Was ist eine Verbrennung?
Die Grundlage jeder Heizungsanlage und jeder Abgasmessung
Wissenskette – Kapitel 1 von 30
Dieses Kapitel bildet das chemische und physikalische Fundament der CheckWerk Akademie. Im nächsten Kapitel widmen wir uns den Brennstoffen in der Heiztechnik.
Warum sollte man eine Verbrennung verstehen?
Ob Gastherme, Ölkessel oder Brennwertgerät – jede Feuerungsanlage hat ein gemeinsames Ziel: Aus einem Brennstoff möglichst effizient Wärme zu erzeugen.
Damit dies gelingt, muss eine Verbrennung stattfinden. Doch was genau passiert dabei eigentlich? Warum entstehen Wärme, Wasserdampf oder Kohlendioxid? Und weshalb kann unter bestimmten Bedingungen sogar das giftige Kohlenmonoxid (CO) entstehen?
Wer diese Grundlagen versteht, kann später auch Abgasmessungen sicher interpretieren, Fehler schneller erkennen und Heizungsanlagen fachgerecht beurteilen.
Dieser Beitrag bildet daher das Fundament für alle weiteren Kapitel der CheckWerk Akademie.
Was versteht man unter einer Verbrennung?
Eine Verbrennung ist eine chemische Reaktion zwischen einem Brennstoff und Sauerstoff. Diese Reaktion setzt Energie in Form von Wärme frei und verändert die beteiligten Stoffe dauerhaft.
Da bei dieser Reaktion Energie abgegeben wird, spricht man von einer exothermen chemischen Reaktion.
In Heizungsanlagen nutzen wir diese frei werdende Wärme gezielt, um Wasser zu erwärmen und Gebäude zu beheizen.
Die drei Voraussetzungen einer Verbrennung
Damit eine Verbrennung überhaupt stattfinden kann, müssen drei Bedingungen gleichzeitig erfüllt sein.
- Ein geeigneter Brennstoff (z. B. Erdgas oder Heizöl)
- Sauerstoff aus der Umgebungsluft
- Eine Zündenergie, beispielsweise durch eine Zündelektrode
Fehlt einer dieser drei Bestandteile, ist keine Verbrennung möglich.
Dieses Prinzip wird häufig als Verbrennungsdreieck bezeichnet.
Aus dem Kundendienst-Alltag:
Jeder Monteur im Notdienst kennt das Klassiker-Szenario: Die Gas-Etagenheizung fällt im tiefsten Winter aus, Störungsmeldung Therme Funktioniert nicht. Am Einsatzort erste Analyse„Keine Flammenbildung“. Nach halbstündiger Fehlersuche stellt sich heraus: Der Anschluss wurde wegen Zahlungsverzug gesperrt. Kein Gas – keine Verbrennung – kein Notdienst-Zauber möglich. Das Verbrennungsdreieck lügt nicht.
Was passiert bei einer Gasheizung?
Der am häufigsten verwendete Brennstoff in Deutschland ist Erdgas.
Erdgas besteht überwiegend aus Methan (CH₄).
Bei einer idealen Verbrennung reagiert Methan mit Sauerstoff zu Kohlendioxid und Wasser.
Die chemische Reaktionsgleichung lautet:
CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O + Energie
Das bedeutet:
- Methan liefert den Brennstoff.
- Sauerstoff ermöglicht die Verbrennung.
- Es entstehen Kohlendioxid, Wasserdampf und Wärme.
Genau diese Wärme wird anschließend über den Wärmetauscher an das Heizungswasser übertragen.
Warum wird Luft benötigt?
Viele Menschen sprechen von einer „Gasverbrennung“.
Tatsächlich verbrennt das Gas jedoch nicht allein – es benötigt Sauerstoff.
Dieser stammt aus der Umgebungsluft.
Die Luft setzt sich ungefähr wie folgt zusammen:
| Bestandteil | Anteil |
|---|---|
| Stickstoff (N₂) | ca. 78 % |
| Sauerstoff (O₂) | ca. 21 % |
| Argon und Edelgase | ca. 1 % |
| Kohlendioxid (CO₂) | ca. 0,04 % |
Für die Verbrennung wird fast ausschließlich der Sauerstoff benötigt.
Der Stickstoff reagiert unter normalen Bedingungen nicht mit dem Brennstoff und verlässt die Heizungsanlage später zusammen mit den Abgasen.
Vollständige Verbrennung
Bei einer vollständigen Verbrennung steht ausreichend Sauerstoff zur Verfügung.
Der Brennstoff kann nahezu vollständig reagieren.
Die Folgen:
- hohe Energieausbeute
- geringer Schadstoffausstoß
- kaum Kohlenmonoxid
- wirtschaftlicher Betrieb
Eine moderne Heizungsanlage ist so ausgelegt, dass dieser Zustand möglichst dauerhaft erreicht wird.
Unvollständige Verbrennung
Steht dagegen nicht genügend Sauerstoff zur Verfügung oder stimmt das Gas-Luft-Verhältnis nicht, spricht man von einer unvollständigen Verbrennung.
Dabei entstehen zusätzliche Stoffe, insbesondere:
- Kohlenmonoxid (CO)
- Rußpartikel (bei bestimmten Brennstoffen)
- unverbrannte Kohlenwasserstoffe
Vor allem Kohlenmonoxid besitzt eine hohe sicherheitstechnische Bedeutung.
Es ist:
- farblos,
- geruchlos,
- geschmacklos
- und bereits in vergleichsweise geringen Konzentrationen gesundheitsschädlich.
Deshalb gehört die CO-Messung zu den wichtigsten Bestandteilen jeder professionellen Abgasmessung.
Warum entsteht Wärme?
Bei einer Verbrennung werden chemische Bindungen aufgebrochen und neue Bindungen gebildet.
Dabei wird Energie frei.
Diese Energie nehmen wir als Wärme wahr.
Die Heizungsanlage nutzt diese Wärme, um sie über den Wärmetauscher an das Heizungswasser abzugeben.
Je effizienter dieser Prozess verläuft, desto geringer ist der Energieverlust über den Schornstein.
Warum ist dieses Wissen für die Abgasmessung wichtig?
Alle später gemessenen Werte entstehen unmittelbar durch die Verbrennung.
Beispiele:
- Der Sauerstoffgehalt (O₂) zeigt, wie viel Sauerstoff nach der Verbrennung noch vorhanden ist.
- Der Kohlendioxidgehalt (CO₂) gibt Hinweise auf die Qualität der Verbrennung.
- Kohlenmonoxid (CO) weist auf eine unvollständige Verbrennung hin.
- Die Abgastemperatur zeigt, wie viel Wärme den Schornstein verlässt.
- Der Abgasverlust lässt Rückschlüsse auf die Energieeffizienz der Feuerungsanlage zu.
Wer die Verbrennung versteht, kann deshalb auch Messergebnisse wesentlich besser beurteilen.
Zusammenfassung
Eine Verbrennung ist die Grundlage jeder Feuerungsanlage. Erst durch das Zusammenspiel von Brennstoff, Sauerstoff und Zündenergie entsteht die Wärme, die wir zum Heizen nutzen.
Eine möglichst vollständige Verbrennung sorgt für einen sicheren, wirtschaftlichen und emissionsarmen Betrieb. Bereits kleine Veränderungen des Gas-Luft-Verhältnisses können jedoch die Zusammensetzung der Abgase verändern und die Effizienz oder Sicherheit einer Heizungsanlage beeinflussen.
Aus diesem Grund bildet das Verständnis der Verbrennung die Basis für jede fachgerechte Wartung und jede professionelle Abgasmessung.
💡 Praxis mit CheckWerk
Die Qualität einer Verbrennung lässt sich nur durch eine fachgerechte Messung beurteilen.
CheckWerk unterstützt dabei, Messergebnisse, Wartungsprotokolle und Anlagenhistorien digital zu dokumentieren. Dadurch können Veränderungen über viele Jahre nachvollzogen und bei späteren Wartungen miteinander verglichen werden.
Das erwartet Sie im nächsten Kapitel
Im nächsten Beitrag der CheckWerk Akademie beschäftigen wir uns mit den verschiedenen Brennstoffen in der Heiztechnik.
Dabei erfahren Sie unter anderem:
- Welche Brennstoffe heute eingesetzt werden.
- Warum Erdgas und Heizöl unterschiedliche Verbrennungseigenschaften besitzen.
- Welche Eigenschaften Brennstoffe für eine effiziente Wärmegewinnung mitbringen müssen.
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Quellen
- Chemische Grundlagen der Verbrennungsreaktion nach allgemeinen Lehrbüchern der Anorganischen Chemie.
- DIN EN 437 – Prüf- und Bezugsgase, Prüfdrucke und Gerätekategorien.
- DIN EN 15502 – Heizkessel für gasförmige Brennstoffe.
- DVGW-Regelwerk (Technische Regeln für Gasinstallationen – TRGI).
-
- Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (1. BImSchV).
