Auto Technik Lexikon - Technik und Treibstoffe

Eine Abgasmessung dient dazu, die Energieverluste und Abgaskonzentrationen einer Heizung zu ermitteln. Für die Energieverluste wird der Abgasverlust qA herangezogen, der Teil einer Abgasmessung ist:

Verringern alle Haushalte ihren Abgasverlust um ein Prozent, so reicht die eingesparte Energiemenge um 500.000 Einfamilienhaeuser zu beheizen!

Im Bereich Haushalt und Kleinverbraucher wird die eingesetzte Primaerenergie zu ca. 70% von der Heizung verbraucht. Neben der Waermedaemmung des Hauses ist die Verringerung des Abgasverlustes der Heizung die effektivste Möglichkeit, Energie einzusparen.

1. Gesetzliche Bestimmung und Durchführung
2. erfasste Messwerte
3. Messwert Abgasverlust
4. Konzentrationen der Abgaskomponenten
4.1. Kohlendioxid
4.2. Kohlenmonoxid
4.3. Sauerstoff
4.4. Russzahl bei oelheizungen
4.5. Stickoxide
5. Abgastemperatur
6. Zulufttemperatur
7. Taupunkttemperatur
8. Luftueberschusszahl
9. Schornsteinzug
10. Siegertsche Formel zur Berechnung des Abgasverlustes
11. Beispiele zur Abgasmessung
11.1. Abgasmessung an einem atmosphaerischen Brenner
12. Aktueller Stand

Gesetzliche Bestimmung und Durchführung

Die Abgasmessung (nicht zu verwechseln mit der Abgasuntersuchung) ist eine vom Schornsteinfeger durchzufuehrende Messung, die in der Hausheizungsanlage Gas-und oelkesssel (ausgenommen sind Brennwertgeraete) und in der Trinkwasseranlage Trinkwassererwaermer betrifft. Es ist eine wichtige Untersuchung die in Deutschland das Bundes-Immissionsschutzgesetz und die Kleinfeuerungsverordnung, in Österreich das Luftreinhaltegesetz vorschreibt. Die Messung wird mit einer Lambda-Sonde im Kernstrom des Verbindungsrohres zwischen Kessel und Schornstein/Abgasrohr durchgefuehrt, die Messwerte gehen auf einen Kleinrechner und können ausgedruckt werden. Die Messung wird einmalig bei Kesseln von 4 kW bis 11 kW Nennwaermeleistung zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme durchgefuehrt und sie ist eine wiederkehrende Messung für Kessel ab 11 kW und Trinkwassererwaermer ab 28 kW. Für Trinkwassererwaermer bis 28 kW und für Kombithermen bei maximaler Leistung (Warmwasserbereitung) ist nur eine CO-Messung des Abgases vorgeschrieben.

erfasste Messwerte

Bei der Messung werden
1. der Abgasverlust qA (nach der Siegertschen Formel)
2. die Konzentrationen der Abgaskomponenten Kohlendioxid CO2, Kohlenmonoxid CO, Sauerstoff O2, sowie bei einer oelheizung zusaetzlich die Russzahl und oelderivate gemessen
3. sowie Abgastemperatur, Zulufttemperatur/Verbrennungslufttemperatur, Taupunkttemperatur, Luftueberschusszahl (Lambda) und Schornsteinzug,
3. Messwert Abgasverlust Der Abgasverlust qA gibt an, wieviel Prozent der Heiz-Nennwaermeleistung mit dem Abgas verloren gehen. Er ist desto kleiner, je niedriger die Abgastemperatur und je groesser der CO2 - Gehalt des Abgases ist, was mit einer kleinen Luftueberschusszahl einhergeht. Der Abgasverlust darf ab dem 1. November 2004 für Kessel bis 25 kW 11 %, für Kessel über 25 bis 50 kW 10 % und für Kessel über 50 kW nur mehr 9 % betragen. Werden diese Grenzwerte nicht erreicht, müssen die Kessel gegen neue ausgetauscht werden.

Konzentrationen der Abgaskomponenten

Kohlendioxid

Damit der Abgasverlust qA gering ist, muss der CO2-Gehalt möglichst hoch sein. Bei idealer Vermischung des Brennstoffes mit er Luft ist der CO2-Gehalt für ErdgasLL max. 11,8 % , bei HeizoelEL maximal 15,4 %. Da diese Gemischaufbereitung praktisch nicht zu erreichen ist, ist ein Luftueberschuss erforderlich, der unnoetigerweise erwärmt wird und mit dem Abgas verloren geht. Mit dem Luftueberschuss sinkt der CO2-Gehalt, weshalb für Hausheizungen je nach Kesselleistung und Teillastverhalten Werte entsprechend untenstehender Tabelle auftreten.

Kohlenmonoxid

Kohlenmonoxid CO ist schon in geringen Mengen hochgiftig und entsteht bei Sauerstoffmangel(Luftmangel), der einerseits von zu geringem Luftueberschuss, von verunreinigten Brennern oder von nicht ausreichender Frischluftzufuhr am Aufstellort des Kessels herrührt. Der CO-Gehalt soll im unverduennten Abgas (wird mit Lambda errechnet) unter 80 ppm betragen, bei 500 ppm ist dringend eine Inspektion anzuraten, damit ein grosser Sicherheitsabstand zum Grenzwert von 1000 ppm erhalten bleibt, der zur sofortigen Stillegung der Anlage führt.

Sauerstoff

Der Sauerstoff-Gehalt O2 geht mit der Luftueberschusszahl einher und soll möglichst niedrig sein, je nach Kessel und Betriebsart nimmt er unten stehende Werte an.

Russzahl bei oelheizungen

Des Weiteren wird der bei einer oelheizung im Abgas moegliche Kohlenstoffgehalt C nach Bacharach ermittelt und als Russzahl angegeben, die max. 1, bei Altanlagen vor 1988 2 sein darf. Russ ist unverbrannter Kohlenstoff, der bei unzureichender Gemischbildung entsteht. Gruende können Luftmangel, eine falsch ausgewaehlten oelduese(Spruehwinkel) oder ein zu geringer Zerstaeubungsdruck sein. oelderivate (unverbranntes Öl), welche sich auf einer Filterpapierprobe als gelbe Ablagerungen zeigen, dürfen im Abgas nicht vorhanden sein.

Stickoxide

Nicht zur Abgasmessung gehoerend, aber vom Geraetehersteller nachzuweisen sind Stickoxide (NOx), die sich bei zu heissen Verbrennungstemperaturen und Sauerstoffueberschuss bilden. Moderne Geräte haben wassergekuehle Brenner oder sind mit Kuehlstaeben an den Brennerduesen ausgestattet, deren hitzebestaendiges Material einen Anteil der Flammenwaerme aufnimmt und als Waermestahlung wieder abgibt. Aufgrund der niedrigeren Flammentemperaturen kann der Grenzwert von 80 mg/kWh auch mit geringem Luftueberschuss erreicht werden.

Abgastemperatur

Die Abgastemperatur beträgt bei Gas-Kesseln etwa (80 ... 140) °C, bei oelheizungen 180 °C. Geringe Abgastemperaturen verschlechtern den Schornsteinzug und können, sofern sie unter der Taupunkttemperatur liegen, zur Kondensation des Wasserdampfes im Abgas führen was zu Schornsteinversottung oder Korrosion der Abgasanlage führen kann. Hohe Abgastemperaturen deuten auf einen schlechten Waermeuebergang an den Waermetauschern hin, was eine Folge von Russablagerungen sein kann und durch eine Kesselreinigung zu beheben ist.

Zulufttemperatur

Die Zulufttemperatur entspricht der Raumtemperatur des Kesselaufstellraums, sofern es sich um Gasgeraete handelt, die die Luft aus dem Aufstellraum entnehmen. Gasgeraete die raumluftunabhaengig arbeiten und die Frischluft von aussen nachziehen, sind mit einem LAS-Abgassystem ausgestattet, welches in einem Rohr-in-Rohr-System Abgas ableitet und im Gegenstrom Frischluft ansaugt. Diese vorgewaermte Frischluft wird Verbrennungslufttemperatur genannt und muss für die Abgasverlustberechnung verwendet werden.

Taupunkttemperatur

Mit der Taupunkttemperatur des Wasserdampfes im Abgas kann abgeschaetzt werden, ob im Schornstein/Abgasrohr Wasser kondensiert. Dazu nimmt man an, dass die Abgase sich pro Meter Schornsteinhoehe um 5 °C abkuehlen. Zieht man die auf die Schoernsteinhoehe bezogene Abkuehlung von der Abgastemperatur ab, so erhaelt man eine Abgastemperatur, die am Schornsteinaustritt vorliegen kann. Liegt diese Temperatur unter der Taupunkttemperatur, so ist Wasserdampfkondensation möglich, liegt sie darüber, ist die Wasserbildung nicht gegeben.

Luftueberschusszahl

Die Luftueberschusszahl Lambda gibt das Verhältnis von tatsaechlicher zu theoretisch notwendiger Luftmenge an, was gleichbedeutend ist mit dem Verhältnis von CO2max. zu CO2gem. Atmosphaerische Brenner arbeiten mit einer Luftueberschusszahl von etwa 1,8; Geblaesebrenner mit etwa 1,2 bis 1,4. Ein geringer Luftueberschuss verringert den Abgasverlust, kann aber zu vermehrter CO-Entstehung führen.

Aktueller Stand

Alle vom Gesetzgeber eingeraeumten Fristen und uebergangsfristen sind abgelaufen. Erfuellt eine Abgasmessung an einer Heizungsanlage die gesetzlichen Bestimmungen nicht und der Schornsteinfeger als massgeblicher Pruefer stellt dies schriftlich fest, so muss der Betreiber der Anlage für Abhilfe sorgen, indem er z.B den alten Kessel ersetzt. Will er das nicht tun, so begeht er eine Ordnungswidrigkeit und muss Bussgeld bezahlen. Weigert er sich auch dagegen, so kann er eine Klage auf Bewahrung seines Besitzstandes einreichen und muss (derzeit) abwarten was daraus wird.