Wie funktioniert ein wasserführender Kaminofen? – Alles zur Funktionsweise
Jens TruogWarum werden wasserführende Kaminöfen eigentlich immer beliebter? Wer sich einmal mit der Frage beschäftigt, wie ein wasserführender Kaminofen funktioniert, wird schnell verstehen warum viele auf die Funktionswiese eines wasserführenden Ofens setzen. Wie ein wasserführender Kaminofen funktioniert, und welche Vorteile die Funktionsweise eines wasserführenden Kaminofens mit sich bringt erklärt dieser Beitrag.
Welcher Aufbau liegt der Funktionsweise eines wasserführenden Kamins zugrunde?
Wasserführende Feuerstätten sind mit einer Brennkammer ausgestattet, die doppelwandig konstruiert ist. In dem Zwischenraum befinden sich die sogenannten Wassertaschen.
Durch diese Wassertaschen wird das zu erwärmende Wasser geleitet und erwärmt. Man macht sich hierbei wie bei einem Nachheizkasten, die Wärme der Rauchgase zunutze und entzieht diesen überschüssige Wärme, die ungenutzt durch den Schornstein entschwinden würde. Diese nutzt man, bei einem wasserführenden Kaminofen gerne, um die Zentralheizung zu entlasten und Kosten zu sparen. Dank der ausgeklügelten Funktion weist ein wasserführender Kaminofen auch einen besonders hohen Wirkungsgrad auf.
Es fällt auf, dass solche Öfen zudem eine hohe Nennwärmeleistung bis zu 30 Kilowatt aufweisen. 13 KW-Nennwärmeleistung sind keine Seltenheit. In seiner Funktion gibt der wasserführende Kaminofen nämlich sowohl wasserseitig, als auch luftseitig Wärme ab, wofür die entsprechende Leistung auch benötigt wird. Der wasserführende Kamin beheizt also mit seiner luftseitigen Wärme nicht nur einen Raum, sondern ist zudem auch über die Wassertasche an den Heizkreislauf der Zentralheizung angeschlossen, wofür die wasserseitige Leistung benötigt wird. Werden bei der Bestimmung der Heizleistung des Kamins falsche Berechnungen durchgeführt, kann dies die Funktionsweise des wasserführenden Kaminofens beeinträchtigen und zu einer Fehlfunktion führen. Folge: Weder Wasser, noch der Aufstellraum werden ausreichend beheizt.
Wie funktioniert ein wasserführender Kaminofen?
Ein wasserführender Kamin funktioniert im Prinzip wie jeder andere Kamin auch. Holz wird verbrannt und die daraus entstehende Wärmeenergie wird in den Raum abgegeben. Ein wasserführender Kamin ist jedoch zusätzlich noch über eine Wassertasche mit dem Heizkreislauf der Zentralheizung verbunden. Kernelement dabei ist der Pufferspeicher. Ein Teil der Wärme wird also auch zum Erwärmen des Heizwassers benutzt. Das erwärmte Wasser der Wassertaschen wird dann über den Pufferspeicher in den Heizkreislauf eingespeist und die Zentralheizung somit entlastet. Der Öl- oder Gaskessel springt nur noch an, wenn die Wärme vom Kamin nicht ausreicht. Wer neben dem Heizwasser auch das Brauchwasser erwärmen will, benötigt anstelle des Pufferspeichers einen Hygienespeicher mit integriertem Wärmetauscher. Ein wasserführender Pelletofen und ein wasserführender Kamineinsatz funktionieren übrigens genauso wie ein wasserführender Kaminofen. Das Zusammenspiel der verschiedenen Wärmeerzeuger wird über einen Heizungsregler, der als Steuereinheit fungiert, koordiniert.
Funktionsweise des wasserführenden Kamins im Detail
Der wasserführende Kaminofen wird angezündet. Wenn das Rauchrohrthermostat misst, dass die Rauchgase die festgelegte Schalttemperatur erreicht haben, wird über die Pumpe das Wasser des wasserführenden Kamins zum internen Kreislauf gebracht. Das Wasser zirkuliert nun zwischen Wassertasche und Rücklaufanhebung. Das in der Rücklaufanhebung integrierte Rückschlagventil wird erst geöffnet, wenn das sogenannte Vorlaufwasser ausreichend erhitzt ist. Je nach Einstellung liegt die Temperatur des sogenannten Vorlaufwassers dann zwischen 63 und 78 Grad. Das erwärmte Wasser wird dann in den oberen Teil des Pufferspeichers weitergeleitet, wobei ein Teil des erwärmten Wassers wieder durch die Rücklaufanhebung strömt. Zeitgleich pumpt die Rücklaufanhebung kaltes Wasser (den sogenannten Rücklauf) aus dem unteren Teil des Pufferspeichers in den Vorlaufkreislauf. Dieses vorgewärmte Wasser fließt dann wieder auf dem längst möglichen Weg durch den Wärmetauscher des Kamineinsatzes. Hier holt sich das Wasser weitere Wärmeenergie aus den Rauchgasen und wird dann in den Pufferspeicher beziehungsweise die thermische Rücklaufanhebung geleitet. Dieses Prinzip wiederholt sich stetig.
Die Rücklaufanhebung fungiert also quasi als Mischer. Andernfalls wäre der Betrieb des wasserführenden Kaminofens nicht effizient, da zu lange zu viel Wärmeenergie auf einmal wasserseitig abgegeben werden würde, wenn das kalte Wasser aus dem Rücklauf nicht vorgewärmt ist. Ein optimaler Abbrand wäre aufgrund anhaltender zu niedriger Temperaturen im Brennrauminneren nicht möglich und sämtliche positive Effekte des Heizens mit Holz verwirkt.
Die angeschlossenen Heizelemente, wie zum Beispiel Heizkörper oder Fußbodenheizung nehmen sich den gewünschten Wärmebedarf dann aus dem Pufferspeicher. Das Wasser fließt aus dem Pufferspeicher in den Heizkreislauf hinein zu dem Heizkörper. Die Regulation erfolgt automatisch mittels gewöhnlicher Thermostate. Zwischen dem Pufferspeicher und den Wärmenehmern wird ebenfalls ein Mischer installiert. Dieser mischt das ankommende heiße Wasser aus dem Pufferspeicher wiederum mit dem erkalteten Rücklaufwasser aus den Heizkörpern, sodass eine ordentliche, aber auch nicht zu heiße Heizungstemperatur erreicht wird. Ein Teil des kalten Rücklaufs wird dabei wieder zu dem Pufferspeicher befördert.
Wer neben dem Heizwasser auch das Brauchwasser bspw. zum Duschen erwärmen will, benötigt anstelle des Pufferspeichers einen Hygienespeicher mit integriertem Wärmetauscher. Der wasserführende Kaminofen erwärmt das Heizwasser, welches in den Hygienespeicher eingespeist wird. Der Wärmetauscher überträgt die vorhandene Wärme an den Brauchwasserkreislauf.
Im Sommer kann man sich ergänzend die Funktionsweise einer Solaranlage für Warmwasser zu Nutze machen. Auf diese Weise ergänzt sich der wasserführende Kaminofen mit einer Solarthermie in den jeweiligen Nutzungsperioden und man kann insgesamt bis zu 60% der Heizkosten, die bei durchgehender Nutzung eines Öl- oder Gaskessels anfallen würden einsparen. Damit die Aufbereitung von Warmwasser sowohl über den wasserführenden Kaminofen als auch über die Solarthermie funktioniert, bedarf es dann allerdings einem Hygienespeicher mit zwei Wärmetauschern.
