Wärme lässt sich auf verschiedene Weise übertragen. In der Heiztechnik ist der Wärmeaustausch zwischen zwei zusammenarbeitenden Bauteilen üblich: Das kühlere Bauteil übernimmt Wärme vom heißeren. Beim Abgaswärmetauscher ist das heiße Abgas der Lieferant, dem Wärme entzogen wird. Diese Wärmeenergie wird an das Heizwasser im Rücklauf abgegeben. Damit ist der Abgaswärmetauscher ein zentrales Element der Brennwerttechnik. Wir erklären Funktion, Aufbau, Kosten und Vorschriften.

Funktionsprinzip

Der Abgaswärmetauscher nutzt Wärmereserven, die sonst ungenutzt durch den Schornstein entweichen würden. Die zurückgewonnene Wärme heizt das rücklaufende Heizwasser vor, sodass der Brenner weniger Energie aufwenden muss. Dadurch sinkt die zugeführte Brennstoffmenge und die Gesamteffizienz der Heizungsanlage steigt. Genau dieses Prinzip macht die Brennwerttechnik so sparsam: Sie holt aus dem Abgas die Kondensationswärme zurück, die bei älteren Heizwertgeräten verloren geht.

Aufbau eines Abgaswärmetauschers

Der Abgaswärmetauscher nutzt die gute Wärmeaufnahme und Leitfähigkeit von Metall. Vereinfacht gesagt wird das Metall in den heißen Abgasstrom gehalten und die aufgenommene Wärme auf der anderen Seite vom zurückströmenden Heizwasser abgenommen. Üblicherweise besteht das Bauteil aus Edelstahl und wird am Übergang zwischen Kesselausgang und Schornstein montiert. Ein als Register bezeichnetes Rippensystem nimmt die Wärme aus dem vorbeiströmenden Abgas auf, während der erhitzte Stahl auf der anderen Seite in den Fließkanal des Rücklaufwassers ragt. Abgas und Heizwasser bleiben dabei in getrennten Kreisläufen, die nur über das Metall thermisch verbunden sind. So kann der Wärmetauscher die im Abgas enthaltene Energie bis zur Kondensation nutzen.

Abkühlungs- und Aufheiztemperaturen

Entscheidend ist die Temperatur der Abgase, die je nach Anlage sehr hoch sein kann. Ein leistungsfähiger Abgaswärmetauscher entzieht dem Abgas rasch viel Wärme, sodass die Abgastemperatur stark abfällt, häufig auf Werte zwischen etwa 30 und 60 Grad. Bei dieser Abkühlung kondensiert der im Abgas enthaltene Wasserdampf. Die Ableitung dieses Kondenswassers war lange eine der schwierigsten Aufgaben bei der Entwicklung der Brennwerttechnik. Da das stark abgekühlte Abgas oft nicht mehr von allein aufsteigt, wird der Abzug häufig durch Ventilatortechnik unterstützt.

Einflussfaktoren auf die Effizienz

Wie viel Wärme sich zurückgewinnen lässt, hängt von mehreren Faktoren ab:

• Fläche der wärmeaufnehmenden und der wärmeabgebenden Seite,
• Temperatur und Beschaffenheit des Abgases,
• Temperatur und Beschaffenheit des Rücklaufwassers,
• Platzierung des Wärmetauschers,
• Anlagendruck, Dimension und Durchflussvolumen,
• Metallart der wärmetauschenden Bauteile,
• Regelfähigkeit im Verhältnis zu Wärmebedarf und Auslastung.

Je niedriger die Rücklauftemperatur, desto besser kann das Abgas kondensieren und desto mehr Wärme wird zurückgewonnen. Deshalb harmoniert die Brennwerttechnik besonders gut mit Flächenheizungen.

Vorschriften, Preise und Amortisation

Der Einbau von Abgaswärmetauschern ist zulassungspflichtig. Maßgeblich sind die Vorgaben des Deutschen Instituts für Bautechnik. Eine autorisierte Prüfstelle muss die Anlage prüfen und zertifizieren, und zwar sowohl bei Neuanlagen als auch bei Nachrüstungen. Bei den Preisen gilt:

• Modelle für gängige Heizungen im Einfamilienhaus liegen zwischen etwa 200 und 500 Euro.
• Abgaswärmetauscher für Blockheizkraftwerke sind technisch aufwendiger, oft in Bypasstechnik ausgeführt und aus Keramik-Metall-Kombinationen gefertigt. Sie kosten ab etwa 5.000 Euro.

Die Spareffekte, gerade in Verbindung mit der Kraft-Wärme-Kopplung, relativieren die höheren Anschaffungskosten. Sowohl bei der Ölheizung als auch bei Blockheizkraftwerken amortisiert sich ein Abgaswärmetauscher meist innerhalb von etwa fünf bis acht Jahren.

Wartung und Betrieb

Ein Abgaswärmetauscher arbeitet in einem anspruchsvollen Umfeld, da er ständig heißen, teils aggressiven Abgasen ausgesetzt ist. Bei der Kondensation entsteht saures Kondensat, das über eine geeignete Ableitung und gegebenenfalls eine Neutralisation entsorgt werden muss. Damit der Wärmetauscher dauerhaft effizient bleibt, sollte er regelmäßig gereinigt werden, da sich auf den Rippen Ablagerungen bilden können, die den Wärmeübergang verschlechtern. Diese Reinigung übernimmt der Fachbetrieb im Rahmen der jährlichen Heizungswartung mit. Auch die Kondensatableitung und die Dichtheit werden dabei geprüft. Ein gut gewarteter Abgaswärmetauscher erhält den hohen Wirkungsgrad der Brennwerttechnik über viele Jahre.

Bedeutung für effizientes Heizen

Der Abgaswärmetauscher ist der Grund, warum moderne Brennwertgeräte deutlich sparsamer sind als alte Heizwertkessel. Indem er die im Abgas gebundene Wärme zurückgewinnt, senkt er den Brennstoffverbrauch spürbar und reduziert damit Kosten und CO2-Emissionen. Sein Nutzen ist umso größer, je niedriger die Rücklauftemperatur ist, weshalb er besonders gut mit Flächenheizungen und niedrig eingestellten Heizkurven harmoniert. Auch bei Blockheizkraftwerken steigert er die Gesamtausbeute erheblich. Damit ist der Abgaswärmetauscher ein zentrales Bauteil für effizientes Heizen und ein gutes Beispiel dafür, wie sich durch clevere Technik Energie einsparen lässt, die andernfalls ungenutzt verloren ginge.

Fazit

Der Abgaswärmetauscher ist das Herzstück der Brennwerttechnik: Er gewinnt aus dem heißen Abgas Wärme zurück und heizt damit das Rücklaufwasser vor, wodurch der Brennstoffverbrauch sinkt und die Effizienz steigt. Er besteht meist aus Edelstahl, sitzt zwischen Kessel und Schornstein und ist bei modernen Brennwertgeräten bereits integriert. Der Einbau ist zulassungspflichtig. Trotz höherer Anschaffungskosten, besonders bei Blockheizkraftwerken, amortisiert sich das Bauteil über die Energieersparnis meist in wenigen Jahren und trägt spürbar zu einem sparsamen Heizbetrieb bei.