Kaminofen

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Wechseln zu: Navigation, Suche
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 vollständig oder mit großem Fenster aus transparenter Glaskeramik. Dieses bis etwa 700 °C hitzeresistente Material[1] ist relativ neu. Ältere Modelle weisen Fenster aus plattigen Mineralien der Glimmergruppe auf.

Konstruktion[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Er ist aus Gusseisen oder Stahlblech gefertigt und hat oft Scheiben für freie Sicht in den Feuerraum. Ein Kaminofen gibt die Wärmeenergie teils in Form von Strahlung, teils per Konvektion unmittelbar an den Raum ab. Die effizientesten Kaminöfen erreichen Wirkungsgrade von mehr als 80 %. Grundöfen (Synonym Speicheröfen) geben die meiste Wärme durch Strahlung ab[2]. Der Wärmeübergang an die Umgebungsluft und der Wärmedurchgang durch das Material des Ofens (Stahl, Schamotte, Naturstein, Glas) sind abhängig von der Brenntemperatur im Feuerungsraum. Mit der steigenden Temperatur nimmt der Strahlungswärmeanteil im Vergleich zu dem durch Konvektion übertragenen Wärmestrom zu.

Luftzufuhr[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Sogenannte Primärluft, deren Zufuhr meist geregelt werden kann, wird von der Aschenlade ausgehend durch den Rost zum Brennraum geführt und stellt die Verbrennung und damit verbunden die Erhitzung der Brennstoffe sicher.
  2. Sekundärluft wird durch den Kaminzug vom Holzfach (unten) ausgehend durch Luftkanäle angesaugt. Die Luftkanäle umgeben den Brennraum, dadurch wird diese Sekundärluft stark erhitzt. Der Eintritt in den Brennraum erfolgt meist nahe von Glasscheiben, die Scheiben werden dadurch hinterspült und erwärmt, wodurch die Scheiben nicht mit Dampf oder sonstigen kondensierbaren Stoffen beschlagen und trübe werden. Die Sekundärluft führt dazu, dass die aus dem Holz ausgetretenen brennbaren Dämpfe ihre Zündtemperatur erreichen und verbrennen.
  3. Zusätzliche Tertiärluft führt zu einer weiteren Nachverbrennung der Abgase und geringerem Ausstoß unverbrannter Rauchgasbestandteile.

Bei raumluftunabhängig betriebenen Öfen wird die Primärluft oft durch den Schornstein angesogen. Bauartbedingt kann es zu einer erheblichen Wärmeabgabe des aufsteigenden Rauchgases durch den meist blechernen Kaminzug an die Frischluft kommen. Die Luft tritt zwar wie Primärluft durch den Rost in den Brennraum ein, ist jedoch bereits vorgeheizt und steigert dementsprechend die Verbrennungstemperatur. Der Abbrand wird hierdurch verbessert. Die Furcht dass solch ein Kamin schlechter zieht da die Luft während des Aufstiegs im Schornstein schon erheblich abgekühlt ist unbegründet, da der Ofen ja entsprechend heißer brennt.

Wasserführende Kaminöfen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Wasserführender Kaminofen mit 19 kW Heizleistung und Kochfeld

Moderne, 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 und verhindern gleichzeitig ein Überheizen des Aufstellungsraums. In Verbindung mit dem Heißwasserspeicher der Heizungsanlage kann die Energie aus dem Feuer am Abend auch noch am nächsten Morgen, zum Beispiel zum Duschen, genutzt werden. In Deutschland ist für die wasserführenden Kaminöfen, die druckführend sind, 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 die thermische Ablaufsicherung hingegen nicht, 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 aufweist, 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 besonders einfach. Das gilt nicht nur für das Anheizen, sondern auch für den laufenden Betrieb. Dank der automatischen Pelletzufuhr und der Programmierbarkeit kann auch in Abwesenheit für Wärme gesorgt werden und das ständige Nachlegen von Holz, wie bei einem Kaminofen notwendig, entfällt. Ein weiterer Vorteil von wasserführenden Pelletöfen ist die Förderungsfähigkeit durch die BAFA.[3]

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"[4] enthält Durchführungsbestimmungen.

Moderne Kaminöfen, die mit erneuerbaren Energien wie Brennholz, Holzbriketts, Holzpellets oder Bioethanol beschickt werden, tragen im Gegensatz zu den mit fossilen Brennstoffen beschickten Öfen weniger zum Treibhauseffekt bei. Im Jahr 2013 wurde ein Kaminofen mit Nachverbrennung mit dem Bundespreis für Ökodesign ausgestattet, der die bisher niedrigsten Emissionswerte verursacht.

Wegen der niedrigen Verbrennungstemperaturen und der gleichzeitigen Verbrennung von organischen Stoffen (z. B. Cellulose) und Chlor-haltigen Stoffen (z. B. NaCl = Kochsalz, zählt zu den wasserlöslichen Stoffen, die in Holz enthalten sind) bei Verwendung von Holz oder holzartigen festen Stoffen als Brennstoff entstehen in Kaminöfen hochgiftige Dioxine. Der überwiegende Teil hiervon verlässt die Brennkammer in den Abgasen, ein geringer Teil bleibt in Ruß und Asche zurück.[5]

Während im Jahr 2005 von Holzöfen noch 19.000 t Feinstaub emittiert wurden, waren es 2012 bereits 27.000 t. Das Umweltbundesamt erwartet durch die ab 2010 in Kraft gesetzten Vorgaben, dass die Emissionen auf jährlich 20.000 t zurückgehen.[6] Die 15 Millionen Öfen und Kamine in Deutschland stoßen damit mehr Feinstaub aus als der Straßenverkehr.[7][8]

2016 wurde in Stuttgart mehrfach Feinstaubalarm ausgelöst. Für die Dauer des Feinstaubalarms wurden die Betreiber von Kaminöfen gebeten, auf deren Betrieb zu verzichten.[9] Das Land Baden-Württemberg plant ein Befeuerungsverbot für die Dauer des Feinstaubalarms.[10]

Richtiges Anzünden[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Anzündmethode „von oben“ ist besser als die Methode „von unten“. [11][12][13][14][15]

Energiebilanz[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Für die wasserführenden Kaminöfen sind Mindestwirkungsgrade von 60 % in den verschiedenen Normen festgelegt. Für die nicht wasserführenden Kaminöfen gelten diese Anforderungen aktuell noch nicht. Der Wirkungsgrad einer Feuerstätte wird anhand von gemessenen Abgaswerten berechnet.

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 ewtwa 8 kWh/kg.

Eine gute Verbrennung kann man an der hellgrauen bis grauen Asche erkennen, die keine Kohlereste 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.

Betriebssicherheit[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Bioethanol-Kaminofen

Die Stiftung Warentest weist darauf hin, dass Ethanol-Kamine gefährlich sein können, weil die Flamme aus dem Gerät schlagen kann, insbesondere während des Nachfüllens. Die Flamme kann sich leicht ausbreiten („Verpuffung“) und schwere Verletzungen sind möglich. Deshalb sollte man niemals einen noch warmen Kamin nachfüllen.[16]

Ferner sollten die Vorschriften der DIN-Norm 4734 zur Überprüfung von Ethanol-Kaminen eingehalten werden.[17]

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 25x25 cm groß, weil von händisch abgebauten Mineralkristallen abgespalten und werden oft etwas einachsig gekrümmt (zylindrisch) eingebaut, wodurch sie den Druckstößen des Brennraums und händischer Berührung besser widerstehen als plan.[18][19]

Geschichte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Anordnungen unter Pfalzgraf Karl IV. aus dem Jahr 1772 dienten auch der Verhütung eines Brandes im Zusammenhang mit häuslichen Feuerstätten. Nach gleichzeitigen Bauvorschriften durften keine Holzschornsteine mehr errichtet, keine hölzernen Schläuche mehr eingebaut werden, die den Rauch der Feuerstätte zum Kamin zu leiten hatten, wie es auch untersagt wurde, Ofenrohre zum Fenster hinauszuführen.[20]

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Volker Hoffmann, Josef Giebel, Yvonne Trippe: Emissionen und Immissionen durch Holzfeuerungen im Hausbrandbereich. Essen 1994
  • Eckpunktepapier Novellierung der 1. BImSchV des Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit
  • Richtlinie 89/106/EWG
  • Bauproduktegesetz (in Deutschland gültige Umsetzung der Richtlinie 89/106/EWG)

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Kaminglasshop.de – Robax(R) Kaminglas, Markenglas der Schott AG, abgerufen am 20. Juni 2014
  2. Martin Kaltschmitt, Hans Hartmann, Hermann Hofbauer: Energie aus Biomasse: Grundlagen, Techniken und Verfahren. Gabler Wissenschaftsverlage, 2001 (Volltext/Vorschau in der Google-Buchsuche).
  3. Vergleich: wasserführende Kaminöfen und wasserführende Pelletöfen .28. November 2014
  4. Erste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes
  5. Gerhard Tanner, Wolfgang Moche: Emission von Dioxinen, PCBs und PAHs aus Kleinfeuerungen. In: Umweltbundesamt GmbH (Federal Environment Agency Ltd) Spittelauer Lände 5, A-1090 Wien (Vienna), Austria (Hrsg.): Monographien. Band 153. Wien 2002, ISBN 3-85457-625-0.
  6. VDI-Nachrichten, Selbst hochmoderne Öfen können viel Staub produzieren, 7. November 2014
  7. Leibniz-Institut für Troposphärenforschung, Biomasseverbrennung kann zur Feinstaubbelastung beitragen, 4. Februar 2013
  8. Der Spiegel, Belastung durch Feinstaub, 17. August 2014
  9. stuttgart.de Feinstaubalarm stuttgart.de, abgerufen am 14. Dezember 2016.
  10. Bei Feinstaubalarm – Land will Befeuerung von Komfortkaminen verbieten stuttgarter-zeitung.de, abgerufen am 14. Dezember 2016.
  11. Technologie- und Förderzentrums im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe (TFZ): Richtiges Heizen, Der Betrieb von Kaminöfen Juli 2015 (pdf, 20 MB)
  12. TFZ: Richtiges Anzünden eines Kaminofens, 09/2012
  13. youtube.com: Volkswirtschaftsdirektion des Kantons Bern, Heizen mit Holz, aber ohne Rauch, 2. November 2008
  14. Bundesumweltamt: Heizen mit Holz, Ein Ratgeber zum richtigen und sauberen Heizen (1 MB, 2013)
  15. Bayerisches Landesamt für Umwelt: Heizen mit Holz in Kaminöfen (2010)
  16. Ethanol-Kamin: Brandgefährliche Deko, Stiftung Warentest, 18. Dezember 2009 (online abgerufen am 26. Februar 2013)
  17. test.de warnt vor Ethanol-Kaminen: Gefahr im Wohnzimmer, Stiftung Warentest, 1. Dezember 2010 (online abgerufen am 19. Dezember 2012)
  18. Mila Schrader: Gusseisenöfen und Küchenherde: Geschichte, Technik, Faszination – Ein historischer Rückblick; edition anderweit, Oktober 2001, abgerufen am 21. Juni 2014, u.a. S.112
  19. Inver – Industrievermittlungs- und Vertriebsgesellschaft mbH: Dampf- und Kesselanlagen sowie Glimmer und Glimmerscheiben – Was ist Glimmer? abgerufen am 20. Juni 2014
  20. Franz-Josef Sehr: Das Feuerlöschwesen in Obertiefenbach aus früherer Zeit. In: Jahrbuch für den Kreis Limburg-Weilburg 1994. Der Kreisausschuss des Landkreises Limburg-Weilburg, Limburg-Weilburg 1993, S. 151–153.