Abwärme bezeichnet überschüssige Wärmeleistung, die im Laufe natürlicher wie industrieller Prozesse entsteht. So produzieren auch viele Lebewesen Wärme, die über die Haut in die Außenwelt abgegeben wird.
In den meisten Fällen entsteht diese Hitze als Nebenprodukt eines eigentlichen Hauptprozesses, wobei diese ungenutzt an die Umwelt abgegeben wird. So geben elektrische Geräte wie beispielsweise Computer während des Betriebs Wärme ab, die über Lüfter abtransportiert werden muss, um Störungen und eine mögliche Überhitzung zu verhindern. Die ungenutzte Abwärme ist in einem solchen Fall ungewollt und wird meist mit einem zusätzlichen Energieaufwand abgeleitet. Viele Firmen und Institutionen haben allerdings dieses Energiepotenzial erkannt, sodass die Verwendung im Zentrum des wissenschaftlichen Interesses steht. Bei industriellen Prozessen, die Hitze zur Bearbeitung von Materialien verwenden, zum Beispiel beim Einschmelzen, Gießen oder Verpressen, spricht man von Prozesswärme.
Wie kann man Abwärme nutzen?
Abhängig von den technischen Gegebenheiten kann überschüssige Hitze genutzt werden, um Prozesse effizienter zu gestalten oder neuerlich Energie zu gewinnen. So kann Abwärme in Kraftwerken für den Betrieb von Dampfturbinen verwendet werden. Die gewonnene Energie kann entweder umgewandelt und in den Stromkreislauf eingespeist werden oder als Heizquelle für das Fernwärmenetz fungieren.
Im Eigenheim lassen sich solche Potenziale allerdings meist nicht abschöpfen, da eine entsprechende Wärmeentwicklung nicht vorhanden ist. Dies bedeutet allerdings nicht, dass überschüssige Wärme immer ein Problem sein muss. Beim Thema Heizen ist das Nutzverhältnis invertiert, denn Strahlungswärme ist die primäre Wärmequelle, die beim Betrieb einer Feuerungsstätte gewünscht ist.
Die Abwärme ist hierbei kein ungenutztes Nebenprodukt, sondern der eigentliche Hauptprozess. Ein Kamin, Kaminofen, Pelletofen, Heizkessel oder ein Kaminbausatz werden gerade deswegen betrieben, um Wärme zu erzeugen. Ermöglicht wird dies durch die Verbrennung von Holz, Pellets oder Briketts. Es handelt sich daher bei Feuerstätten im Gegensatz zu elektrischen Geräten um genutzte Abwärme. Sie wird verwendet, um die Wohnung zu beheizen, warmes Wasser bereitzustellen oder auch um Essen zuzubereiten. Um Ressourcen und Geräte zu schonen, gilt es also, die gewonnene Energie optimal zu verwenden, um Kosten zu sparen. Hier gibt es zwei Faktoren zu beachten. Zum einen gilt es, Wärmeverlust beim Haus zu verringern und damit den Heizaufwand zu minimieren. Ist die Fassade dicht? Gibt es Lücken am Dach? Wird richtig gelüftet? Ein gut isoliertes Haus hält die Temperatur länger konstant und verhindert ein Auskühlen nachhaltig.
Apropos nachhaltiges Auskühlen verhindern: Der zweite Faktor findet sich in der Feuerstätte selbst. Um das meiste aus dem entzündeten Feuer zu machen, kann ein Kaminofen mit verschiedenen Materialien verkleidet werden, die Wärme langanhaltend speichern. Eine Natursteinverkleidung bei Kaminöfen beispielsweise nimmt die sonst verfliegende Abwärme auf, speichert diese und gibt sie sukzessive auch nach Erlöschen der Flammen an den Wohnraum ab. Doch wie wird die genutzte Abwärme bei einer Feuerstätte erfasst?
Abwärme in Kennzahlen
Wenn die Abwärme bei Feuerstätten genutzt wird, dann muss diese auch durch Kennzahlen vergleichbar sein. Dazu wird eine festgesetzte Menge an Brennmaterial in der Brennkammer für einen gewissen Zeitraum verbrannt. Die dabei entstehende Wärme wird gemessen und als Nennwärmeleistung bezeichnet. Diese Kennzahl dient dazu, um die Abwärme zwischen verschiedenen Feuerstätten vergleichbar zu machen. Allerdings kann die Brennkammer womöglich mit mehr oder weniger Brennmaterial gefüllt werden, was zu einer höheren oder niedrigeren Abwärme führt. Diese Kennzahl nennt sich maximale und minimale Heizleistung (Wärmeleistungsbereich). Die Nennwärmeleistung als auch die Heizleistung kann ins Verhältnis zum Wärmebedarf der Wohnung gesetzt werden, um die benötige Abwärme zu ermitteln.
