Energie sparen durch den richtigen Schornstein
Der Schornstein soll die Rauchgase der angeschlossenen Feuerstätte ins Freie führen und einen Unterdruck erzeugen, um das Einströmen von Verbrennungsluft in die Feuerstätte zu ermöglichen. Schornstein und Feuerstätte gehören also funktionsmäßig zusammen und müssen aufeinander abgestimmt sein. Die Verbrennung von Brennstoffen ist eine bei hohen Temperaturen ablaufende chemische Reaktion mit dem Sauerstoff der Luft. Es werden Kohlenstoff, Wasserstoff und Schwefel zu Gasen oxidiert, wobei die Verbrennungswärme frei wird. Um eine vollkommene Verbrennung zu erreichen, muss ein Überschuss an Luft zugeführt werden.
Die wärmeren Rauchgase steigen im Schornstein auf und ziehen Luft nach oben. Je höher der Schornstein ist, desto größer ist der Auftrieb, das heißt, umso größer ist der Schornsteinzug. Die Zugwirkung eines Schornsteins ist umso größer, je weniger sich die Rauchgase abkühlen. Andererseits wird die Zugwirkung des Schornsteinzuges von Reibungsverlusten des Rauchgases an den Schornsteinwangen und – besonders bei alten Schornsteinen – durch Undichtigkeit beeinträchtigt. In modernen, energiesparenden Heizkesseln werden die Rauchgase so geführt, dass die Abgastemperatur am Kesselende bei einer Heizung für ein Ein- oder Zweifamilienhaus 200 bis 280°C beträgt. Diese verhältnismäßig niedrigen Temperaturen erfordern eine Wärmedämmung auf der gesamten Höhe des Schornsteins oder einen mehrschaligen Aufbau. So können die Rauchgase nicht unter den so genannten Taupunkt absinken; das ist die Temperatur, bei der sich die Gase als Kondensat an den Wandungen niederschlagen.
Bei der Verbrennung von Heizölfallen zum Beispiel in einer Feuerstätte mit einer Nennheizleistung von 11 kW und 80% Wirkungsgrad stündlich etwa 1,5 kg Wasser an. Das Kondensat besteht in erster Linie aus schwefeliger Säure und zeigt sich bei alten Schornsteinen durch braune Flecken. Der Fachmann spricht vom „Durchsotten“. Die Flecken selbst bekommt man nicht mehr weg, aber man kann das Nachlaufen des Kondensats. durch Einziehen eines Edelstahlrohres oder Auskleiden mit Spezialmörtel unterbinden. Fertigteilschornsteine sind wegen der N Gefahr einer Kondensatbildung mit säurefesten Schamotterohren ausgestattet.
Folgende Wärmeverluste sind zu verhindern:
– Abgasverluste
– Abwärmeverluste
– Nachströmungsverluste
Unter Abgasverlusten versteht man die unverbrannt abziehenden Kohlenwasserstoffe und Kohlenstoff, die als Rauch und Ruß die Luft und damit die Umwelt stark belasten. Flockenruß, der sich an den Heizflächen des Ofens oder des Kessels absetzt, ist ein schlechter Wärmeleiter; die Wärmeabgabe an den Raum beziehungsweise an das Heizmedium (Wasser) verringert sich durch Flockenruß erheblich (je Millimeter Schichtdicke um zirka 10%). Glanzruß, der zum Teil aus schweren Kohlenwasserstoffen besteht, führt an den Schornsteinwandungen zu Versottungen, die schwer zu beseitigen sind. Gegen Abgasverluste kann man sich durch eine entsprechende gute Brennereinstellung schützen. Abwärmeverluste müssen dann in Kauf genommen werden, wenn die Rauchgastemperatur höher ist als dies zur Erzielung des notwendigen Schornsteinzuges erforderlich ist. Hier hilft unter Umständen eine Reinigung der Heizregister, so dass die Verbrennungswärme an das Heizmedium abgegeben werden kann.
Nachströmverluste entstehen durch Falschluft infolge Undichtgkeiten der Feuerstätte, durch falsch eingestellte Gebläseluft (bei Ölbrennern) zu großem Luftüberschuss und zu hohem Schornsteinzug. Diese für die Verbrennung- nicht erforderliche Kaltluft dringt in den Feuerraum ein und kühlt die Heizregister des Kessels aus, so dass der Brenner vorzeitig anspringt; Rauchrohr- Klappe sorgt für Abhilfe.