Kaminofen

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Moderner Kaminofen mit großer Feuerraumtür aus Glas

Ein Kaminofen, Cheminéeofen oder Schwedenofen ist ein Ofen für fossile oder biogene Brennstoffe, der vor oder neben dem Schornstein steht, und mit einem Ofenrohr an diesen angeschlossen ist. Er ist von einem offenen Kamin insoweit zu unterscheiden, dass er eine bis auf Lufteintrittsöffnungen geschlossene Brennkammer aufweist und er meist nicht eingebaut ist. Oft hat der Ofen eine Tür mit einem Fenster aus transparenter Glaskeramik. Dieses bis etwa 700 °C hitzeresistente Material gibt es seit den 1970er Jahren.

Konstruktion[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Er ist aus Gusseisen oder Stahlblech gefertigt. Er hat oft eine Scheibe (manchmal mehrere) für freie Sicht in den Feuerraum. Ein Kaminofen gibt die Wärmeenergie teils in Form von Strahlung und teils per Konvektion an den Raum ab. Die effizientesten Kaminöfen haben Wirkungsgrade von mehr als 80 %. Grundöfen (Synonym Speicheröfen) geben die meiste Wärme durch Strahlung ab.[1] Der Wärmeübergang an die Umgebungsluft und der Wärmedurchgang durch die Materialien des Ofens (Stahl, Schamotte, Naturstein, Glas) sind abhängig von der Temperatur im Feuerungsraum.

Luftzufuhr[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Brennstoff im Feuerungsraum braucht Luft, um verbrennen zu können.

  1. Sogenannte Primärluft gelangt an der Aschenlade vorbei durch den Rost von unten in den Brennraum.
  2. Sekundärluft wird an der Aschenlade vorbei durch Luftkanäle angesaugt. Diese vertikalen Kanäle werden vom Feuer erhitzt; die in ihnen aufsteigende Luft wird vorgewärmt. Die Kanäle enden oben im Brennraum meist nahe der Glasscheibe(n); die Scheiben werden dadurch hinterspült und erwärmt, wodurch die Scheiben nicht mit kondensierbaren Stoffen beschlagen und trübe werden. Die Sekundärluft trägt dazu bei, dass die aus dem Holz ausgetretenen brennbaren Gase verbrennen.
  3. Tertiärluft kann die Nachverbrennung der Gase zusätzlich fördern. Je vollständiger die Gase verbrennen, desto weniger unverbrannte Rauchgasbestandteile werden emittiert.

Wasserführende Kaminöfen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Wasserführender Kaminofen mit 19 kW Heizleistung und Kochfeld

Wasserführende Kaminöfen speisen einen großen Teil ihrer Wärme mittels Wärmetauscher in den Wasserkreislauf der Zentralheizung ein. Zudem beheizen sie (sowie das Ofenrohr zwischen Ofen und Übergang zum Schornstein) den Raum, in dem sie stehen. Sie verteilen die Energie gleichmäßig im Haus, wirken wie eine Heizungsanlage und können auch die Heißwasserversorgung gewährleisten. Durch die Wasserführung entlasten sie (oder ersetzen sie) die Heizungsanlage. In Verbindung mit dem Heißwasserspeicher der Heizungsanlage kann die Energie aus dem Feuer am Abend später (z. B. am nächsten Morgen zum Beispiel zum Duschen) genutzt werden. In Deutschland ist für druckführende wasserführende Kaminöfen eine thermische Ablaufsicherung vorgeschrieben: falls der Strom für die Umwälzpumpe ausfällt, wird überschüssige Wärme im Notfall durch das dann den Kaminofen durchströmende Trinkwasser abgeführt. Wasserführende Kaminöfen, die als offene, drucklose Anlage betrieben werden, benötigen keine thermische Ablaufsicherung, da sich hier trotz Stromausfalls kein Druck durch erhöhte Temperaturen aufbauen kann und diese Kaminöfen konstruktionsbedingt eigensicher sind.

Einen wasserführenden Kaminofen, der zusätzlich ein Kochfeld und/oder ein Backfach hat, bezeichnet man als wasserführenden Heizungsherd oder Kochheizherd. Neben wasserführenden Kaminöfen gibt es auch wasserführende Pelletöfen, die in Sachen Funktionalität und Handhabung klassische wasserführende Kaminöfen noch übertreffen können. Die Handhabung eines Pelletofens, egal ob wasserführend oder nicht, ist einfach. Das gilt für das Anheizen und auch für den laufenden Betrieb. Dank der automatischen Pelletzufuhr und der Programmierbarkeit kann auch in Abwesenheit für Wärme gesorgt werden und das gelegentliche Nachlegen von Holz, wie bei einem Kaminofen notwendig, entfällt. Wasserführende Pelletöfen werden vom BAFA gefördert.

Sturzbrandöfen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

In Öfen mit unterem Abbrand (meist Stückholzkessel und Kessel für feste Brennstoffe) wird das Brennholz (der Brennstoff) vor dem Verbrennen erhitzt. Ausgasende flüchtige Verbindungen werden zusammen mit der Frischluft durch die unsichtbare (von Heizschlangen umgebene) Verbrennungszone gezogen. Die Verwirbelung und Verbrennung ist meist vollständiger.

Offene Kamine und die meisten Kaminöfen sind Öfen mit oberem Abbrand, wo das Holz wie bei einem Lagerfeuer verbrennt und dies durch ein Schauglas betrachtet werden kann. Allerdings können dabei ausgasende Holzbestandteile auch teilweise verbrannt oder unverbrannt ins Abgas übergehen (was die Umwelt schädigt und man in der Umgebung eines so beheizten Hauses riecht).

Um die Vorteile eines oberen Abbrandes (sichtbare heimelige Flammen) mit dem unteren Abbrand (verbesserte vollständige Verbrennung) zu kombinieren, wurden Sturzbrand-Kaminöfen als „Naturzugvergaser“ (ohne Saugzuggebläse wie bei Heizkesseln) entwickelt, bei denen von einer „Holztrockenkammer“ die ausgasenden Stoffe mit der Frischluft in eine Kammer mit Schaufenster nach unten geleitet werden.

Emissionen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Kaminöfen ab einer Nenn-Wärmeleistung von 4 kW unterliegen in Deutschland den Regelungen der Ersten Bundes-Immissionsschutzverordnung. Die "Erste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes"[2] enthält Durchführungsbestimmungen.

Kaminöfen, die mit erneuerbaren Energien wie Brennholz, Holzbriketts oder Holzpellets beschickt werden, tragen im Gegensatz zu den mit fossilen Brennstoffen beschickten Öfen nicht zum Treibhauseffekt bei, denn sie verbrennen nur Stoffe, die andernfalls in der Natur verrottet wären und dabei das im Holz gebundene CO2 freigesetzt hätten.
Das Umweltbundesamt Österreichs führte 1997 Messungen u. a. an einem alten gußeisernen Kaminofen durch. Beim Heizen mit Holz emittierte er weitaus weniger Schadstoffe als beim Heizen mit Kohle.[3]

Im Jahr 2005 emittierten Holzöfen in Deutschland laut einer Schätzung 19.000 t Feinstaub; 2012 sollen es etwa 27.000 t gewesen sein. Das Umweltbundesamt hat die Vermutetung geäußert, dass die Emissionen durch die 2010 beschlossenen Vorgaben auf jährlich 20.000 t zurückgehen.[4] Die 15 Millionen Öfen und Kamine in Deutschland emittierten damit mehr Feinstaub als der Straßenverkehr.[5][6]

2016 wurden in Stuttgart bei Inversionswetterlagen die Betreiber von Kaminöfen gebeten, auf deren Betrieb zu verzichten („Feinstaubalarm“).[7] Die Landesregierung hat am 31. Januar 2017 die 'Luftqualitätsverordnung-Kleinfeuerungsanlagen' erlassen. Seitdem ist an Tagen mit Feinstaubalarm der Betrieb von Komfort-Kaminen (Einzelraumfeuerungsanlagen für feste Brennstoffe, die eine vorhandene Heizung ergänzen und nicht den Grundbedarf an Wärme decken) verboten.[8]

Richtiges Anzünden[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Anzündmethode „von oben“ ist besser als die Methode „von unten“. [9][10][11][12][13]

Brennstoffe[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ein (1) Raummeter trockenes, abgelagertes Laubholz wiegt etwa 500 kg und enthält etwa 2100 kWh Energie. Dies entspricht 210 l (ca. 170 kg) Heizöl EL oder 200 m³ (166 kg) Erdgas. Luftgetrocknete Holzscheite (Restfeuchte 10–20 %) haben einen Heizwert von 3,9–4,6 kWh/kg. Der Heizwert hängt etwas von der Holzart (Nadelholz oder Laubholz) ab. Hersteller von Holzbriketts geben einen Heizwert von etwa 4,5 kWh/kg an. Bioethanol hat etwa 8 kWh/kg.

Eine gute Verbrennung kann man an der hellgrauen Asche erkennen, die keine Brennstoffreste mehr enthält. Die Asche von unbehandeltem Holz kann im Garten als Dünger verwendet oder dem Kompost zugeführt werden, da sie aus Mineralien wie z. B. Kalk besteht.

Leuchtofen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der moderne Kaminofen mit typisch großem Fenster fußt historisch auf dem gusseisernen Leuchtofen, der um 1910 aus den USA kommend in Europa populär wurde. Seine Bezeichnung rührt daher, dass erstmals größere mit hochtransparenten Glimmerblättern gefüllte Fenster insbesondere in der Ofentür Licht und Wärmestrahlung der Flammen nach außen strahlen ließen.

Zuvor erlaubten nur kleine Öffnungen – etwa in Ornamenten – zumindest bei Dunkelheit dauerhaft einen Kontrollblick durch die geschlossene Ofentür auf die Spalten einer kleinen innenliegenden Tür des Brennraums. Bevor die Öffnungen verglast werden konnten, musste der Gefahr begegnet werden, dass brandauslösend große Glutteile aus dem Ofen herausspringen.

Diese Glimmerblätter des Leuchtofens sind temperaturbeständig bis 600 °C, typisch 0,2 mm dünn, höchstens 25 × 25 cm groß, weil von händisch abgebauten Mineralkristallen abgespalten. Sie wurden oft etwas einachsig gekrümmt (zylindrisch) eingebaut, wodurch sie den Druckstößen des Brennraums und händischer Berührung besser widerstehen als plan.[14]

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Fußnoten[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Martin Kaltschmitt, Hans Hartmann, Hermann Hofbauer: Energie aus Biomasse: Grundlagen, Techniken und Verfahren. Gabler Wissenschaftsverlage, 2001 (Volltext/Vorschau in der Google-Buchsuche).
  2. Erste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes.
  3. Gerhard Tanner, Wolfgang Moche: Emission von Dioxinen, PCBs und PAHs aus Kleinfeuerungen pdf, S. 3. ISBN 3-85457-625-0 PDF (Hinweis: ein Kaminofen aus den 1980er Jahren unterscheidet sich stark den heute verkauften Kaminöfen. Jeder in Deutschland seit dem 1. Januar 2015 neu abgenommene Kaminofen muss der Bundes-Immissionsschutzverordnung ("Stufe 2") genügen.)
  4. vdi-nachrichten.com: Selbst hochmoderne Öfen können viel Staub produzieren, 7. November 2014.
  5. Leibniz-Institut für Troposphärenforschung, Biomasseverbrennung kann zur Feinstaubbelastung beitragen, 4. Februar 2013.
  6. spiegel.de 17. August 2014: Belastung durch Feinstaub.
  7. stuttgart.de: stuttgart.de Feinstaubalarm , abgerufen am 14. Dezember 2016.
  8. Information zum Betriebsverbot von Komfort-Kaminen
  9. Technologie- und Förderzentrums im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe (TFZ): Richtiges Heizen, Der Betrieb von Kaminöfen Juli 2015 (pdf, 20 MB).
  10. TFZ: Richtiges Anzünden eines Kaminofens, 09/2012.
  11. youtube.com: Volkswirtschaftsdirektion des Kantons Bern, Heizen mit Holz, aber ohne Rauch, 2. November 2008.
  12. Bundesumweltamt: Heizen mit Holz, Ein Ratgeber zum richtigen und sauberen Heizen (Memento des Originals vom 6. März 2015 im Internet Archive) i Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe den Link gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.umweltbundesamt.de (1 MB, 2013).
  13. Bayerisches Landesamt für Umwelt: Heizen mit Holz in Kaminöfen (Memento des Originals vom 29. Januar 2016 im Internet Archive) i Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe den Link gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.bestellen.bayern.de (2010).
  14. Mila Schrader: Gusseisenöfen und Küchenherde: Geschichte, Technik, Faszination – Ein historischer Rückblick; edition anderweit, Oktober 2001, abgerufen am 21. Juni 2014, u. a. S. 112