein Brennwertkessel die Abgase deutlich stärker abkühlen als ein klassischer Kessel – am Ausgang haben sie in der Regel nur noch 20 bis 50 °C, also fast Raumtemperatur. Dadurch kann er einen erheblich größeren Anteil der Energie aus dem Gas nutzen. Das physikalische Maximum des Wirkungsgrads liegt bei bis zu 98 %, in den technischen Daten der Hersteller begegnen Ihnen aber oft Werte von 105 – 109 %. Das sind keine Fehler noch Marketingtricks – sie ergeben sich aus der Tatsache, dass der Wirkungsgrad hier im Vergleich zur sogenannten Heizwertberechnung (Wärme ohne Kondensationswärme des Dampfes) berechnet wird, während ein Brennwertkessel tatsächlich auch Energie „zusätzlich“ gewinnt, die dieser Grundberechnung nicht berücksichtigt wird. Vereinfacht ausgedrückt: Ein Brennwertkessel kann aus der gleichen Menge Gas deutlich mehr Wärme erzeugen als ein Niedertemperaturkessel.

Weil die Abgase den Brennwertkessel bereits stark abgekühlt verlassen, ist für deren Abfuhr kein gemauerter Schornstein nötig – ein leichter Kunststoff-Konzentrikrohr (Rohr in Rohr, wobei innen die Abgase abgeführt und außen der Verbrennungsluft zugeführt wird) genügt. Kunststoff hält diese niedrige Temperatur problemlos aus, wodurch die Installation vereinfacht und günstiger wird, insbesondere dort, wo der ursprüngliche gemauerte Schornstein überhaupt nicht mehr genutzt werden muss.

Kondensation hat jedoch auch ihre „Abgabe“ – das entstandene Kondensat ist sauer, sein pH-Wert liegt im Bereich von etwa 3 bis 5 (also ähnlich sauer wie z. B. Fruchtsaft). Dieses Kondensat muss kontinuierlich aus dem Kessel in die Kanalisation abgeleitet werden, meist über einen Siphon und manchmal auch über eine Neutralisationswanne, die die Säure vor dem Abfluss in die Kanalisation teilweise reduziert. Ein Niedertemperaturkessel produziert kein solches Kondensat, weshalb die Ableitung in die Kanalisation oder die Neutralisation nicht erforderlich ist.

Vergleichstabelle

Die folgende Tabelle fasst die wesentlichen Unterschiede beider Kesseltypen an einem Ort zusammen.

Das bedeutet praktisch einen einfachen Kompromiss: Ein Niedertemperaturkessel ist günstiger in der Anschaffung, verbraucht aber für die gleiche Wärme mehr Gas. Ein Brennwertkessel verlangt hingegen eine etwas höhere Investition am Anfang, aber der Unterschied wird sich Ihnen im Laufe der Zeit durch niedrigere Gasrechnungen zurückzahlen. Genau deshalb werden Brennwertkessel heute fast ausschließlich verkauft – die EU-Ecodesign-Richtlinie (sogenannte ErP-Richtlinie) hat seit 2015 in der Praxis den Verkauf von Heizgeräten mit niedrigem Wirkungsgrad eingeschränkt, darunter auch den klassischen Niedertemperaturkessel. Ausnahmen gibt es nur in speziellen Fällen, beispielsweise dort, wo die Ableitung des Kondensats nicht möglich ist.

Beispiele von Heizkesseln zum Vergleich

Falls Sie sich den Unterschied an konkreten Produkten vorstellen möchten, eignet sich gut der Vergleich zweier Kessel desselben Herstellers und ähnlicher Leistungsklasse – einer niederflammen, der andere Brennwert.

Protherm Gepard 18/24 MOV – niederflammen (atmosphärischer) Kessel, einer der wenigen Modelle, der trotz verschärften Anforderungen an Ecodesign weiterhin als Ausnahme für spezifische Installationen verkauft wird. Eher geeignet für Objekte mit bestehendem Mauerfeueranschluss, bei denen ein Wechsel zu Brennwerttechnologie aus technischen Gründen nicht möglich ist. Preis ab 1.195,02 €.

Protherm Gepard Condens 18/25 MKV – Brennwertkessel aus derselben Produktreihe, vergleichbar an Leistung und Bestimmung (Wohnungen, Einfamilienhäuser), jedoch mit deutlich höherem Wirkungsgrad und geringerem Betriebsverbrauch an Gas aufgrund der Nutzung des Kondensationswärme. Preis ab 1.322,00 €.

Werte aus der Vergleichstabelle weiter unten im Artikel.

Zwei weitere Unterschiede aus der Vergleichstabelle.

Wirtschaftlicher Vergleich aus der Tabelle weiter unten.

Häufig gestellte Fragen

Ist ein Brennwertkessel immer besser?

Aus Sicht des Wirkungsgrads und der Betriebskosten ja – ein Brennwertkessel verbraucht fast immer weniger Gas für die gleiche Menge an Wärme. Ein niederflammen Kessel hat seine Berechtigung nur in einer engen Gruppe von Fällen, beispielsweise dort, wo die Möglichkeit fehlt, Kondensat in die Kanalisation abzuleiten oder wo aus technischen oder Denkmalschutzgründen der ursprüngliche Mauerfeueranschluss ohne Eingriff erhalten bleiben muss.

Kann ein Brennwertkessel an Heizkörper angeschlossen werden wie ein niederflammen Kessel?

Ja. Ein Brennwertkessel funktioniert zuverlässig auch mit klassischen Heizkörpern, doch um seine Vorteile (niedrige Abgastemperatur und Kondensation) voll auszuschöpfen, benötigt er eine möglichst niedrige Rücklauftemperatur – idealerweise unter 50 – 55 °C. Bei einer höheren Systemtemperatur (z. B. älteren überdimensionierten Heizkörpern eingestellt auf 70/55 °C) ist der Kondensationseffekt geringer, der Kessel funktioniert dennoch und ist dennoch effizienter als sein niederflammen Gegenstück. Er profitiert am meisten in Kombination mit Fußbodenheizung oder größeren niederflammen Heizkörpern.

Warum haben Brennwertkessel eine niedrigere Abgastemperatur?

Weil das eine unmittelbare Voraussetzung dafür ist, dass Kondensation überhaupt stattfinden kann. Der Wasserdampf in den Abgasen kondensiert nur dann zu Wasser, wenn die Abgase unter den sogenannten Taupunkt abgekühlt werden (bei Erdgas ca. 55 – 57 °C). Ein Brennwertkessel entzieht daher gezielt Wärme aus den Abgasen bis zu dieser Grenze und darunter – genau das ist die Quelle seines höheren Wirkungsgrads. Ein niederflammen Kessel muss hingegen die Abgastemperatur über dieser Grenze halten, um Kondensation zu vermeiden und so den Wärmetauscher und den Schornstein nicht zu beschädigen.

Warum darf ein niederflammen Kessel keine zu kalte Rücklauftemperatur haben?

Die Abgastemperatur im Kessel hängt eng mit der Temperatur des zurücklaufenden Wassers aus dem Heizkreis zusammen. Wäre das Rückwasser zu kalt, würde es auch die Abgase unter den Taupunkt abkühlen und unerwünschte Kondensation im Wärmetauscher verursachen, der dafür nicht konstruiert ist. Deshalb halten niederflammen Kessel eine minimale Rücklauftemperatur (typischerweise ca. 55 °C) – von dort stammt auch der Name „niederflammen“, der sich auf die untere Grenze der Betriebstemperatur bezieht, nicht darauf, dass er „unzureichend“ heizt.

Lohnt es sich, zusätzlich einen niederflammen Kessel statt eines Brennwertkessels einzubauen?

Normalerweise nicht. Aufgrund der geltenden europäischen Ecodesign-Verordnung werden neue niederflammen Kessel nur in Ausnahmefällen verkauft und für die meisten Haushalte ist ein Brennwertkessel trotz höheren Anschaffungspreises vorteilhafter – der Preisausgleich durch den geringeren Gasverbrauch erfolgt in der Regel innerhalb mehrerer Heizperioden.

Muss ein Brennwertkessel immer einen Kunststoff-Abgasrohr haben?

Fast immer ja, da es sich um die einfachste und günstigste Lösung handelt, die der niedrigen Abgastemperatur entspricht. In einigen Installationen wird der Brennwertkessel jedoch auch an einen vorhandenen gemauerten Schornstein angeschlossen, der mit einer widerstandsfähigen Kunststoff- oder Edelstahlauskleidung versehen wird, die genau für die Niedertemperaturabgase mit Kondensat vorgesehen ist – das ist bei Sanierungen üblich, bei denen der ursprüngliche Schornstein aus konstruktiven Gründen erhalten bleibt.

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