Die Abgasmessung bei einer Heizanlage dient dazu, die mit dem Abgas in die Erdatmosphäre entlassenen Schadstoffe (zum Beispiel Kohlenmonoxid CO) und die mit dem warmen Abgas verlorene Heizenergie zu ermitteln.

Sie ist eine gesetzlich vorgeschriebene Maßnahme, die das Ziel verfolgt, dass die Atmosphäre nicht unbegrenzt durch Schadstoffe belastet und Energie nicht verschwendet wird. Vorgeschriebene maximale Schadstoffmengen und maximale Energieverluste (Abgasverluste, nicht höher als etwa 10 %) dürfen nicht überschritten werden. Gesetzliche Bestimmung und Durchführung in Deutschland.

Die Abgasmessung (nicht zu verwechseln mit der Abgasuntersuchung) ist eine vom Schornsteinfeger durchzuführende Messung, die in der Hausheizungsanlage Gas- und Ölkessel betrifft (ausgenommen sind Raumheizgeräte bis 4 kW Leistung und in der Trinkwasseranlage Trinkwassererwärmer bis 28 kW Leistung sowie Brennwertgeräte). Es ist eine wichtige Untersuchung, die in Deutschland das Bundes-Immissionsschutzgesetz und die Kleinfeuerungsverordnung (1. BImschV), in Österreich das Luftreinhaltegesetz vorschreibt. Die Messung wird mit einer Lambda-Sonde im Kernstrom des Verbindungsrohres zwischen Kessel und Schornstein/Abgasrohr durchgeführt, die Messwerte werden von einem Kleinrechner erfasst und können ausgedruckt werden. Die Messung wird einmalig bei Kesseln von 4 kW bis 11 kW Nennwärmeleistung vier Wochen nach der Inbetriebnahme durchgeführt, und sie ist eine wiederkehrende Messung für Kessel ab 11 kW und Trinkwassererwärmer ab 28 kW. Für Trinkwassererwärmer bis 28 kW und für Kombithermen bei maximaler Leistung (Warmwasserbereitung) ist nur eine CO-Messung des Abgases vorgeschrieben. Handelt es sich um eine Pelletheizung, werden anstelle des CO2- und CO-Gehaltes die Staub- und SO2-Emissionen gemessen.

Konzentrationen der Abgaskomponenten

Kohlendioxid

Damit der Abgasverlust qA gering ist, muss der CO2-Gehalt im Abgas möglichst hoch sein. Bei idealer Vermischung des Brennstoffes mit der Zuluft ist der CO2-Gehalt im Abgas bei Erdgas LL max. 10,8 %, bei Heizöl EL maximal 15,4 %. Da diese Gemischaufbereitung praktisch nicht zu erreichen ist, ist ein Luftüberschuss erforderlich, der allerdings den Abgasverlust erhöht (erwärmte Luft).

Kohlenmonoxid

Kohlenmonoxid CO ist schon in geringen Mengen hochgiftig und entsteht bei Sauerstoffmangel (Luftmangel), der einerseits von zu geringem Luftüberschuss, von verunreinigten Brennern oder von nicht ausreichender Frischluftzufuhr am Aufstellort des Kessels herrührt. Der CO-Gehalt soll im unverdünnten Abgas (wird mit Lambda errechnet) unter 80 ppm (0,008 %) betragen, bei 500 ppm (0,05 %) ist dringend eine Inspektion anzuraten. Die Überschreitung des Grenzwerts 1000 ppm (0,1 %) Kohlenmonoxid hat zunächst eine Bemängelung durch den Bezirks-Schornsteinfeger zur Folge und nach einer Frist von 6 Wochen ist eine Nachmessung vorzunehmen. Bei einem hohen CO-Gehalt und Abgasrückstau in den Aufstellraum wird die Feuerstätte unter Mitwirkung der Stadtwerke (Gaslieferant) stillgelegt (Gefahrenabwehr).

Sauerstoff

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

Rußzahl bei Ölheizungen

Des Weiteren wird der bei einer Ölheizung im Abgas mögliche 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. Gründe können Luftmangel, eine falsch ausgewählten Öldüse (Sprühwinkel) oder ein zu geringer Zerstäubungsdruck sein. Ölderivate (unverbranntes Öl), welche sich auf einer Filterpapierprobe als gelbe Ablagerungen zeigen, dürfen im Abgas nicht vorhanden sein.

Stickoxide

In Deutschland nicht zur Abgasmessung gehörend, aber vom Gerätehersteller nachzuweisen sind Stickoxide (NOx), die sich bei zu heißen Verbrennungstemperaturen aus dem Stickstoff der Zuluft bilden. Allgemein kann durch Kühlung des Brenners oder einfacher durch teilweise Rückführung der heißen Abgase von der Spitze an die Wurzel der Flamme (innere Rezirkulation, Blaubrenner[2]) die Verbrennungstemperatur und damit die Menge der Stickoxide gesenkt werden.

Die Abgastemperatur beträgt bei Gas-Kesseln etwa 60–140 °C, bei Ölheizungen 120-180 °C und bei Brennwert bei ca 40–50 °C. Geringere 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. Dies kann durch eine Schornsteinsanierung (z. B. ein Edelstahlabgasrohr einziehen lassen) verhindert werden. Hohe Abgastemperaturen deuten auf einen schlechten Wärmeübergang an den Wärmeübertragern hin, was eine Folge von Rußablagerungen sein kann und durch eine Kesselreinigung zu beheben ist.

Sind die Abgastemperaturen selbst bei gereinigten Wärmeübertragern noch zu hoch, deutet das auf eine Überbelastung der Wärmeübertragerflächen hin. Da meist die eingestellten Feuerungsleistungen erheblich höher sind, als der eigentliche Wärmebedarf des Hauses, kann dies sehr oft durch eine Leistungsreduzierung des Brenners korrigiert werden. Eine Leistungsreduzierung ist jedoch nur dann möglich, wenn die neue, reduzierte Brennerleistung noch innerhalb des Leistungsbereiches des verwendeten Brenners liegt. Hierbei wird bei Gasbrennern der Gasdurchsatz reduziert, bei Ölbrennern wird entweder der Zerstäubungsdruck verringert,oder die Größe der Zerstäubungsdüse reduziert. Es sind jedoch in jedem Fall die Herstellerangaben von Brenner und Wärmeerzeuger zu beachten. Nach jeder Leistungsreduzierung sind die Brenner wie bei einer Neuinbetriebnahme mittels Abgasmessgerät neu einzuregulieren.

Zulufttemperatur

Die Zulufttemperatur entspricht der Raumtemperatur des Kesselaufstellraums, sofern es sich um Heizöl oder Gasgeräte handelt, die die Luft aus dem Aufstellraum entnehmen. Gasgeräte und Heizölgeräte, die raumluftunabhängig arbeiten und die Frischluft von außen nachziehen, sind mit einem Luft-Abgas-System (LAS) ausgestattet, welches in einem Rohr-in-Rohr-System Abgas ableitet und im Gegenstrom Frischluft ansaugt. Diese vorgewärmte Frischluft geht als Verbrennungslufttemperatur in die Abgasverlustberechnung ein.

Taupunkttemperatur

Mit der Taupunkttemperatur des Wasserdampfes im Abgas kann abgeschätzt werden, ob im Schornstein bzw. Abgasrohr Wasser kondensiert. Dazu nimmt man an, dass die Abgase sich pro Meter Schornsteinhöhe um 5 °C abkühlen. Zieht man die auf die Schornsteinhöhe bezogene Abkühlung von der Abgastemperatur ab, so erhält man eine Abgastemperatur, die am Schornsteinaustritt vorliegen kann. Liegt diese Temperatur unter der Taupunkttemperatur, so ist Wasserdampfkondensation möglich, liegt sie darüber, ist die Wasserbildung wenig wahrscheinlich.

Luftüberschusszahl

Die Luftüberschusszahl Lambda gibt das Verhältnis von tatsächlicher zu theoretisch notwendiger Luftmenge an, was gleichbedeutend ist mit dem Verhältnis von CO2max. zu CO2. Atmosphärische Brenner arbeiten mit einer Luftüberschusszahl von etwa 1,8; fest eingestellte Gebläsebrenner mit etwa 1,2 bis 1,4. Geregelte Gebläsebrenner (Messung mit einer integriereten Lambdasonde) erzielen λ = 1,03. Der Luftüberschuss beträgt also je nach Brennertyp 0,3 % bis 80 %. Ein geringer Luftüberschuss verringert den Abgasverlust und verbessert den Wärmeübergang.

Schornsteinzug

Der Schornsteinzug hat die Aufgabe, das bei der Verbrennung entstehende heiße Abgas abzuführen und gleichzeitig die notwendige kalte Verbrennungsluft anzusaugen. Abgasseitige Undichtigkeiten haben positiven oder negativen Einfluss auf die Verbrennung, da der Schornsteinzug durch Nebenluft verringert wird. Zu hohe Abgastemperaturen werden u. a. auch gemessen, wenn der Schornsteinzug zu hoch, der Luftüberschuss bei der Verbrennung aber normal ist. Abhilfe kann hier der Einbau einer Nebenluftklappe schaffen.

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Ihr ERFA-Team