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Kachelofen

Ein Kachelofen ist ein mit Kacheln verkleideter Ofen, der meist an der Wand eines Wohnraums aufgestellt wird und mit Holz oder Kohle befeuert wird. Das Abgas wird gewöhnlich über einen Schornstein abgeführt.

Die gemauerte Struktur eines Kachelofens hat eine erhebliche Wärmekapazität, die zu einem entsprechenden Wärmespeichervermögen und damit zu einer großen thermischen Trägheit führt. Dies ist insofern nützlich, dass auch bei variabler Leistung der Feuerung eine einigermaßen gleichmäßige Heizleistung für den Wohnraum über viele Stunden möglich ist. Nachteilig ist dabei allerdings, dass die Heizleistung nur sehr langsam einem ggf. geänderten Bedarf angepasst werden kann und dass man relativ lange warten muss, bis der Raum nach dem Anfeuern warm wird. Deswegen eignet sich ein Kachelofen eher für die zeitweilige zusätzliche Beheizung als für die alleinige Beheizung von Wohnräumen.

Wärmeabgabe durch Wärmestrahlung und Konvektion

Ein Kachelofen gibt die Wärme zum Teil als Wärmestrahlung ab, zum anderen Teil durch Konvektion (Umwälzung von Warmluft). Insofern unterscheidet er sich nicht grundlegend von einem Heizkörper einer Zentralheizungsanlage. Dass die Wärmestrahlung oft wesentlich intensiver ist als bei einem Heizkörper, liegt meist einfach daran, dass die Heizleistung wesentlich höher ist.

Bei Warmluftkachelöfen (→ Warmluftheizung) ist der Anteil der Konvektion erhöht und der Anteil der Wärmestrahlung entsprechend vermindert. Hier wird Luft durch Kanäle im Ofen geleitet, dabei erwärmt und wieder in den Raum abgegeben. Da hierbei oft relativ hohe Temperaturen entstehen, kann es leicht zur Verschwelung von Staub kommen, was mit unangenehmen Gerüchen und auch Schadstoffen verbunden ist.

Brennstoffe und Schadstoffemissionen

Als Brennstoff wird meistens Holz eingesetzt. Damit nutzt man erneuerbare Energie, die annähernd CO₂-neutral ist. Teilweise werden jedoch auch Kohlebrickets eingesetzt. Diese haben den Vorteil eines langsameren Abbrands, so dass weniger häufig Brennstoff nachgelegt werden muss. Mit Kohle werden jedoch erhebliche klimaschädliche CO₂-Emissionen verursacht, ebenfalls erhöhte Emissionen von Schwefeldioxid und anderen Schwefelverbindungen.

Auch bei Verwendung von Brennholz ist der Betrieb eines Kachelofens nicht unbedingt umweltfreundlich. Häufig liegen nämlich nicht optimale Verbrennungsverhältnisse vor, so dass große Mengen giftiger Schadstoffe entstehen – insbesondere Kohlenmonoxid und Feinstaub, der mit einer Vielzahl von Schadstoffen belastet ist. Hierzu gehörten auch polyzyklische aromatische Verbindungen, die teils krebserregend sind. Die Menge der Schadstoffe hängt stark von den jeweiligen Bedingungen ab, beispielsweise von dem Feuchtigkeitsgehalt des Brennholzes, von der Luftzufuhr und davon, ob die Flammen durch Kontakt mit den Wänden des Brennraums oder mit kaltem Holz allzu stark abgekühlt werden. Besonders hohe Emissionen entstehen meist beim Anfeuern, wiederum abhängig von der verwendeten Technik. Das Anfeuern sollte von oben her erfolgen und nicht etwa von unten, weil sonst die Flammen das noch kalte Holz umstreichen. Die empfohlene Technik wird im Artikel über Holz erklärt.

Selbst wenn ein gut gebauter Kachelofen einwandfrei betrieben wird, dürften die Schadstoffemissionen höher liegen als bei einer heutigen Öl- oder Gasheizung (auch wenn die Klimabelastung geringer ist). In ungünstigen Fällen liegen sie sogar sehr viel höher. Im Winter tragen Kachelofen und andere Holzöfen vielerorts stärker zur Feinstaubbelastung der Atemluft bei als der Verkehr.

Sehr schädlich kann die Verbrennung von Abfällen sein. Hierzu gehören auch Holzabfälle, wenn sie lackiert oder gar mit Pestiziden imprägniert sind (was nicht unbedingt leicht erkennbar ist). Das Verbrennen solcher Abfälle ist zwar verboten (als Straftat, nicht nur als Ordnungswidrigkeit), findet aber trotzdem häufig statt, weil das Wissen über die Gefährlichkeit solcher Praktiken zu wenig verbreitet ist und solche Verstöße auch oft nicht leicht nachweisbar sind.

Energieeffizienz von Kachelöfen

Der Wirkungsgrad eines Kachelofens hängt hauptsächlich von zwei Faktoren ab: von der Abgastemperatur und vom Verbrennungsluftverhältnis. Er kann außerdem weiter vermindert werden, wenn aufgrund mangelnder Luftzufuhr die Verbrennung unvollständig ist, was auch mit besonders hohen Schadstoffemissionen einhergeht. Im Idealfall sollten Wirkungsgrade in der Gegend von 80 % möglich sein; jedoch dürften in der Praxis normalerweise deutlich geringere Werte auftreten. Wenn beispielsweise vergessen wird, nach dem Abbrand die Luftöffnungen zu schließen, geht über den Schornstein sehr viel Wärme verloren. (Der noch warme Schornstein zieht nämlich weiterhin Luft durch den Ofen, die dann Wärme nach außen abtransportiert.) Es ist auch schwierig, während des Abbrands die optimale Luftzufuhr einzustellen. Immerhin gelingt es eher als bei einem offenen Kamin, wo häufig ein zu großer Luftüberschuss auftritt.

Ein zusätzliches Problem für die Energieeffizienz ist die meist sehr unvollkommene Anpassung der Heizleistung auf den jeweiligen Wärmebedarf. (Eine Reduktion der Wärmeleistung durch Drosseln der Luftzufuhr wäre meist mit erhöhten Schadstoffemissionen verbunden und kann auch zur verstärkten Verrußung des Ofens und des Schornsteins führen.) Häufig wird deswegen weit mehr Wärme produziert, als der Raum benötigt, so dass es zum starken Überheizen und einem entsprechend erhöhten Heizwärmeverbrauch kommt. Gerade in modernen Häusern mit guter Wärmedämmung kommt es leicht zu diesem Problem, selbst wenn ein relativ kleiner Ofen in einem großen Wohnraum verwendet wird. Selbst kleine Kachelöfen erzeugen nämlich mehrere Kilowatt – eine Heizleistung, die bei guter Wärmedämmung zum Beispiel für ein gesamtes Einfamilienhaus an einem kalten Wintertag ausreichen würde.

In der Regel arbeitet ein Kachelofen raumluftabhängig, d. h. er bezieht die Verbrennungsluft aus dem geheizten Raum. Dafür muss Frischluft anderswo in den Raum nachströmen können. Oft ist es notwendig, hierfür spezielle Luftklappen zu öffnen oder ein Fenster zu kippen. Natürlich erfolgt an diesen Orten im Raum dann eine entsprechende Abkühlung. Günstiger sind Öfen, die für den raumluftunabhängigen Betrieb ausgelegt sind. Sie verfügen über eine eigene Frischluftzufuhr.

Im Prinzip kann der Brennstoffbedarf einer Zentralheizung reduziert werden, wenn oft mit einem Kachelofen geheizt wird. Aus den oben genannten Gründen erfordert der Ersatz einer Kilowattstunde eines fossilen Brennstoffs jedoch meist weit mehr als eine Kilowattstunde in Form von Holz. Dies ist einer der Gründe dafür, dass eine Kosteneinsparung mit einem Kachelofen kaum möglich ist – am ehesten in Gebäuden, die mit einer Elektroheizung ausgestattet sind.

Brennholz kann mit wesentlich höherer Effizienz in Holzkesseln eingesetzt werden, die in einem Heizraum stehen und mit einem Pufferspeicher ausgestattet sind. Solche Öfen erlauben bei optimierter Konstruktion (z. B. mit einem Ventilator für die kontrollierte Verbrennungsluftzufuhr und unter Ausnutzung der Holzvergasung) eine wesentlich sauberere Verbrennung und ebenfalls eine effizientere Nutzung der erzeugten Wärme, die über das Zentralheizungssystem im Gebäude verteilt wird. Auf diese Weise können auch alle Räume des Gebäudes beheizt werden und nicht nur ein Aufstellraum. Es gibt allerdings auch Kachelöfen, die über Luftkanäle auch andere Räume mit beheizen können – wobei allerdings die Wärmezufuhr zu den einzelnen Räumen kaum reguliert werden kann.

Optimaler Einsatz eines Kachelofens

Um einen Kachelofen bestmöglich einzusetzen, sollten die folgenden Regeln beachtet werden:

• Es darf nur hochwertiges, ausreichend getrocknetes Brennholz verwendet werden. Das Holz sollte nicht eiskalt, sondern schon auf Raumtemperatur vorgemerkt sein. Auf keinen Fall dürfen feuchtes Holz oder gar Abfälle jeglicher Art verbrannt werden.
• Das Anfeuern soll von oben her erfolgen mithilfe einer Anfeuerhilfe und etwas Anfeuerholz, wie beschrieben im Artikel über Holz.
• Die Menge des eingeführten Holzes sollte nicht zu niedrig sein, aber auch nicht größer, als es für die Beheizung des Raumes benötigt wird. (Falls man dennoch zu viel Wärme erzeugt hat, sollte man rechtzeitig die Türen zu anderen Räumen öffnen, um diese mit zu beheizen.)
• Wenn es nötig ist, muss ein Fenster gekippt werden, um eine ausreichende Luftzufuhr zum Raum zu gewährleisten. Sonst kann es vorkommen, dass sich das Feuer nicht richtig entwickelt und dass Abgase in den Raum gelangen.
• Solange die Flammen bestehen, ist eine ausreichende Luftzufuhr für eine gute Verbrennung sehr wichtig. Man sollte keineswegs versuchen, die Heizleistung durch Drosseln der Luftzufuhr zu regulieren.
• Wenn die Wärmeabgabe über viele Stunden erwünscht ist, kann gelegentlich etwas Holz nachgelegt werden – bevor die Flammen zu schwach werden, um ein erneutes Anfeuern zu vermeiden.
• Nach dem Abbrand (wenn keine Flammen mehr bestehen) soll die Luftzufuhr gestoppt werden, damit der Ofen nicht über den Schornstein wieder auskühlt.

Siehe auch: Holz, Wärmestrahlung, Wärmespeicher