Ein Kachelofen wird, wie der Kamin bzw. Kaminofen, mit Holz betrieben. Die Verbrennung erfolgt im Brennraum, von wo aus der entstehende Rauch über Schamottsteine in den Schornstein abgeleitet wird. Die abgesonderte Wärme wird in den Steinen gespeichert und gleichmäßig an die Umgebungsluft abgegeben. Kachelöfen sind in der Regel mit Tonkacheln besetzt, die einen sehr hohen Absorptionsgrad aufweisen. Teilweise können die Modelle aber auch verputzt sein. Fließen dienen ebenfalls als Energiespeicher und geben die Wärme über einen längeren Zeitraum an die Umgebung ab.
Die verschiedenen Formen des Kachelofens
Die Grundform des Kachelofens, der Grundofen, ist in verschiedenen Bauarten erhältlich. In Abhängigkeit von der Speicherfähigkeit des Ofens können Eigenheimbesitzer zwischen einer schweren, einer mittleren und einer leichten Bauart wählen. Diese Grundform versorgt die Umgebung ausschließlich mit Speicherwärme. Bei dieser Bauart kann die Brennkammer nur mit Holz betrieben werden, das auf eine rostlose Feuerung gelegt und verbrannt wird. Die Speicherung und Abgabe der Wärme aus den Schamottsteinen und Fließen kann bis zu 24 Stunden andauern.
Warmluftkachelofen
Ein Warmluftkachelofen bedient sich der Technik einer Konvektionsheizung. Im Sockel befinden sich Öffnungen, durch die kalte Raumluft einströmt. Die Wärme, die durch die Verbrennungsprozesse im Brennraum entsteht, wird durch massive Eisenteile aufgenommen. Die kalte Luft strömt an diesen entlang und nimmt die gespeicherte Wärme auf. Im Anschluss strömt die warme Luft wieder in den Raum. Durch die Installation von Warmluftkanälen ist es mit dieser Variante möglich, mehrere Räume gleichzeitig zu beheizen.
Kombi-Kachelofen
Der Kombi-Kachelofen nutzt die Prinzipien des Grundofens und des Warmluftkachelofens. Die Umgebungsluft wird sowohl durch Heizeinsätze als auch durch Strahlungswärme erwärmt. Zur Verbrennung können hier neben Holz, Pellets oder Briketts auch Systeme mit Öl oder Gas betrieben werden. Der Kombi-Kachelofen stellt diese thermische Energie zum Heizen bereits nach 20 Minuten Verbrennungszeit zur Verfügung. Die Wärmespeicherkapazität liegt hier bei etwa 12 Stunden.
Sonderformen (Warmluft-Zentralheizungen)
Sonderformen des Kachelofens stellen die Warmluft-Zentralheizungen dar. Hier wird die aufgeheizte Luft über Kanäle in weitere Räume des Hauses transportiert, ähnlich wie bei einem Warmluftkachelofen. Die Erzeugung der Wärmeenergie erfolgt bei Warmluft-Zentralheizungen jedoch automatisch und nicht durch die Verbrennung von Stoffen. Wasserführende Kachelöfen können die Energie über das Medium an die Zentralheizung übergeben. Dadurch ist es möglich, mit der Energie Fußboden- und Wandheizungen im gesamten Haus zu betreiben. Warmwasser-Öfen arbeiten nach einem ähnlichen Prinzip: Das erhitzte Wasser wird in einem Tank gespeichert und anschließend über Umwälzpumpen an einen Boiler weitergeleitet. Dieser verteilt das Warmwasser auf die Wasserleitungen. Sogenannte Luft-Hypokasten-Anlagen werden dort eingesetzt, wo bestimmte Materialien erwärmt werden sollen. Die erhitzte Luft kommt nicht mit der Umgebungsluft in Kontakt. Sie befindet sich in einem geschlossenen System und wird mithilfe von Luftumwälzungspumpen durch Bauteile wie Raumwände oder Sitzbänke geleitet.
Fortschrittliche Kachelöfen
Moderne Kachelöfen wurden dem Fortschritt der Technik angepasst. Ihre Emissionswerte sind vergleichbar mit denen der Holzvergaserkessel. Bei diesen Anlagen wurde die Konstruktion der Brennräume verändert und einige Modelle verfügen über automatische Zündungen. Weiterhin wurden primäre und sekundäre Luftführungen integriert, die getrennt voneinander arbeiten. Eine Lambdasondenregelung kontrolliert die Verbrennungsprozesse und regelt automatisch die Zufuhr von Luft. Sobald der Verbrennungsprozess vorüber ist, stoppt die Sonde die Luftzufuhr. Diese Technik erhöht die Wirkungsgrade - die Energie kann optimal genutzt werden.
Überlegungen vor dem Kauf
Vor dem Kauf eines solchen Heizsystems sind einige Aspekte zu berücksichtigen. Soll der Kachelofen für die Beheizung des gesamten Hauses genutzt werden, bedarf dies einer sehr hohen Leistung. Diese muss zusätzlich erhöht werden, wenn der Ofen auch die Bereitstellung von Warmwasser gewährleisten soll. Entscheidend ist zudem der Bedarf an Nennwärme. Nachgedämmte Altbauten haben einen deutlich höheren Bedarf als Passiv- und Energiesparhäuser.
Auch die Betriebsart des Ofens ist vom Haustyp abhängig. Niedrigenergie- und Passivhäuser wurden mit einer speziellen Dämmung ausgestattet. Ein Kachelofen, der nach dem Prinzip des Wärmeaustausches arbeitet, würde der Raumluft zu viel Sauerstoff entziehen. In Altbauten hingegen können diese Heizelemente problemlos eingesetzt werden.
Entscheidend für die Wahl des Kachelofens ist auch der Brennstoff, denn nicht jeder Ofen ist mit jedem Brennstoff kompatibel. Die Konstruktion des Brennraumes sowie der Aufbau der Heizanlage beeinflussen die Verwendbarkeit verschiedener Brennmaterialien. Der Platzbedarf für die Anlage selbst und für das Brennmaterial sollte ebenfalls berücksichtigt werden. Dabei benötigt Holz nicht nur einen größeren Platzbedarf als Holzpellets, denn auch der Arbeitsaufwand bei der Holzbefeuerung ist größer als der Pelletbetrieb. Ein Ofen mit integriertem Pelletmodul bietet eine komfortable Alternative, die es bei Bedarf ermöglicht, die Befeuerung mit Holz durch Pellets zu ersetzen. Nicht zuletzt hat auch die Verkleidung einen Einfluss auf die Wahl des Ofens. Sie entscheidet über die Fähigkeit, Wärme über einen längeren Zeitraum zu speichern und abzugeben.
Kachelofen zur Heizungsunterstützung
Von Heizungsunterstützung ist die Rede, wenn der Kachelofen nicht der primäre Wärmeerzeuger ist, sondern lediglich eine Unterstützung für die Warmwasser-Heizung sein soll.
Eine Kachelofenheizung in einen Neubau integrieren
Beim Neubau einer vollständigen Heizungsanlage ist ein zentraler Pufferspeicher empfehlenswert. Für die Wahl des geeigneten Speichersystems gibt es verschiedene Möglichkeiten:
- Es erfolgt eine Zusammenführung sämtlicher Komponenten der Heizanlage über den Pufferspeicher, wodurch das Energie-Management optimiert wird.
- Durch eine programmierbare Regelung für die gesamte Anlage ist das korrekte Zusammenspiel der Komponenten möglich – hierdurch kann die Ersparnis der Energiekosten zusätzlich 30 % oder mehr betragen.
- Es ist möglich, mehrere Wärmeerzeuger zu verwenden – einschließlich Solarthermie.
- Erweiterungen zu einem späteren Zeitpunkt sind leichter realisierbar. Dies gilt insbesondere, wenn die angedachten Erweiterungen bereits bei der Wahl des Speichersystems berücksichtigt wurden. Durch einen Zusatzspeicher ist das Volumen des Speichers ebenfalls erweiterbar.
Einen Kachelofen in eine vorhandene Heizungsanlage integrieren
Sofern bereits eine zentrale Warmwasser-Heizungsanlage vorhanden ist, kann der Kachelofen sowohl direkt ohne Pufferspeicher als auch mit einem Pufferspeicher eingebunden werden.
Die direkte Einbindung
Bei der direkten Einbindung wird das durch den Kachelofen erhitzte Wasser entweder über den vorhandenen Heizkessel oder über eine Heizwasser-Rücklaufleitung der Wärmenutzungsanlage integriert. Hierfür muss die vorhandene Anlage die erzeugte Heizwasserenergie vom Kachelofen abnehmen können, auch wenn dies möglicherweise zu einer Überhitzung der Räume führen kann.
Einbindung mit Pufferspeicher
Erfolgt die Einbindung mit einem Pufferspeicher, so wird das vom Kachelofen erhitzte Heizungswasser von dem Speicher aufgenommen. Dieser kann sowohl parallel als auch direkt in das vorhandene Heizsystem eingebunden werden. Wird der Speicher parallel angebracht, müssen der Heizkessel sowie die Wärmenutzungsanlage aufwendig mit dem Puffer verbunden werden. Zudem ist eine Regelanlage für das vollständige Wärme-Management erforderlich. Die direkte Einbindung des Speichers in den Rücklauf der Wärmenutzungsanlage ist mit einem weitaus geringeren Aufwand verbunden. Hierbei erfolgt die Regelung des Heizkreislaufes weiterhin über die vorhandene Heizungssteuerung und es kommt nicht zu einer Überhitzung der Räumlichkeiten.
Beim Einsetzen eines einfachen Pufferspeichers ist es zudem möglich, mit einem Differenztemperaturregler zu prüfen, ob das Heizwasser im Speicher wärmer ist als der Heizungsrücklauf, der aus der Wärmenutzungsanlage kommt. Sofern die Temperatur im Pufferspeicher deutlich wärmer ist, leitet das sogenannte 3-Wegeventil den Heizungsrücklauf zum Speicher. Somit gelangt dieser bereits erwärmt in den Rücklauf des Heizkessels. Anschließend entscheidet die Steuerung des Kessels, ob die Wärme des Heizwassers ausreicht oder ob eine weitere Anhebung des Heizwassers durch den Heizkessel per Zuschaltung notwendig ist. Sofern die Temperatur des Heizwassers im Speicher nicht deutlich höher ist als der Rücklauf der Heizanlage, leitet das 3-Wegeventil das Heizwasser unmittelbar zum Rücklaufanschluss des Heizkessels.
Vorteile im Überblick
- Mit der Luft werden auch Staubpartikel eingesogen und in den Ofen transportiert, sodass die Raumluft gereinigt wird und z. B. Asthmatikern zugute kommt
- Relativ hohe Speicherkapazität von bis zu 24 Stunden schont die Brennstoffe und reduziert die Kosten
- Keine zusätzliche Umweltbelastung, da nur das im Wachstum aufgenommene CO2 durch die Holzverbrennung freigesetzt wird
- Die Betriebskosten eines Kachelofens liegen deutlich unter denen herkömmlicher Zentralheizungen
- relativ schnelle Amortisation
- Lebensdauer von bis zu 60 Jahren
- Kachelöfen als Allein-Heizung für Eigenheime nutzbar
Nachteile im Überblick
- Wurde der Standort nicht gut durchdacht, hat dies negative Auswirkungen (Wirkungsgrad; Brennstoffverbrauch). Solche Planungsfehler können nur durch eine hohe finanzielle Aufwendung behoben werden.
- Großer Platzbedarf für Anlage und Brennstoff
- Potenzielle Brandgefahr
- Vergleichsweise hohe Anschaffungskosten
- Keine staatlichen Subventionen für den Einbau
- Einbau unterliegt gesetzlichen Regelungen und Verordnungen und bedarf einer Genehmigung
- Für die Integration des Ofens in die Zentralheizung sind gegebenenfalls zusätzliche Baumaßnahmen notwendig