Heizkessel: Definition, Aufbau & Arten

Der Heizkessel erzeugt Wärme, indem er chemisch gebundene Energie in thermische Energie umwandelt und so das Heizwasser erwärmt. Flühs Drehtechnik stellt Heizungsventile her, die den Durchfluss der Heizungsleitungen zuverlässig regulieren.

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Der Heizkessel ist Bestandteil von Warmwasser- und Heizwasseranlagen. Im Heizkessel wird ein Brennstoff verbrannt, wodurch Wärme entsteht, die für die Beheizung von Räumen bzw. Gebäuden genutzt wird.

Es gibt verschiedene Arten von Heizkesseln, die verschiedene Technologien und Brennstoffe nutzen. Heizkessel werden beispielsweise mit Öl, Gas, Flüssiggas oder Holz betrieben und funktionieren mit oder ohne Gebläse. Eine Abgasleitung ist in vielen Fällen zusätzlich erforderlich.

Dieser Artikel beantwortet grundlegende Fragen zu Heizkesseln, erklärt, wozu sie dienen, wie sie aufgebaut sind und beschreibt, welche Arten an Heizkesseln es gibt.

Was ist ein Heizkessel?

Ein Heizkessel ist ein Wärmeerzeuger, der chemisch gebundene Energie in thermische Energie umwandelt und so die Beheizung und Warmwasserversorgung sicherstellt.

Der Heizkessel ist in verschiedenen Bauformen und Ausführungen erhältlich. Die am meisten verbreitete Variante des Heizkessels ist ein bodenstehender Heizkessel mit Warmwasserspeicher (Pufferspeicher). Es gibt Brennwertkessel, Gasheizkessel mit atmosphärischem Brenner und Kessel mit Gebläsebrenner.

Ein Brennwertkessel ist ein Heizkessel für Warmwasser- und Heizungsanlagen, der die Wärme nutzt, die beim Kondensieren von Wasser entsteht. Der Brennwertkessel senkt die Temperatur der Abgase ab, sodass Wasserdampf kondensiert. Die Nutzung der Kondensationswärme reduziert den Verbrauch fossiler Brennstoffe und trägt zu einer verbesserten Effizienz im Vergleich zu älteren Heizkesseln bei. Gas-Brennwertkessel sind die am häufigsten eingesetzten Heizkesselsysteme, da die Abgase bei Gas-Brennwertkesseln viel Wasserdampf enthalten. Daher lässt sich die Kondensationswärme besonders effektiv nutzen.

Atmosphärische Brenner, auch Naturzugbrenner genannt, sind Brenner, die in Gasheizkesseln eingesetzt werden und ohne Gebläseunterstützung arbeiten. Ein atmosphärischer Brenner lässt sich mit Erdgas, Biogas oder Flüssiggas betreiben. Die Entzündung der Flamme geschieht bei atmosphärischen Brennern mithilfe der Luft aus der Umgebung, die durch den entstehenden Unterdruck aufgrund der Temperaturunterschiede zwischen Abgasen und Umgebungsluft im Kessel angesaugt wird.

Ein Gebläsebrenner ist ein Gerät zur Verbrennung von Ölen oder Gasen in Heizkesseln, das Verbrennungsluft durch ein Gebläse ansaugt und mit Druck in den Brennraum fördert. Dabei wird Brennstoff beigemischt.

Kessel mit Gebläsebrenner oder atmosphärischem Brenner und Brennwertkessel haben alle den gleichen Zweck, der im folgenden Abschnitt beschrieben wird.

Wozu dient ein Heizkessel?

Ein Heizkessel dient als Wärmeerzeuger, der Brennstoffe wie Öl, Gas oder Holz durch Verbrennung zur Wärmegewinnung nutzt.

Der Heizkessel ist ein zentraler Bestandteil von Warmwasserbereitungs- und Heizungsanlagen. Die Aufgabe eines Heizkessels ist es, den zugeführten Brennstoff möglichst optimal zu verbrennen. Die am häufigsten genutzten Brennstoffe für Heizkessel sind Erdöl, Gas und Holz. Durch die Verbrennung der Brennstoffe entstehen Wärme und Abgase. Die Wärme wird an das Heizungssystem übertragen und dann an die Heizflächen bzw. Wassererwärmer weitergegeben. Die Abgase werden über eine Abgasanlage oder einen Kamin abgeleitet.

Heizkessel wurden mit der Zeit immer weiter optimiert, sodass die Anpassung der Kesseltemperatur und die Leistung bei modernen Heizungen bedarfsgerecht erfolgt und Abwärmeverluste minimiert werden. Die Öl- oder Gasbrennwertheizung waren für sehr lange Zeit die beliebtesten Heizsysteme. Aufgrund des verhältnismäßig geringen Wirkungsgrades, der Emissionen und der volatilen Rohstoffpreise gewinnen regenerative Energien bei Heizungen einen immer höheren Stellenwert.

Heizkessel sind so lange nutzbar, wie sie funktionstüchtig sind und die Anforderungen an die Emissions-Grenzwerte laut Gebäudeenergiegesetz (GEG) erfüllen. Gesetzlich ist man zu einem Austausch oder zur Erneuerung des Heizkessels verpflichtet, wenn dieser älter als 30 Jahre ist. Heizkessel sind mit erneuerbaren Energien kombinierbar. Für Sanierungen oder den Einbau neuer Heizungen gibt es Förderprogramme von der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) und dem Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA).

Alle Arten von Heizkesseln sind im Grundaufbau ähnlich.Dieser wird im nächsten Abschnitt beschrieben.

Wie ist der Aufbau eines Heizkessels?

Der Heizkessel besteht aus einem Brenner, der den Brennraum erhitzt, einem Wärmetauscher zur Wärmeübertragung und einer Abgasanlage.

Der Brenner sorgt für das Anzünden und das gleichmäßige, effiziente Verbrennen des Brennstoffs (z.B. Gas) im Heizkessel. Dazu werden z.B. atmosphärische Brenner oder Gebläsebrenner eingesetzt.

Der Wärmetauscher, oder Wärmeübertrager, ist ein Gerät, das Wärme von einem Medium an ein anderes überträgt. In einer Heizung überträgt der Wärmetauscher thermische Energie an das Heizungswasser. Der Wärmetauscher besteht aus einer Art Trennwand. Auf der einen Seite befindet sich das heiße Medium und auf der anderen Seite das zu erwärmende Heizungswasser. Die Wand besteht meistens aus Edelstahl oder Kupfer und trennt die Medien, während die Wärmeenergie durchgelassen wird.

Ein Luft-Abgas-System (LAS) ist ein 2-kanaliges System zur Ableitung von Rauchgasen aus Brennwertkesseln und anderen Heizungskomponenten. Die 2 Kanäle führen die Abgase und die Verbrennungsluft direkt aneinander vorbei. So wird Rauchgasen mehr Energie entzogen und die Verbrennungsluft gelangt vorgewärmt in den Brennwertkessel. Ein Abgaswärmetauscher macht die Wärmeenergie aus Abgasen zur Effizienzsteigerung der Heizung nutzbar.

Der genaue Aufbau unterscheidet sich je nach Art des Heizkessels.

Welche Arten von Heizkesseln gibt es?

Es gibt unterschiedliche Arten von Heizkesseln, die auf verschiedenen Brennstoffen oder Techniken basieren, z.B. Gasheizkessel, Ölkessel, Holzheizkessel, Elektroheizkessel oder Hybrid-Heizkessel.

Gasheizkessel

Ein Gasheizkessel ist ein wesentlicher Bestandteil von Heizungsanlagen, die mit einem gasförmigen Brennstoff (Erdgas oder Flüssiggas) betrieben werden und die darin gebundene chemische Energie in Wärme umsetzt. Der Gasbrenner verbrennt das Gas und erzeugt Wärme, die der Wärmetauscher an das Heizwasser überträgt. Gasheizkessel sind häufig mit einem Warmwasserspeicher verbunden. Eine Gas-Kombitherme dient der Raumheizung und der Warmwasserbereitung. Gas-Kombithermen verfügen über keinen Warmwasserspeicher, sondern über einen Durchlauferhitzer, der das Warmwasser nur bei Bedarf erhitzt.

Ölkessel

Ein Ölkessel verbrennt Heizöl, um das Gebäude und das Warmwasser zu erwärmen. Das Heizöl gelangt vom Öltank zum Ölbrenner im Heizkessel. Dort wird es auf mindestens 55° C vorgewärmt. Danach sprüht eine Düse das Öl in den Brennraum, wo es entzündet wird. Die Wärme erhitzt das Heizungswasser. Die Umwälzpumpe pumpt das erwärmte Heizungswasser in die Heizungsleitungen zu den Heizkörpern oder zum Pufferspeicher.

Holzheizkessel

Ein Holzheizkessel, oder Holzvergaskessel, ist ein Festbrennstoffkessel, der gespaltene Holzstücke als Brennstoff verwendet. Der Holzheizkessel besteht aus 2 Kammern, der oberen und der unteren Kammer. Die obere Kammer, der Holzvergaser, dient zur Trocknung der Scheitholzstücke. Danach findet die Hauptverbrennung in der unteren Kammer statt, bei der eine Temperatur von über 1.000° C erreicht wird.

Elektroheizkessel

Elektroheizkessel sind einfach zu installierende Heizquellen, die ohne Verbrennung arbeiten. Über einen elektrischen Widerstand wird das Wasser erwärmt und strömt durch den Kessel zu den Heizflächen. Im Gegensatz zu Öl- oder Gasbrennwertkesseln benötigt der Elektroheizkessel keine Abgasleitung. Ein Nachteil von Elektroheizkesseln ist, dass sie hohe Stromkosten mit sich bringen.

Hybridheizkessel

Ein Hybridkessel ist eine Kombination aus mindestens 2 Heiztechnologien. Hybridheizkessel werden beispielsweise bei der Kombination von konventionellen Öl- und Gasheizungen mit regenerativen Energien verwendet. Dabei werden in einem Brennwertkessel fossile Brennstoffe verbrannt, während gleichzeitig eine Wärmepumpe aus Umweltwärme Heizenergie bereitstellt. Beide Wärmeerzeuger sind an den Pufferspeicher angeschlossen. Sinkt der Ertrag der Wärmepumpe (z.B. aufgrund niedriger Außentemperaturen), wird der Brennwertkessel aktiv und stellt die Energie bedarfsgerecht bereit.

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