Auslegung Wärmespeicher für Wasserführende Kaminöfen
Wärmeerzeuger und Wärmespeicher sind die zentralen Systemkomponenten von wasserführenden Heizsystemen. Die korrekte Auslegung von Heizleistung und Speichervolumen sind Voraussetzung für einen zufriedenstellenden Betrieb und hohe Wirkungsgrade.
Die Dimensionierung des Pufferspeichers richtet sich im Wesentlichen nach
- dem Wärmebedarf des Gebäudes
- den Systemtemperaturen der Wärmeabgabeflächen (Heizkörper, Fußbodenheizung o. ä.)
- der Heizleistung der Wärmeerzeuger (Kaminofen, Pelletofen, Solarthermie usw.)
- der Betriebszeit, in welcher mit dem Ofen geheizt werden soll.
1. Dimensionierung nach Vorgaben der BImSchV
Die Bundes-Immissionsschutzverordnung (BImSchV) fordert für "zentrale" Festbrennstoff-Heizkessel einen Mindestwasserinhalt von 55 Litern pro Kilowatt Kesselleistung. Übertragen auf einen Kaminofen mit 5 Kilowatt wasserseitiger Leistung wären dies 275 Liter. Bei dieser Forderung wird angenommen, dass bei einem zentralen Kessel nur ein Abbrand (ca. 1,5 Stunden) gefahren und gespeichert werden muss.
2. Dimensionierung nach nächtlichem Wärmebedarf
Soll ausschließlich mit Holz geheizt werden, orientiert sich die Speichergröße am nächtlichen Wärmebedarf. Der Pufferspeicher wird tagsüber so weit aufgeladen, dass damit der nächtliche Wärmebedarf gedeckt wird.
3. Dimensionierung nach der Heizzeitmethode
Soll nur ein Teil des Wärmebedarfs mit Holz abgedeckt werden, empfiehlt sich ein Puffervolumen nach der Heizzeitmethode.
Während die nach der BImSchV ausgelegten Speicher für Wasserführende Kaminofenanlagen recht klein ausfallen, werden zur vollständigen Überbrückung des nächtlichen Wärmebedarfs meist zu große und damit zu verlustbehaftete Speicher gewählt, die -sollten sie nur durch einen oder zwei Abbrände aufgeheizt werden- oft gar nicht die Rücklauftemperatur der Heizungsanlage erreichen und somit nicht zur Beheizung der Wohnräume beitragen.
Die eigentliche Dimensionierung für eine alleinige Pufferung des Kaminofens sollte deswegen nach der Heizzeitmethode erfolgen. Hier wird angenommen, dass bei einer Null-Wärme-Abnahme die gesamte durch den Kaminofen erzeugte Wärmemenge an Heizwasser im Pufferspeicher zwischengespeichert werden kann.
Zur Bestimmung des Speicherbedarfs ist deshalb zunächst abzuschätzen, wie viel Stunden der Ofen betrieben wird, ohne dass eine Wärmeabgabe aus dem Puffer erfolgt. Wird beispielsweise im Normalfall von 17 bis 21 Uhr geheizt, sollte der Pufferspeicher für eine 4-stündige Beheizung ausgelegt werden.
Weiterhin bezieht sich die Volumenbestimmung auf die Temperaturdifferenz zwischen der an der vorhandenen Heizungsanlage eingestellten Rücklauftemperatur (kälter kann das Speicherwasser nicht werden) und der Speichermaximaltemperatur (heißer darf das Speicherwasser nicht werden).
Die Speichermaximaltemperatur sollte für die Auslegung bei 85° bis 90° C liegen.
siehe auch "Berechnung Wärmebedarf" >>>
Wichtig:
Bei Wasserführenden Kaminöfen muss davon ausgegangen werden, dass der Nutzer regelmäßig Holz nachlegt, um das Feuer für eine gemütliche Atmosphäre und einen warmen Aufstellungsraum am Brennen zu halten. Dabei hat er nicht immer eine Temperaturanzeige für den Pufferspeicher im Blickfeld - der Mensch als "Regelorgan" fällt also aus!
Typischerweise stößt der Pufferspeicher an ungewöhnlich milden Wintertagen - wenn mit der gewohnten Holzaufgabemenge weitergeheizt wird, jedoch keine Wärmeabnahme aus dem Pufferspeicher erfolgt - an seine Grenzen. Aber auch in der Übergangszeit kann ein großes Pufferspeichervolumen erforderlich werden.
Prüfen Sie zur optimalen Auslegung des Wärmespeichers immer, wie oft und wie lange die Anlage im Regelfall betrieben wird und wie groß in diesem Zeitraum die wasserseitige Wärmeabnahme ist.
Unterschiedliche Speichertypen
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