Anschluß des Wärmetauschers in das Heizungs-System.
aktualisiert am 04.01.2011.
Am Anfang ein bisschen Theorie........
Ein Wärmetauscher in ein Heizungsystem zu integrieren ist keine schwierige Angelegenheit. Allerding müssen einige Grundregeln beachtet werden. Diese beziehen sich zuerst auf die Sicherheit. Aus diesem Grunde empfehle ich jedem, der so ein Projekt in Angriff nimmt zuerst die SICHERHEITSHINWEISE zu lesen !
Des Weiteren ist bei der Rohrverlegung einiges zu beachten, um Wärmeverluste zu vermeiden.
Der Wärmetauscher im Kaminofen hat zwei Anschlüsse. Den eine wird als Vorlauf, der Andere als Rücklauf bezeichnet. Der Vorlauf ist der obenliegende Anschluß. An diesem Anschluß wird auch der Temperaturfühler angebracht. Letztlich spielt es aber keine Rolle, welchen Anschluß Vor- oder Rücklauf ist, solange beide Anschlüsse auf einer Ebene liegen. Anders ist es bei Tauscher, deren Anschlüsse oben und unten liegen. Hier wird der obere Anschluß als Vorlauf bestimmt und auch an der obersten Stelle der Temperaturfühler angebracht.
Die Einbindung erfolgt dann so, daß aus dem Vorlauf das erwärmte Wasser austritt und durch den Rücklauf wieder zurückfließt. Dieses passiert nicht von allein, außer man hat ein Schwerkraftsystem in Betrieb. Aber selbst solch ein Heizsystem welches mit Schwerkraft arbeitet (warmes Wasser steigt nach oben, kaltes nach unten) muss, wenn ein Kaminofen integriert werden soll, mit einer Pumpe ausgestatter werden !
Da heute aber kaum noch Schwerkraftanlagen in Betrieb sind, will ich auch nicht weiter darauf eingehen.
Nun muss zuerst festgelegt werden, wie der Kaminofen integriert werden soll.
Hier gibt es zwei grundsätzliche Möglichkeiten.
1.) Der Kaminofen dient zur Heizungunterstützung.
2.) Der Kaminofen arbeitet wechselweise mit dem Heizungsbrenner.
- Bei dem zweiten Verfahren arbeitet der Kaminofen wechselweise mit dem Gas-bzw. Oelbrenner. Sobald der Kaminofen ausreichend Wärme liefert, wird der Gasbrenner aus- und der Kaminofen zugeschaltet.
Welches Verfahren eingesetzt wird, ist letztlich von den Gegebenheiten abhängig.
- Unter Heizungssteuerung sind weitere Dinge beschrieben, was zu beachten ist um einen Kaminofen steuerungtechnisch einzubinden.
Ich habe mich für das zweite Verfahren entschieden. Die Begründung liegt in dem bereits vorhandenen System und dem Wunsch, nur mittels des Kaminofens das gesamte Haus zu beheizen ! Außerdem hätte ich 2 Bypässe (für den Gasbrenner und den Kaminofen) einbauen müssen, was zwei weitere 3-Wege-Ventile erforderte. Denn falls der Kaminofen genug Energie liefert, soll der Gasbrenner möglichst nicht arbeiten. Dann darf aber auch kein Wasser durch diesen Kreislauf fließen, da ja sonst die eingespeiste Wärme im Gasbrenner über die kalte Brennkammer in den Kamin gelangt. Also muss für diesen Fall der Gasbrenner mittels eines Bypasses "kurzgeschlossen" werden. Im umgekehrten Fall muss der Kaminofen aus dem Kreislauf herausgenommen werden, falls diese nicht brennt.
Diese Mühe wollte ich mir ersparen.
Wir bewohnen ein Haus, welches aus Keller, Paterre sowie erster und zweiter Etage besteht. Dann gibt es noch den ausgebauten Spitzboden, den eines meiner Kinder bewohnt.
Es ist bereits eine komplette Zentralheizung mit Gasbrenner und Solaranlage im Einsatz. Der Gasbrenner versorgt die Heizkörper und bei Bedarf auch den Warmwasserspeicher über einen Wärmetauscher im oberen Drittel. Liefert die Solaranlage Energie, wird der Warmwasserkessel komplett, also von unten her aufgewärmt. Heizung und Nachheizung des Warmwasserkessels wird über ein 3-Wege-Ventil gesteuert. Meldet der Kessel "Untertemperatur", schaltet das 3-Wege-Ventil auf den Wasserkessel um, und der Gasbrenner springt an.
Die Kinder, die in den oberen Etagen ihre Zimmer haben, sind immer weniger zu hause anzutreffen. Mit der Strahlunsgwärme des Ofens könnte ich die Paterre beheizen, über den Wärmetauscher ausreichend Energie "absaugen" um die 1. Etage mit Wärme zu versorgen.
Und wie immer ist der Wunsch der Vater des Gedanken.
Sollte das funktionieren, könnte ich ganz auf den Gasbrenner verzichten, solange der Kaminofen in Betrieb ist. Die Energiekosten könnten so radikal reduziert werden.
Sollte es nicht so funktionieren, auch kein Problem. Dann würde der Gasbrenner eben die fehlende Energie liefern, bis der Kaminofen wieder genug Power gesammelt hat. Auf jeden Fall brächte es Kostenersparniss durch geringeren Gasverbrauch. Zusätzlich holte ich mir Tips bei einigen Experten und Speziallisten für Wärmeberechnung, was mich letztlich auch nicht viel weiter brachte. Formeln, Gesetzte, Richtlinien für die Wärmebestimmung und Brechnung konnte ich nicht so recht mit dem Vorhaben in Einklang bringen.
Also legte ich los, so wie ich es mir in stundenlanger Grübelei ausgedacht hatte.
Ich möchte schon an dieser Stelle erwähnen, das es klappt. Ja, es funktioniert sogar hervorragend ! Denn bei meinen Überlegungen und bei allen Berechnungen der Experten wurde ein wichtiger Faktor nicht berücksichtigt: Ein Kaminofen stellt im Vergleich zu einem Gas- oder Oelbrenner eine unglaublich große Masse dar, die Energie speichern kann. Fast der gesamte Ofen ist Wärmespeicher !
Ein Gas- oder Oelbrenner speichert kaum Energie. Die Flamme erhitzt den Wärmetauscher direkt. Der Wärmetauscher aber selbst hat kaum Masse im Vergleich zu einem Kaminofen. So kann ein Kaminofen über einen sehr langen Zeitraum noch Energie abgeben, selbst wenn dieser nicht mehr brennt. Die Wände aus Eisen oder Stahl, die Steine und der gesamte Aufbau kühlen sich nicht "mal eben" ab.
Das Bild zeigt die Heizungs- und Solaranlage vor der Einbindung des Kaminofens.Die Pumpe transportiert das Wasser aus dem Gasbrenner über das 3-Wege-Ventil entweder in die Heizungsanlage oder in den Warmwasserkessel.
Der Rücklauf ist einfach mit einem T-Stück verbunden und besitzt kein Ventil !
Nun wird der Kaminofen mit in das System integriert......
Es lässt sich schnell erkennen, daß hierzu kein besonders großer Aufwand erforderlich ist.Nur ein paar Kupferrohre und weiteres 3-Wege-Ventil und schon ist der Kaminofen in das System integriert !
Auch hier ist der Rücklauf ist einfach mit einem T-Stück verbunden und besitzt ebenso kein Ventil !
Und das soll funktionieren ?
JA, es funktioniert !
So wie auf den Zeichnungen dargestellt, können die Leitungen allerdings nicht verlegt werden. Denn wenn nur der Gasbrenner arbeitet, steigt die Wärme durch die Rohre nach oben in den Kaminofen und jede Menge Energie würde durch den Kamin geblasen. Auch der Kessel würde innerhalb weniger Stunden auskühlen.
Das soll und darf aber nicht sein !
Hier sind ein paar Tricks bei der Rohrverlegung zu beachten, dann sind solche Wärmeverluste ausgeschlossen.
Arbeitet der Gasbrenner, ist das 3-Wege-Ventil zum Kaminofen geschlossen. Aber trotzdem würde Wärme über das Metallgehäuse des Ventils zum Kaminofen aufsteigen. Erst sehr wenig, dann immer mehr. Die Wärme hat nun mal die Eigenschaft immer nach oben zu wollen. Und sie steigt nach oben. Ich musste die Erfahrung nach dem Einbau der Solaranlage machen. Der Kessel wurde am Tage durch die Solaranlage auf ca. 80 °C aufgeheizt, ab nächsten Morgen war der Kessel abgekühlt. Ich staunte nicht schlecht.
Dieses kann aber mit einfachen Mitteln verhindert werden........
Dazu wird eine sogenannte Wärmebremse eingebaut, die wie folgt funktioniert:
Alle Rohre an- und abführenden Rohre werden erst senkgerecht über eine Strecke von min. 30 cm nach unten geführt bevor sie nach oben zu den Verbrauchen bzw. Energiequellen gelangen. Die Wärme will nach oben und nicht nach unten. Trotzdem breitet sich die Wärme auch ein wenig nach unten aus. Das geht jedoch nur bis max. 20-25cm, dann stoppt der Wärmefluß !
Diesen Trick hat mir mal unser "Lokal-Klempner" verraten !
Das rechte Schema zeigt, wie die Leitungen an welchen Stellen mit einer Wärmebremse versehen werden müssen.
Bei genauem Hinsehen wird klar, das nur mit Pumpenkraft und entsprechend gestelltem 3-Wege-Ventil das Wasser
in den Rohren fließen kann. Ist der Weg durch das Ventil gesperrt, fließt auch keine Wärme in den gesperrten Zweig.
Ich habe, wenn immer möglich, Wärmebremsen mit einer Rohrlänge von 0,5 bis 1 Meter länge eingebaut, ich wollte einfach sicher gehen.
Hier ein Foto einer "Wärmebremse". Die Pumpe speißt von hinten das 3-Wege-Ventil. Der Ventilaustritt wird über eine "Wärmebremse" in den Heizungskreislauf geführt. Ich habe an allen wichtigen Stellen Absperrventile eingebaut, falls mal was ausgewechselt werden muß kann ich diese Teile vom übrigen Kreislauf abtrennen und muss nicht das Wasser aus dem gesamten Kreislauf lassen.
Dieses Bild entstand vor der Isolierung der Rohre.....
Noch eine "Wärmebremse". Die Anschlüsse von und zur zentralen Warmwasserversorgung sind natürlich auch damit ausgestattet. Bevor diese "Bremsen" zu Einsatz kamen, kühlte der Kessel jede Nacht von 80 °C auf 30 Grad °C ab !
Das in der Nähe des Kaminofens jeweils in den Vor- und Rücklauf ein Absperrhahn eingebaut werden sollte ist wohl jedem klar. Bei Wartung bzw. Reinigung des Kaminofens muss die Möglichkeit bestehen, den Ofen vom Leitungsnetz zu nehmen.
Das diese Absperrhähne auf keinen Fall im laufenden Betrieb abgesperrt werden dürfen, auch nicht wenn der Kaminofen aus ist, sollte jedem klar sein. Deshalb möchte ich an dieser Stelle nochmals auf die SICHERHEITSHINWEISE hinweisen !
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