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Abgasverlust

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Definition: der Anteil der z. B. in einem Heizkessel erzeugten Wärme, der im Betrieb über das Abgas verloren geht

Englisch: exhaust gas loss

Kategorien: Energieeffizienz, Grundbegriffe, Haustechnik, Wärme und Kälte

Autor: Dr. Rüdiger Paschotta (G+)

Wie man zitiert; zusätzliche Literatur vorschlagen

Ursprüngliche Erstellung: 02.11.2012; letzte Änderung: 21.02.2017

Der Abgasverlust eines Heizkessels ist der (meist in Prozent ausgedrückte) Anteil der erzeugten Wärme, die über das Abgas in den Schornstein gelangt und damit in der Regel verloren ist.

Die direkte Messung der erzeugten und verlorenen Wärmemengen ist nicht praktikabel. Deswegen wird der Abgasverlust rechnerisch (mit der Siegertschen Formel) ermittelt aus der Abgastemperatur, der Temperatur der zugeführten Verbrennungsluft (meistens gleich der Raumtemperatur ) und dem Sauerstoffgehalt (oder alternativ dem CO2-Gehalt), die während eines längeren Brennerbetriebs gemessenen werden. Beispielsweise errechnet sich bei einem Ölkessel, bei dem die Abgasmessung eine Abgastemperatur von 180 °C bei einer Raumtemperatur von 15 °C und ein Sauerstoffgehalt von 4 % ergab, ein Abgasverlust von 6 %.

Offenkundig zeigt eine hohe Abgastemperatur an, dass viel Wärme verloren geht. Es ist aber auch der Restsauerstoffgehalt relevant: Ist er hoch (durch einen Überschuss an zugeführter Verbrennungsluft), so wird die Menge des Abgases entsprechend erhöht. Dieser Effekt ist natürlich besonders bei hohen Abgastemperaturen wichtig.

Bei konventionellen Gas- und Ölheizungen liegt der Abgasverlust heute meist zwischen 5 % und 10 %; mit einem Brennwertkessel kann es auch deutlich weniger sein (z. B. 2 %). Ein Abgasverlust von 10 % entspricht der in Deutschland erlaubten Grenze (auch für alte Anlagen) bei Kesselleistungen zwischen 25 kW und 50 kW (bei Heizöl und Erdgas) [1].

Abgasverluste und Energieeffizienz

Während des Brennerbetriebs (meist bei Volllast) ist der Abgasverlust der deutlich dominierende Verlustweg, also deutlich größer als die Wärmeabstrahlung des Kessels in den Heizkeller. Deswegen bedeutet ein Abgasverlust von z. B. 10 %, dass der Wirkungsgrad des Kessels bei annähernd 90 % liegt. Man beachte aber, dass in dieser Betrachtung wichtige Umstände fehlen:

Es ist somit klar, dass die Energieeffizienz eines Heizkessels nicht allein durch die Abgasverluste beurteilt werden kann, obwohl dies für ständige Volllast annähernd korrekt wäre. Die Bereitschaftsverluste können über das Jahr wesentlich bedeutender werden als die Abgasverluste.

Reduktion der Abgasverluste

Möglichst geringe Abgasverluste erreicht man vor allem dadurch, dass man die Wärmeübertragerflächen im Heizkessel für die jeweilige Kesselleistung großzügig auslegt, um die Abgastemperatur zu reduzieren. Bei einem herkömmlichen gemauerten Schornstein darf die Abgastemperatur aber nicht allzu weit abgesenkt werden, da sonst eine Versottung droht. Die Energieeffizienz wird in diesem Falle also durch den Schornstein begrenzt und nicht nur durch die Technik im Heizkeller. Bei Verwendung eines Brennwertkessels, der sehr niedrige Abgastemperaturen von teils unter 50 °C erreicht, wird in der Regel ein feuchtebeständiges Abgasrohr (z. B. aus Kunststoff) im Schornstein verwendet, so dass eine Versottung unmöglich ist.

Der zweite Parameter – wichtig vor allem bei hohen Abgastemperaturen – ist der Restsauerstoffgehalt. Der Überschuss an Verbrennungsluft soll möglichst klein sein, um die Abgasmenge zu minimieren. Allerdings ist ein gewisser Sauerstoffüberschuss nötig, um eine vollständige Verbrennung zu erzielen. Dies trifft insbesondere auf Holzkessel zu, da es dort nicht möglich ist, die Verbrennungsluft an allen Stellen optimal dosiert zuzuführen. Da für Holzkessel gleichzeitig auch nicht sehr niedrige Abgastemperaturen möglich sind (wegen sonst starker Verschmutzung des Kessels), ergeben sich zwangsläufig relativ hohe Abgasverluste.

Literatur

[1]§ 11 Abs. 1 der 1. Bundesimmissionsschutzverordnung: Begrenzung der Abgasverluste

(Zusätzliche Literatur vorschlagen)

Siehe auch: Abgas, Abgastemperatur, Jahresnutzungsgrad, Heizkessel, Brennwertkessel, Bereitschaftsverluste
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