Funktionsbedingungen für Abgasanlagen

Hinweise zum Einbau der richtigen Abgasanlage

Die Überprüfung der Eignung eines vorhandenen Schornsteins bzw. die Bemessung einer neuen Abgasanlage erfolgt nach der DIN 4705 „Feuerungstechnische Berechnung von Schornsteinabmessungen".

Hierin wird zunächst unterschieden zwischen „Schornsteinen", über die die Abgase ausschließlich im Unterdruck abgeführt werden, und „Abgasanlagen für Abgase mit niedrigen Temperaturen" (Abgasleitungen), über die die Abgase in der Regel unter Überdruck abgeführt werden.

Die Unterdrucksysteme sind hinsichtlich der zu erfüllenden Anforderungen noch zu unterscheiden in herkömmliche Schornsteine und feuchteunempfindliche Schornsteine. Abgasanlagen für Abgase mit niedrigen Temperaturen, die für Unterdruck ausgelegt werden sollen, werden wie feuchteunempfindliche Schornsteine behandelt (siehe nachfolgende Aufstellung).

Gegenüberstellung der Anforderungen bei verschiedenen Abgasanlagen
Gegenüberstellung der Anforderungen bei verschiedenen Abgasanlagen

Grundsätzlich sichern die richtigen Abmessungen zum einen, dass der zur Abgasführung erforderliche Druck zur Verfügung steht (Druckbedingung). Zum anderen wird gewährleistet, dass die Innenwandtemperatur an der Mündung der Abgasanlage ausreichend hoch ist, sodass bei herkömmlichen Schornsteinen keine Kondensation der Abgasfeuchte auftritt bzw. bei den übrigen Systemen der Querschnitt im Winter nicht zufrieren kann (Temperaturbedingung).

Die wesentlichen Ausgangswerte für die Auswahl und Dimensionierung der Abgasanlagen sind für die Nennwärmeleistung:

  • Brennstoffart,
  • Art des Brenners (atmosphärisch/Gebläse),
  • Abgasmassenstrom bei Nennwärmeleistung,
  • Abgastemperatur am Feuerstättenstutzen bei der niedrigsten planmäßigen Betriebstemperatur des Wärmeträgers bei Nennwärmeleistung,
  • notwendiger/verfügbarer Förderdruck für den Wärmeerzeuger bei Nennwärmeleistung,
  • Innen- bzw. Außendurchmesser des Feuerstättenstutzens,
  • Höhe der Mittellinie des Feuerstättenstutzens über dem Boden,
  • höchste planmäßige Abgastemperatur für die Eignung der Abgasanlage.

Bei mehrstufig oder modulierend betriebenen Feuerungen sind weitere Angaben über die kleinste mögliche Wärmeleistung notwendig, um auch für diesen Betriebspunkt die erforderliche Dimensionierung durchführen zu können:

  • Abgasmassenstrom bei kleinster möglicher Wärmeleistung,
  • Abgastemperatur am Feuerstättenstutzen bei der niedrigsten planmäßigen Betriebstemperatur des Wärmeträgers bei der kleinsten möglichen Wärmeleistung,
  • notwendiger/verfügbarer Förderdruck für den Wärmeerzeuger bei der kleinsten möglichen Wärmeleistung.

Der nach DIN 4705 ermittelte Querschnitt stellt den für den Betrieb der Feuerstätte erforderlichen Mindestquerschnitt dar, Das Anfahrverhalten einer Feuerstätte, insbesondere bei plötzlichem Druckanstieg wird von der DIN 4705 nicht im Detail berücksichtigt. Dies kann bei Anlagen mit geringer Druckreserve gelegentlich zu Funktionsstörungen und/oder Resonanz- und Geräuscherscheinungen führen. Besonders kritisch können sich Anlagen mit folgenden Merkmalen verhalten:

  • lange waagerechte Verbindungsstücke,
  • mehrere rechtwinklige Umlenkungen,
  • sprunghafte Reduzierung des Querschnittes des Verbindungsstückes am Feuerstättenstutzen,
  • ungünstige Lage der Mündung der Abgasanlage,
  • lange Todräume außerhalb der Abgasströmung.

In solchen Fällen hat die Praxis gezeigt, dass die vorgenannten nachteiligen Merkmale durch die Wahl eines größeren Querschnitts der Abgasanlage verbessert werden können. Zusätzlich kann zur Verringerung von Luftschallgeräuschen ein Abgasschalldämpfer eingesetzt werden. Alle Maßnahmen sind jedoch nur zulässig, wenn weiterhin die Bedingungen der DIN 4705 erfüllt werden. Zur Verminderung von Resonanzerscheinungen sind zusätzlich körperschalldämmende Maßnahmen erforderlich.

Druckverhältnisse für herkömmliche und feuchteunempfindliche Schornsteine im Unterdruckbetrieb
Druckverhältnisse für herkömmliche und feuchteunempfindliche Schornsteine im Unterdruckbetrieb
Temperaturverhältnisse für herkömmliche und feuchteunempfindliche Schornsteine im Unterdruckbetrieb
Temperaturverhältnisse für herkömmliche und feuchteunempfindliche Schornsteine im Unterdruckbetrieb
Temperatur- und Druckverhältnisse für Abgasanlage (Niedertemperaturkessel) mit Abgasleitung im Gleichstrombetrieb
Temperatur- und Druckverhältnisse für Abgasanlage (Niedertemperaturkessel) mit Abgasleitung im Gleichstrombetrieb
Temperatur- und Druckverhältnisse für Abgasanlage (Brennwertgerät) im Gegenstrombetrieb
Temperatur- und Druckverhältnisse für Abgasanlage (Brennwertgerät) im Gegenstrombetrieb

Formelzeichen:

PZ      Unterdruck an der Abgaseinführung
PZe    notwendiger Unterdruck an der Abgaseinführung
PH      Ruhedruck im Schornstein
PR      Widerstandsdruck im Schornstein
PL      notwendiger Förderdruck für die Zuluft
PW     notwendiger Förderdruck Wärmeerzeuger
PFV     notwendiger Förderdruck für Verbindungsstück
P    Überdruck an der Abgaseinführung
PZÜe  notwendiger Überdruck an der Abgaseinführung
P   notwendiger Förderdruck für Wärmeerzeuger
Tiob    Innenwandtemperatur an der Schornsteinmündung
Tg      Grenztemperatur
Tp      Wasserdampftaupunkttemperatur