Für eine exakte Luftzuteilung

Offene Kamine verbinden das Angenehme mit dem Nützlichen. Einen besseren Wirkungsgrad ohne Verzicht auf den optischen Flammeneindruck erlauben geschlossene Kamineinsätze mit Sichtscheibe. Bodart & Gonay, ein Spezialist für hochwertige Kamineinsätze, bietet neben holzbefeuerten Exemplaren auch gasbefeuerte Varianten. Als atmosphärischer Brenner ausgelegt, brennt das Gas dabei mit schöner, lebendiger Flamme im Kamin. Um die Effektivität der Verbrennung und den Einbau bzw. Bedienungskomfort zu verbessern, arbeitet der Ofenexperte mit dem Motoren und Ventilatorenspezialisten ebm-papst Landshut zusammen. Das Ergebnis ist ein optimal an die Belange der Designkamineinsätze angepasstes Zuluftgebläse.

Optisch und technisch edel

Kamineinsätze gibt es zuhauf. Im Einzelfall kommt es auf die Materialgüte, Verarbeitungsqualität, Sicherheit und nicht zuletzt auf das passende Design an. Diese Forderungen erfüllten die hochwertigen Kamineinsätze schon immer. Unterschiedliche Modelle, in Breite und Form variabel, in Holzfeuerdesign mit Keramikholzimitat oder als Kieselbettfeuerstätte ausgelegt, erfüllen viele Wünsche (Bilder 1a und b). Eine schnellere Installation und einfache Bedienung im Betrieb zu gewährleisten, war das Ziel einer Produktüberarbeitung. Um den Feuerungskomfort zu verbessern und Installation wie Wartung zu erleichtern, setzen die Ofenbauer auf moderne Technik.

Auf dem Weg zur optimalen Verbrennung

Hintergrund des ganzen Aufwandes ist die Natur der Gasverbrennung. Um Gas vollständig zu oxidieren, d.h. zu verbrennen, ist theoretisch eine bestimmte Menge Sauerstoff notwendig. Führt man zu wenig Luft (Sauerstoff) zu, entsteht unvollständig verbrannter Kohlenstoff, das hochgiftige, erstickend wirkende Kohlenmonoxid. Zudem geht kostbare Wärme verloren. Wählt man den anderen Weg und gibt mehr Luft als erforderlich hinzu, wird dieser Überschuss nur unnötig erwärmt und die Wärme über den Kamin ausgetragen. In der Praxis hat sich daher ein minimaler Luftüberschuss als idealer Wert herausgestellt.

Warmes Gas dehnt sich aus, wird leichter und steigt im Kamin nach oben. So entsteht ein Sog, der frische, kalte Luft von unten nachsaugt und das Feuer in Gang hält. Über eine Blende lässt sich bei bisherigen Kamineinsätzen dann vom Fachmann die exakte Luftmenge für optimale Verbrennung einstellen. Da Gase wie Luft aber Schwankungen in Temperatur und Luftdruck unterliegen, ändert das zwangsläufig auch den Massedurchsatz einer starren, nur einmal eingestellten Blende. Ähnlich wie bei der Lambdaregelung für Autos mit Katalysator ist daher eine genaue Massenbestimmung der Zuluft nötig, um Höhe, Farbe der Flammen und Heizleistung zu optimieren.

Gebläse mit Gefühl

Über ein geregeltes Gebläse (Bild 2) kann nun unabhängig von technisch-physikalischen Variablen wie Kaminrohrlänge, Ansaugstrecke, Lufttemperatur und -druck der tatsächlich erforderliche Luftdurchsatz geregelt werden. Als alleiniger Messwert dient dabei die Luftmasse pro Zeiteinheit. So wird bei kalter und damit dichterer Luft weniger Volumen gefördert als bei dünnerer warmer Zuluft. Das neue Gebläse arbeitet dabei auf der Saugseite mit einer Blende, die den Zuluftstrom laminar ausrichtet.

Aus diesem gerichteten Strom, der überall die gleiche Geschwindigkeit aufweist, wird ein Teil über einen By-pass entnommen und über ein Halbleiterelement geleitet. Dieser Massenstromsensor bestimmt nun die tatsächlich angesaugte Luftmasse. Der eigentliche Lüfter saugt dann die wieder vereinigten Luftströme an und gibt sie an den zum Ofen führenden Kanal weiter (Bild 3). Die lebensdauergeschmierten Lager des Rotors erlauben einen wartungsfreien Betrieb, die aerodynamische Form der Luftführung vermeidet störende Wirbelbildung und damit störendes Betriebsgeräusch in der Zuluft.

Durch den kompakten Aufbau kann das Gebläse in jeder beliebigen Stellung senkrecht oder horizontal installiert werden (Bild 4). Mit dem neuen System lässt sich bei Rohr-in-Rohr-Systemen (die Frischluft wird dabei außen um das Abgasrohr angesaugt) nun statt bisher ca. 3 bis 4 m eine Kaminlänge bis über 40 m problemlos überbrücken. Dank eingebauter industrietauglicher Schnittstelle kann das laufruhige Gebläse dabei an gut zugänglicher Stelle im Abgasstrang eingebaut sein. Die Verbindung für die Datenübertragung zum Feuerungsautomat darf bis zu 100 m betragen. Das Gebläse regelt und übergibt auf Anforderung unter anderem den Massenstrom-Istwert, die Drehzahl und die Temperatur der Ansaugluft an den Feuerungsautomat. Dieser ist für die Sicherheit des gesamten Systems zuständig (Bild 5). Er gibt abhängig von der per Software eingestellten Heizleistung die Vorgabe des jeweiligen Massenstroms an das Brenn-Gassteuerungsventil und an das Zuluftgebläse aus. Der Sicherheit dient zudem ein ständiger Plausibilitätsvergleich des Massestromsignals mit dem Wert, der sich aus Gebläsedrehzahl und Lufttemperatur anhand der Förderkennlinie des Gebläses ergibt. So ist ein immer optimaler Luftdurchsatz im Bereich von ca. 3 bis 17 g/s gewährleistet. Dies entspricht in etwa einer nutzbaren Heizleistung von 7 bis 15 kW. Das robuste Gebläse kann Zuluft mit bis zu 70 °C fördern; über 75 °C gibt es ein Warnsignal an den Feuerungsautomaten ab. So kann rechtzeitig einer Überhitzung per Brennleistungsdrosselung entgegengewirkt werden.

Fazit

Die Symbiose aus zeitlosem Design und moderner Technik erlaubt auch bei der Hausfeuerung neue, bessere Verbrennungseigenschaften. An den tatsächlich nötigen chemischen Voraussetzungen orientiert, fördert das massenstromgesteuerte Gebläse nur die Luftmenge, die wirklich erforderlich ist. Dabei ist die Einstellung unabhängig von äußeren Faktoren und spart dadurch Einbau- und Wartungskosten. Zusammen mit der Gaseinsparung durch die optimierte Verbrennung wird so das Vergnügen des Kaminfeuers mit heimeligem Flammenbild deutlich umweltfreundlicher.