STANDARDS IN DER GAS-BRENNWERTTECHNIK

Stand- oder Wandgeräte? In dieser Frage konnten sich gerade bis in sehr hohe Leistungsbereiche hinein die Wandgeräte etablieren.

War die Kaskadierung früher nur in Ausnahmefällen ein Thema stehen heute Aspekte der Versorgungssicherheit, Modulationsbandbreite und Flächenverbrauch im Mittelpunkt.

Ausgefeilte Planungs-Software oder kompetenter Telefon-Support? Beide Methoden werden heute vom Fachhandwerk für die Tagesarbeit als Unterstützung durch den Hersteller erwartet.

Hohe Wärmeleistungen auf kleiner Fläche: Wärmetauscherkonzepte sind gegenüber äußeren Einflüssen empfindlicher geworden. Desto unanfälliger sollte das eingesetzte Material sein.

Auch in puncto Pumpentechnik und dem elektrischen Verbrauch hat sich die Gesamteffizienz von Gas-Brennwertgeräten weiter steigern lassen.

Am Markt haben sich Systemregler durchgesetzt, die auf Standards wie beispielsweise den eBUS als Basis der Kommunikation setzen.

Welche Standards zählen heute bei Gas-Brennwertgeräten zum Alltag? Auf welche Komponenten, welche Technologie und welche Unterstützung der Hersteller kommt es an?

Unterschiedlich handhaben die Hersteller den Einsatz und die Verwendung eigener bzw. fremder Luft-Abgassysteme.

Der elektronische Gas-Luft-Verbund ist mittlerweile zum Standard bei Gas-Brennwertgeräten avanciert. Bilder: Vaillant

Es ist einfach zum Tagesgeschäft geworden: die Planung, Installation und Wartung von Gas-Brennwertgeräten. Die Technologie ist nicht nur ausgereift, sondern von den namhaften Herstellern am Markt auch perfektioniert worden. Ähnlich wie der Ottomotor im Automobilbau konnte auch die Gas-Brennwerttechnik in den vergangenen Jahren noch einmal deutliche Effizienzverbesserungen realisieren. Mittlerweile ist die physikalische Grenze in der Nutzung des Energieträgers Gas erreicht. Mehr Energie lässt sich aus der Verbrennung von Gas kaum noch erzielen. Doch im täglichen Umgang mit Gas-Brennwertgeräten zeigen sich immer noch gravierende Unterschiede - in allen Phasen von der Planung bis zur Wartung. Gerade weil Gas-Brennwertgeräte zum Alltagsgeschäft zählen, ist es deswegen um so wichtiger auf die Standards zu achten, die eine Planung sicherer, die Installation einfacher, die Inbetriebnahme zuverlässiger, die Gesamteffizienz höher und die Wartung schneller machen. Anhand verschiedenster Aspekte werden diese Fakten deutlich:

Normnutzungsgrad

Im Normnutzungsgrad spiegelt sich die Güte der Verbrennung wider. Wie bereits angeführt ist hier die Grenze des physikalisch Umsetzbaren in der Nutzung des Energieträgers Gas bei nahezu allen Geräten der großen Hersteller am Markt erreicht. Die Abgasverluste sind kaum noch messbar. Möglich sind noch Verbesserungen bei den Wärmetauscherkonzepten und im Bereich der Warmwasserbereitung. Gerade bei den notwendigen hohen Temperaturen in der Warmwasserbereitung wird aber der Brennwerteffekt oft noch nicht genutzt. Eine Möglichkeit bietet hier das Aqua-Kondens-System, das im Jahr einen um 6 Prozent erhöhten Wirkungsgrad verspricht. Hierbei wird die Vorlauftemperatur des Heizwassers so moduliert, dass man so lange wie möglich im Brennwertbereich bleibt. Der angeschlossene Warmwasserspeicher wird dabei mit niedrigeren Vorlauftemperaturen geladen. Hohen Warmwasserbedarf erkennt das Gerät automatisch und schaltet dann auf volle Leistung.

Hocheffizienzpumpen / Elektrischer Verbrauch

Insbesondere in puncto Pumpentechnik und dem elektrischen Verbrauch der eingesetzten Pumpen hat sich die Gesamteffizienz von Gas-Brennwertgeräten in den vergangenen Jahren weiter steigern lassen. Heute sind Hocheffizienzpumpen ein gewohntes Ausstattungsmerkmal aller Markengeräte. Ein deutlicher Unterschied betrifft die Integration der Hocheffizienzpumpen in die Geräteelektronik. „Das ist mit einem Motor im Auto vergleichbar. Auch hier lässt sich durch ein Feintuning eine nachhaltig höhere Effizienz und Leistungsstärke erzielen“, erläutert Andreas Christmann, Leiter Produkt und Marketing Vaillant Deutschland. In der Pumpenlogik sorgen spezielle Programme dafür, dass auch perfekt abgeglichene hydraulische Anlagen im Sinne der Empfehlungen von pro Klima bedient werden können.

Damit korrespondiert der elektrische Gesamtverbrauch eines Gas-Brennwertgerätes. Größere Stand-by-Verluste als 2 Watt sollte kein Gas-Brennwertgerät mehr haben und damit auch konsequent auf einen geringen Stromverbrauch hin konzeptioniert sein.

Verbrennungssystem

Galten früher klassische pneumatische Systeme als das Maß der Dinge, ist mittlerweile der elektronische Gas-Luft-Verbund zum Standard avanciert. „Auch hier lassen sich die Unterschiede sehr gut durch eine Analogie zum Kfz. verdeutlichen“, beschreibt Christmann. „Mussten beim Vergaser-Verbrennungsmotor noch zahlreiche händische Optionen gewählt werden, die auch zu Fehlern führen konnten wird durch die elektronische Einspritzung die Verbrennung perfektioniert und die Gesamteffizienz dadurch weiter gesteigert."

Pneumatisch nach dem Venturi-Prinzip verbundene Masseströme von Luft und Gas werden beim elektronischen Gas-Luft-Verbund voneinander entkoppelt. Die sonst übliche Mindestdurchflussmenge der Medien entfällt. Gleichzeitig sind auch die sonst üblichen Einstellarbeiten für unterschiedliche Gasqualitäten nicht mehr erforderlich. Dadurch erhöht sich die Modulationsbreite und damit die Anpassungsfähigkeit eines Gas-Brennwertgerätes deutlich. Der Vorteil: Im Heizbetrieb können Gas-Brennwertgeräte dadurch mit sehr kleinen Leistungen arbeiten. Außerdem bieten sie hohen Komfort durch große Warmwasserleistungen und passen sich so optimal den vielfältigen Anforderungen an die Wärmeerzeugung an. Einige Hersteller bieten darüber hinaus sogar noch eine extra Mehrleistung für die Warmwasserbereitung an, wie beispielweise mit dem „Aqua-Power-Plus-System“ mit bis zu 20% Mehrleistung. Damit werden die Geräte noch flexibler einsetzbar und stellen maximalen Warmwasserkomfort sicher.

Luft-Abgassystem

Das Luft-Abgassystem bei Gas-Brennwertgeräten zählt zu den sicherheitsrelevanten Modulen, denen höchste Aufmerksamkeit für einen sicheren Betrieb geschenkt werden sollte. Beim Luft-Abgas-System von Gas-Brennwertgeräten handelt es sich in der Regel um eine Abgasleitung mit zwei parallel verlaufenden Strömungskanälen. In voneinander getrennten Kammern wird das Abgas abgeleitet und gleichzeitig dem Heizgerät die benötigte Verbrennungsluft zugeführt. Das System wird dabei als Doppelrohr-Abgasleitung eingesetzt.

Durch Luft-Abgas-Systeme können Heizkessel und Gas-Wandheizgeräte raumluftunabhängig betrieben werden. Damit ist auch die Aufstellung von Heizgeräten in Neubauten möglich, die durch luftdichte Bauweise für raumluftabhängige Wärmeerzeuger keine ausreichende Verbrennungsluftversorgung bieten können.

Gänzlich unterschiedlich handhaben dabei die Hersteller im Markt den Einsatz und die Verwendung eigener und fremder Luft-Abgassysteme. Während die eine Seite sowohl eigene als auch Fremdfabrikate erlaubt, setzen andere Unternehmen ausschließlich auf selbst geprüfte und zugelassene Systeme. "Wir haben hierbei sowohl Planungs- als auch Sicherheitsaspekte im Blick", erläutert Christmann die Entscheidung von Vaillant nur eigene Luft-Abgassysteme zuzulassen. "Die Gesamteinheit der Wärmeerzeugung ist dadurch immer geprüft und durch uns als Hersteller abgenommen. Gleichzeitig können unsere Kunden sehr leicht planen, brauchen keinen rechnerischen Nachweis zu führen und haben auch einen Qualitätsanspruch mit der entsprechenden Garantie über das Gesamtsystem. Das reicht im Servicefall bis hin zu unserem Werks-Kundendienst, der sich auch um das Luft-Abgassystem kümmern und z.B. Teile austauschen kann. Natürlich spüren wir auch den Preisdruck des Marktes, Fremdsysteme zu erlauben. Allerdings setzen wir hier auch im Sinne unserer Fachhandwerkspartner auf eine eindeutige Politik der Sicherheit. Wir alle kennen die Presseberichte über entsprechende Vorfälle bei Störungen im Luft-Abgassystem. Zusammen mit unseren Fachhandwerkspartnern können wir beim Endkunden darauf verweisen, dass bei uns die Gesamtanlage geprüft und abgenommen aus einer Hand kommt. Das genießt auch beim Schornsteinfeger eine sehr hohe Akzeptanz."

Stand- oder Wandgeräte?

Galt die Entscheidung für die Wand- oder Standausführung eines Gas-Brennwertgerätes früher fast schon als Glaubensfrage unterschiedlicher Fraktionen im Markt, haben sich heute wandhängende Gas-Brennwertgeräte bis in sehr hohe Leistungsbereiche hinein im Markt durchgesetzt. Die namhaften Hersteller haben dabei die Wärmezellen der Gas-Brennwertgeräte immer kleiner dimensionieren können. Gerade in puncto Einbringung in den Baubestand haben dabei wandhängende Geräte klare Vorteile auf ihrer Seite. Während großvolumige Standgeräte sich oft realistisch nicht mehr durch Normtüren einbringen lassen und sich das Gewicht kaum noch transportieren lässt, können wandhängende Geräte von ihrer hohen Leistungsdichte aus auf kleinem Raum ihre Vorzüge voll ausspielen. Gleichzeitig wird keine Bodenstellfläche benötigt. Ist die Wand bereits mit Rohren etc. ausgenutzt, bieten die Hersteller entsprechende Gestelle auch für die Gestaltung flexibler Kaskadentechnik an, die sich teilweise frei im Raum positionieren lassen.

Mit Kaskaden lassen sich so Heizleistungen bis zu 720 kW erzeugen. Dabei sollte darauf geachtet werden, dass der Anbieter nicht nur entsprechend individuelle Gestelle zur Befestigung der Gas-Brennwertgeräte, sondern auch eine EnEV-konforme Dämmung im Programm führt.

Kaskaden

Aufgrund der beschriebenen Leistungssteigerung von wandhängenden Gas-Brennwertgeräten hat sich auch die Kaskadierung im Markt durchgesetzt. War sie früher nur in Ausnahmefällen ein Mittel, um die benötigte Heizleistung einbringen zu können, stehen heute Aspekte der Versorgungssicherheit, Modulationsbandbreite und des Flächenverbrauchs im Vordergrund. Natürlich lassen sich Kaskaden mit bauseitig zusammengestellten Hydraulikbauteilen und entsprechend ausgelegten Luft-Abgassystemen individuell in Eigenregie durch den Fachhandwerker zusammenstellen. Zu bevorzugen sind allerdings fertig berechnete und geplante Kaskaden der Hersteller. Gleichzeitig sollten Systeme ausgewählt werden, bei denen Hersteller alles aus einer Hand bieten können. "Trotz aller Vereinfachungen an den Geräten sind Kaskaden in der Gas-Brennwerttechnik immer noch eine komplexe Aufgabe", so Christmann weiter. "Der Fachhandwerker sollte dann zurecht erwarten, dass der Hersteller seiner Wahl ihm vollständig vorkonfektionierte Systeme für verschiedenste Einsatzbereiche und Anwendungsfälle bieten kann. Diese Kaskaden sollten sich dann entsprechend einfach montieren lassen."

Dabei spielt insbesondere das Luft-Abgassystem eine wichtige Rolle, weil in den großen Leistungsbereichen eine sehr hohe Flexibilität in der Verlegung und Installation gefragt ist. Nur wenige Hersteller bieten hier Alternativen sowohl für die Dach-, Fassaden- als auch Schachtinstallation an.

Regelung

Gas-Brennwertgeräte haben sich in den vergangenen Jahren von der Einzellösung hin zu einer Komponente in einer oft komplexen und umfassenden Anlage zur Wärme- und/oder Energieversorgung entwickelt. Das Thema "Systemeinbindung" ist dementsprechend in den meisten Markengeräten am Markt präsent. Für die effiziente Nutzung der technischen Möglichkeiten ist dabei vor allem die entsprechende Sensorik mit Messpunkten gefragt, die ein Gas-Brennwertgerät mit seiner Peripherie perfekt erfassen, abbilden und optimieren können. Gleichfalls relevant ist eine Regelung, die diese Signale richtig verarbeiten und analog zu den Kundenanforderungen umsetzen kann.

Hier haben sich mittlerweile Systemregler im Markt etabliert, die entsprechende Standards wie beispielsweise den eBUS als Basis der Kommunikation zwischen den Komponenten einer Anlage zur Wärmeerzeugung bilden. Das Ziel sollte dabei ein einheitliches Bedienkonzept für alle Produkte sein - egal ob Wärmepumpe, Gas-Brennwertgerät, Blockheiz-Kraftwerk oder kontrollierte Wohnraumlüftung mit Wärmerückgewinnung. Hier werden sich in den kommenden Jahren noch deutliche Fortschritte realisieren lassen. Deswegen sollte bereits heute darauf geachtet werden, dass sich später Anlagen ggf. entsprechend modernisieren lassen. Die Basis dafür bildet die Busfähigkeit aller Komponenten.

Anlagenplanung

In puncto Planungsunterstützung für die Gas-Brennwerttechnik bieten die Hersteller ein breites Portfolio an Dienstleistungen, das sich teilweise sehr spezifisch und individuell sowohl auf die objektspezifischen Belange als auch die Wünsche des Fachhandwerkers ausrichten lässt. In jedem Fall sollten ausführliche und deutschsprachige Planungsinformationen in gedruckter und digitaler Form zum Standard-Repertoire gehören. Darüber hinaus sind persönliche und vor allen Dingen fachlich hoch qualifizierte sowie schnell erreichbare Berater des Herstellers unabdingbar. Was nützt die beste Planungsinformation, wenn bei der Installation ein Problem auftaucht, das kurzfristig gelöst werden muss? Hier hilft in der Regel nur der schnelle, persönliche Draht zu den Planerberatern des Herstellers.

"Wir bieten unseren Fachhandwerkspartnern je nach Fragestellung Spezialisten, die ihn sowohl vor Ort als auch am Telefon beraten", beschreibt Christmann die Unterstützung des Remscheider Heiz- und Lüftungstechnikspezialisten. "In beiden Fällen setzen wir ausschließlich auf Profis, die zum großen Teil selber viele Jahre als Fachhandwerker tätig waren und genau die Probleme vor Ort kennen."

Darüber hinaus hat in den letzten Jahren insbesondere die digitale Planungsunterstützung einen hohen Stellenwert bekommen - teilweise als PC-Software, teilweise in Form von Apps für den mobilen Einsatz auf Smartphones und Tablets. In puncto Planungs-Software zählt dabei genauso wie bei der Regelung die Einbindung und komplette Planung von Systemen mit den Wechselwirkungen der einzelnen Komponenten untereinander. "Hier bieten wir mit unserer Planungs-Software planSOFT ein besonders umfassendes Tool. Egal ob Heiz- oder Kühllastberechnungen, Auslegung von Trinkwasser- und Pufferspeichern oder die Auslegung von Wärmepumpen im Hinblick auf die gesetzlichen Vorschriften der TA-Lärm für Luft/Wasser-Wärmepumpen und die Lüftungsberechnung zur Einhaltung des Feuchteschutzes für Gebäude beim Einsatz einer kontrollierten Wohnraumbelüftung - die Daten und Ergebnisse werden stets zusammengeführt und stehen dem Nutzer konsequent im Verbund zur Verfügung. Die einheitliche Plattform erleichtert es im Tagesgeschäft, schnell normgerechte und verlässliche Ergebnisse bei der Planung neuer Heiz- und Lüftungsanlagen zu erstellen. Ein besonderes Highlight in planSOFT stellt dabei der neue Kaskadenkonfigurator dar. Durch die Auswahl weniger Parameter über eine Eingabemaske bekommt der Fachhandwerker per Knopfdruck eine Komplettkaskade ausgelegt. Neben der Massenaufstellung für die Kaskade bekommt er auch einen Hinweis, wenn für seine Auswahl ein Paket mit Preisvorteil erhältlich ist.“

Wärmetauscher

Auch im Segment der Wärmetauscher teilt sich der Markt in zwei unterschiedliche Lager. Während die eine Hälfte auf das Material Aluminium-Silizium setzt, favorisiert die andere Edelstahl. Beide Materialien haben ihre Vor- und Nachteile - insbesondere im Hinblick auf die Kosten und die Qualität. Während Aluminium-Silizium-Wärmetauscher naturgemäß kostengünstiger sind als Edelstahl-Wärmetauscher ist deren Haltbarkeit unübertroffen. Für den Fachhandwerker spiegelt sich dieses Thema im Reinigungs- und Revisionsaufwand sowie der Kundenzufriedenheit wider.

In Fragen der Materialwahl des Wärmetauschers sollte dabei bedacht werden, dass die bereits angesprochenen hohen Wärmeleistungen auf kleiner Fläche auf entsprechenden Wärmetauscherkonzepten beruhen, die es ermöglichen, eben diese hohe Leistung auch bei geringem Volumen umsetzen zu können. Dafür werden die Lamellen enger und feiner - und die Empfindlichkeit gegenüber äußeren Einflüssen oder der Wasserqualität größer. Je unanfälliger das Material des Wärmetauschers dabei ist, um so eher wird der Nutzer auf einen langfristig sicheren und hoch effizienten Betrieb setzen können.

Automatische Heizkurven- und Teillastanpassung

Zu einem wichtigen Bestandteil innovativer Gas-Brennwertgeräte hat sich auch die automatische Anpassung und Optimierung des Gerätes an die ständig wechselnden Umfeldbedingungen entwickelt. Musste der ausführende Fachhandwerker bislang noch manuell eine Heizkurve auswählen und diese im Abgleich mit dem Endkunden über einen längeren Zeitraum optimieren, bieten heute automatische Anpassungen der Heizkurve hohen Komfort. Hierbei vergleicht das Heizsystem den tatsächlichen Wärmebedarf immer wieder mit den aktuellen Außentemperaturen. Die Heizkurve wird bei entsprechenden Auffälligkeiten stets so angepasst, dass sowohl ein höchstmöglicher Wärmekomfort als auch die beste Effizienz erreicht werden.

Auch die automatische Teillastanpassung prüft parallel zur Regelung den jeweils aktuellen Wärmebedarf. Entgegen der sonst üblichen Fixeinstellung optimiert sich das Betriebsverhalten eigenständig. Es wird nur die Wärme bereitgestellt, die tatsächlich benötigt wird. Eine Abschaltung des Wärmeerzeugers, um Wärmeüberschüsse abzufangen, ist nicht notwendig. "Verglichen werden kann das mit einem PKW, der an jeder roten Ampel mit einem Kavallierstart zur nächsten Ampel fährt oder ein Fahrer, der gleichmäßig und vorausschauend die grüne Welle nutzt. Dieser Fahrer wird nicht nur deutlich geringeren Verschleiß an seinem PKW, sondern auch einen signifikant geringeren Verbrauch haben", so Christmann abschließend.

Fazit

Es sind zahlreiche Einzelkomponenten und Merkmale, die ein Gas-Brennwertgerät auf dem Stand der Technik ausmachen. Diese Details haben sich in den vergangenen Jahren teils deutlich verändert. Sei es die Komplexität der Systeme, in die Gas-Brennwertgeräte eingebunden werden, die Regelungsstrategien und die Bustechnik als Kommunikationsweg bzw. automatische Anpassungen der Heizkurve und Teillast. Fachhandwerker, die tagtäglich mit Gas-Brennwertgeräten zu tun haben, sollten diese Merkmale beachten, um ihren Kunden eine langfristig hochwertige und wirtschaftliche Gas-Brennwertanlage zu planen und zu installieren.