Ein wasserführender Kamineinsatz erweitert die Heizzentrale um eine feststoffbefeuerte Wärmequelle. Für Planer und SHK-Betriebe stellen sich daraus konkrete Fragen zur Hydraulik, zur Sicherheitsausrüstung und zur Kombination mit Wärmepumpe, Gas-Brennwertgerät oder Solarthermie. Der folgende Beitrag ordnet die wesentlichen Normen und Kennzahlen ein.
Hydraulische Grundlagen und Pufferspeicher
Der Wärmeeintrag eines Holzfeuers lässt sich nicht kurzfristig regeln, ein Pufferspeicher gehört zwingend zur Anlage. Die Faustregel aus Bundes-Immissionsschutzverordnung und technischen Regeln des Zentralverbands Sanitär Heizung Klima sieht ein Puffervolumen von mindestens 55 Liter je Kilowatt Nennwärmeleistung vor, mindestens aber 12 Liter je Liter Füllraum. Bei einem Kamineinsatz mit 8 kW wasserseitiger Leistung ergibt das ein Speichervolumen ab etwa 500 Litern. Die hydraulische Trennung über den Puffer bewirkt, daß Lastspitzen nicht ungeregelt in das Verteilnetz gelangen und daß zugleich weitere Wärmeerzeuger parallel betrieben werden können. Vorgeschaltet ist in der Regel eine Rücklaufanhebung, die den Rücklauf zum Kessel auf wenigstens 60 Grad C hält. Fehlt eine solche, fällt der Wasserdampf im Rauchgas an den Wandungen aus, was zu Versottung und beschleunigter Korrosion führt. Üblich sind thermische Mischventile mit Festwerteinstellung oder motorisch geregelte Dreiwegeventile, je nach Leistung und Rohrführung in der Praxis.
Sicherheitsausrüstung nach DIN EN 303-5
Feststofffeuerungen unterliegen der Norm DIN EN 303-5, die die Anforderungen an Konstruktion, Prüfung und Sicherheitsvorrichtungen festlegt. Eine wichtige Ergänzung ist die Ausrüstung mit einer thermischen Ablaufsicherung, die bei Überhitzung Kaltwasser durch einen Sicherheitswärmetauscher leitet und so die Kesseltemperatur unter 95 Grad C begrenzt. Für den Wasseranschluß ist ein Mindestdruck von 2 bar erforderlich. Zu der Sicherheitsausrüstung gehören ferner Sicherheitsventil mit 3 bar Ansprechdruck, Membranausdehnungsgefäß und Entlüfter. Emissionsseitig gelten die Grenzwerte der 1. BImSchV Stufe 2, die für Neuinstallationen seit Januar 2015 verbindlich sind. Maximal 40 mg Staub und 1250 mg Kohlenmonoxid je Kubikmeter Abgas sind zulässig. Der Mindestwirkungsgrad liegt bei 73 Prozent für einen Kamineinsatz mit geschlossener Bauart. Marktübliche Geräte erreichen 78 bis 85 Prozent. Nachweis und Abnahme erfolgen durch den Bezirksschornsteinfeger auf der Grundlage der Herstellerprüfbescheinigung.
Kombination mit Wärmepumpe, Gastherme und Solarthermie
In hybriden Systemen wird der Kamineinsatz Spitzenlastdecker in den kalten Monaten, während Wärmepumpe oder Gas-Brennwertgerät die Grundlast tragen. Der Puffer wird hydraulische Weiche, an die alle Erzeuger über getrennte Anschlussgruppen angeschlossen werden. Für die Regelung ist eine übergeordnete Steuerung sinnvoll, die die Vorrangschaltungen zwischen den Wärmequellen setzt. In Kombination mit Wärmepumpe schaltet der Verdichter ab, wenn der Puffer im oberen Bereich eine ausreichende Temperatur meldet, was sich positiv auf die Jahresarbeitszahl auswirkt. Solarthermische Kollektoren lassen sich über einen Kombispeicher mit zwei Wärmetauschern einbinden und schichtweise beladen. Der Kamineinsatz speist im oberen Speicherbereich ein, die Solaranlage im mittleren bis unteren Bereich. Für die Auslegung nach VDI 6002 wird eine Kollektorfläche von etwa 1,5 Quadratmeter je Person angesetzt, das Speichervolumen bemisst sich nach der Summe aller installierten Wärmeerzeuger.
Förderung und Wirtschaftlichkeit
Wasserführende Kamineinsätze gehören seit der Neufassung der Richtlinie zum 1. Januar 2024 nicht mehr zu den förderfähigen Anlagen der Bundesförderung für effiziente Gebäude im Einzelmaßnahmenbereich. Förderfähig bleiben nur noch Biomasseanlagen mit automatischer Beschickung und Emissionswerten unterhalb der gesetzlichen Grenzwerte. Für Bauherren, die über ein eigenes Brennholzangebot verfügen, bleibt die Investition dennoch wirtschaftlich, sofern ihre jährliche Nutzungsdauer 1200 Volllaststunden übersteigt. Wer die Einbindung plant, sollte die Auslegung bereits frühzeitig mit dem zuständigen Schornsteinfeger und dem Heizungsbauer abstimmen. Querschnitt des Abgassystems, und Lage der Sicherheitsgruppen sind entscheidend für die Betriebssicherheit und die Abnahmefähigkeit der Gesamtanlage.