Bei Verbrennungsvorgängen ändert das beteiligte Wasser seinen Aggregatzustand. Erhitzt geht es in Wasserdampf über, kühlt es ab, kondensiert es wieder zu flüssigem Wasser. Genau diesen Übergang beschreibt der Taupunkt: Er ist die Temperatur, bei der gasförmiger Wasserdampf zu flüssigem Wasser wird. Dabei wird die Wärmeenergie frei, die zuvor zum Verdampfen aufgewendet wurde. Für die Brennwerttechnik ist dieser Effekt zentral, denn sie nutzt genau diese zurückgewonnene Energie.

Taupunkt und Wärmerückgewinnung

Bis zur Entwicklung des Brennwertverfahrens blieb die bei der Kondensation frei werdende Wärmeenergie ungenutzt. Der Taupunkt spielte lange nur bei der Abgasabführung eine Rolle, denn kondensierender Wasserdampf im Schornstein kann zur Versottung führen. Die Brennwerttechnik nutzt die Kondensation gezielt und führt die zurückgewonnene Wärme dem Heizkreislauf zu. Um den Taupunkt zu bestimmen, sind die Art des Brennstoffs und der Anteil des Kohlendioxids (CO2) im Abgas maßgeblich. Als durchschnittliche Taupunktwerte gelten:

Brennstoff	Temperatur in Grad Celsius
Heizöl	47
Erdgas	56
Flüssiggas	57
Propan	53

Die theoretisch nutzbare Wärmeenergie am Taupunkt beträgt bei Heizöl bis zu 6 Prozent, bei Flüssiggas bis zu 9 Prozent und bei Erdgas bis zu 11 Prozent des Heizwertes. Um die nötige Abkühlung zu erreichen, nutzen moderne Brennwertsysteme die niedrige Rücklauftemperatur des Heizsystems. So entsteht die Kondensation, ohne dass zusätzliche Energie aufgewendet werden muss. Das erklärt auch, warum Brennwertgeräte am effizientesten mit niedrigen Rücklauftemperaturen arbeiten, wie sie etwa Flächenheizungen liefern.

Den Taupunkt berechnen

Für die Berechnung sind mehrere Größen nötig. Der Brennstoff bestimmt die Kohlendioxidkonzentration im Abgas, und die brennstoffspezifische Taupunktkurve setzt die Taupunkttemperatur ins Verhältnis zum CO2-Gehalt: Mit steigendem CO2 steigt die Temperatur. Bei der Heizölverbrennung entstehen rund 13 Prozent CO2, was bei etwa 47 Grad kondensieren lässt. Bei Erdgas sind es etwa 10 Prozent CO2 und ein Taupunkt um 56 Grad. Weil Gas den Taupunkt auf einem höheren Niveau erreicht, setzt die Wärmeausbeute aus dem Kondensat hier früher ein als bei Heizöl.

Abweichungen im Brennraum

Weitere Einflussgrößen sind die eingestellte Vorlauftemperatur und der Sättigungsdampfdruck im Brennraum. Da die heißen Gase in Brennkammer und Heizrohren nicht völlig gleichmäßig verteilt sind, kann der Taupunkt am kühleren Rand eines Rohrs vom Wert in der Mitte abweichen. Ein anschauliches Beispiel ist die Kondensation an einem kühleren Edelstahlrohr im Schornstein, obwohl der mittlere Taupunkt noch nicht erreicht ist. Für die Praxis bedeutet das, dass ein feuchtigkeitsbeständiger, korrosionsfester Schornstein wichtig ist, damit Kondensat keine Schäden verursacht.

Wie sich Taupunkte messen lassen

Für eine einfache Messung genügt eine Sonde, die die Feuchtigkeit im Abgas erfasst und dem Punkt des gesättigten Wasserdampfs eine Temperatur zuordnet. Am genauesten arbeiten Taupunktspiegelhygrometer: Sie nutzen die Kondensation auf einer beheiz- oder kühlbaren Spiegelfläche, deren Beschlagen optisch erfasst wird. Für Hausbesitzer ist die genaue Messung weniger relevant als das Grundverständnis: Eine Brennwertheizung schöpft ihr Sparpotenzial nur dann voll aus, wenn die Rücklauftemperatur niedrig genug ist, um den Taupunkt sicher zu unterschreiten. Deshalb lohnt es sich, die Heizung entsprechend einzustellen und beispielsweise mit Flächenheizungen zu kombinieren.

Bedeutung für den Alltag

Für den Betrieb einer Brennwertheizung ist das Verständnis des Taupunkts von praktischer Bedeutung. Nur wenn die Abgase im Gerät unter ihren Taupunkt abgekühlt werden, kondensiert der Wasserdampf und die zusätzliche Wärme wird nutzbar. Voraussetzung dafür ist eine niedrige Rücklauftemperatur. Wird die Heizung mit zu hohen Vorlauf- und Rücklauftemperaturen betrieben, unterschreitet das Abgas den Taupunkt nicht mehr zuverlässig, und der Brennwerteffekt geht teilweise verloren. Die Anlage arbeitet dann nur noch wie ein herkömmlicher Heizwertkessel.

Deshalb ist es sinnvoll, die Heizkurve so niedrig wie möglich einzustellen und die Heizflächen entsprechend auszulegen. Großflächige Heizkörper und vor allem Flächenheizungen wie die Fußbodenheizung kommen mit niedrigen Temperaturen aus und begünstigen die Kondensation. So schöpft die Brennwertheizung ihr volles Sparpotenzial aus.

Kondensat richtig ableiten

Bei der Kondensation entsteht saures Kondensat, das kontrolliert abgeleitet werden muss. Moderne Brennwertgeräte verfügen dafür über einen Kondensatablauf, der das anfallende Wasser in die Abwasserleitung führt. Je nach Anlagengröße und örtlichen Vorschriften kann eine Neutralisationseinrichtung erforderlich sein, die das Kondensat vor der Einleitung neutralisiert. Auch der Schornstein muss feuchtigkeits- und säurebeständig ausgeführt sein, um Schäden durch das Kondensat zu vermeiden. Wer diese Punkte beachtet, betreibt seine Brennwertheizung effizient und dauerhaft störungsfrei und nutzt die am Taupunkt frei werdende Energie optimal aus.

Wer diese Zusammenhänge kennt, versteht, warum eine Brennwertheizung nur mit niedrigen Rücklauftemperaturen ihr volles Sparpotenzial entfaltet, und kann seine Anlage entsprechend einstellen lassen.