Warum wasserführende Öfen eine zusätzliche Notkühlung benötigen
Bei einem Gas- oder Ölbrenner lässt sich die Wärmeerzeugung vergleichsweise schnell stoppen: Der Brenner wird abgeschaltet, anschließend entsteht kaum noch neue Wärme. Bei einem mit Scheitholz betriebenen Ofen funktioniert das anders. Brennendes Holz gibt weiterhin Energie ab, auch wenn die Heizungsregelung längst keine Wärme mehr benötigt.
Normalerweise transportiert die Umwälzpumpe das erwärmte Heizungswasser vom Ofen zum Pufferspeicher oder zu anderen Wärmeabnehmern. Fällt dieser Wärmetransport aus, kann die Temperatur im Wasserwärmetauscher stark steigen.
Mögliche Ursachen sind beispielsweise:
- Stromausfall während des Abbrands
- Defekt oder Blockade der Umwälzpumpe
- geschlossene oder falsch eingestellte Armaturen
- Luft im Heizkreis
- Fehler in der Regelung
- mangelnde Wärmeabnahme durch den Pufferspeicher
- hydraulische Störungen im Heizsystem
Problematisch daran ist nicht nur die hohe Temperatur. Nähert sich das Heizungswasser dem Siedebereich, können sich Dampf und erhebliche Druckbelastungen entwickeln.
Das normale Sicherheitsventil schützt zwar vor unzulässig hohem Anlagendruck. Es beseitigt jedoch nicht die Ursache der Überhitzung. Die thermische Ablaufsicherung verfolgt deshalb ein anderes Prinzip: Sie führt überschüssige Wärme gezielt aus dem Ofen ab.
Bei wasserführenden Scheitholzöfen und vergleichbaren nicht schnell abschaltbaren Festbrennstoff-Feuerstätten gehört eine entsprechende Übertemperaturabsicherung deshalb regelmäßig zum vorgeschriebenen beziehungsweise vom Hersteller vorgesehenen Sicherheitskonzept. Welche Einrichtung konkret erforderlich ist, ergibt sich aus der Konstruktion der Feuerstätte, den Herstellerunterlagen und der Ausführung der Heizungsanlage.
Bei manchen automatisch beschickten Geräten können andere Sicherheitseinrichtungen eingesetzt werden. Deshalb sollte nicht allein aus der Brennstoffart geschlossen werden, welche Absicherung vorhanden sein muss.
So arbeitet die thermische Ablaufsicherung
Die TAS arbeitet mechanisch beziehungsweise thermostatisch und benötigt für ihre eigentliche Auslösung normalerweise keinen elektrischen Strom. Das ist entscheidend: Gerade ein Stromausfall gehört schließlich zu den Situationen, in denen eine wasserführende Feuerstätte überhitzen kann.
Das System besteht vereinfacht aus drei Teilen:
- einem Temperaturfühler am beziehungsweise im Wärmeerzeuger,
- dem Ventil der thermischen Ablaufsicherung,
- einem Sicherheitswärmetauscher oder einer Kühlschlange im Ofen.
Erreicht das Wasser im Wärmeerzeuger die vorgesehene Grenztemperatur, öffnet die TAS den Kaltwasserzulauf. Bei vielen Anlagen liegt der Auslösebereich ungefähr zwischen 90 und 95 °C; der für das konkrete Bauteil geltende Wert ist jedoch den Herstellerangaben zu entnehmen.
Kühles Wasser aus der Trinkwasserinstallation strömt anschließend durch den Sicherheitswärmetauscher. Es nimmt dort Wärme aus dem Ofen auf und wird über eine separate Ablaufleitung abgeführt.
Wichtig: Das Kühlwasser wird bei diesem verbreiteten Aufbau nicht einfach in den normalen Heizkreis eingespeist. Es durchströmt einen getrennten Sicherheitswärmetauscher.
Was bei einer Auslösung passiert
Ein vereinfachtes Beispiel zeigt das Prinzip:
Der Ofen brennt mit hoher Leistung, während die Umwälzpumpe wegen eines Stromausfalls stehen bleibt. Im Wasserwärmetauscher steigt die Temperatur weiter. Sobald der Temperaturfühler den vorgesehenen Grenzwert erreicht, öffnet die TAS.
Nun passiert Folgendes:
Kaltwasserleitung → TAS → Sicherheitswärmetauscher → Ablauf
Das nachströmende Kaltwasser nimmt Wärme auf. Dadurch lässt sich die Temperatur des Wärmeerzeugers begrenzen, obwohl die normale Heizungszirkulation nicht funktioniert.
Sinkt die Temperatur wieder ausreichend ab, muss das Ventil entsprechend seiner Konstruktion selbsttätig schließen.
Die TAS ist damit eine Sicherheitseinrichtung für Störfälle und kein reguläres Instrument zur Temperaturregelung. Spricht sie während des normalen Heizbetriebs wiederholt an, sollte daher nicht einfach weniger Holz nachgelegt werden. Dann muss geprüft werden, warum die Wärme nicht ordnungsgemäß abgeführt wird.
Beim Einbau entscheiden Details über die Funktion
Eine vorhandene TAS bedeutet noch nicht automatisch, dass die Anlage richtig abgesichert ist. Für die Funktion müssen Temperaturfühler, Trinkwasserzufuhr, Ablauf und Sicherheitswärmetauscher passend zur Feuerstätte installiert sein.
Besonders kritisch sind folgende Punkte:
Bauteil oder Bereich |
Worauf es ankommt |
|---|---|
Temperaturfühler |
Muss an der vom Hersteller vorgesehenen Stelle sitzen |
Kaltwasserzulauf |
Muss im Störfall ausreichend Wasser liefern können |
TAS-Ventil |
Einbaurichtung und Herstellerangaben beachten |
Sicherheitswärmetauscher |
Muss für die Feuerstätte vorgesehen und funktionsfähig sein |
Ablaufleitung |
Erwärmtes Wasser muss sicher abgeführt werden können |
Kapillarleitung |
Darf nicht geknickt oder beschädigt werden |
Zugänglichkeit |
Ventil und Prüfeinrichtung müssen kontrollierbar bleiben |
Bei vielen Konstruktionen wird das TAS-Ventil in der Kaltwasserzuführung vor dem Sicherheitswärmetauscher montiert. Das hat unter anderem den Vorteil, dass der Wärmetauscher außerhalb einer Auslösung nicht ständig unter Trinkwasserdruck stehen muss. Entscheidend bleibt aber immer das Anschlussbild des jeweiligen Herstellers.
Auch ein Absperrventil an der falschen Stelle kann problematisch werden. Die für die Notkühlung benötigte Wasserversorgung darf im Störfall nicht versehentlich unterbrochen sein.
Hinzu kommt der Schutz der Trinkwasserinstallation. Wird eine TAS an das Trinkwassernetz angeschlossen, müssen die dafür geltenden Anforderungen an Trinkwasserhygiene und den Schutz gegen Rückfließen berücksichtigt werden. Welche Sicherungseinrichtungen notwendig sind, hängt von der konkreten Installation ab.
Ebenso wichtig ist die Ablaufseite. Dort kann bei einer Auslösung sehr heißes Wasser anfallen. Die Leitung und der Ablauf müssen für diese Belastung geeignet und ausreichend dimensioniert sein.
Ein improvisierter Anschluss nach dem Motto „Hauptsache Wasser kommt durch“ ist hier schlicht keine brauchbare Lösung.
Wie die Funktionsprüfung der TAS abläuft
Eine thermische Ablaufsicherung verbringt im Idealfall jahrelang damit, nichts zu tun. Genau deshalb ist ihre Prüfung wichtig. Ein Ventil kann sich durch Ablagerungen, Verschmutzungen oder Alterung verändern, obwohl im normalen Heizbetrieb zunächst nichts auffällt.
Viele TAS-Modelle besitzen dafür eine manuelle Prüfeinrichtung, beispielsweise einen Prüfknopf.
Der genaue Ablauf richtet sich immer nach der Anleitung des eingebauten Ventils und der Feuerstätte. Ein verbreitetes Prüfprinzip sieht jedoch folgendermaßen aus:
1. Anlage und Anschlüsse ansehen
Vor der eigentlichen Betätigung wird geprüft, ob Ventil, Fühler und Leitungen sichtbar beschädigt sind.
Besondere Aufmerksamkeit verdienen:
- geknickte oder beschädigte Kapillarleitungen
- Korrosion
- undichte Verschraubungen
- Veränderungen am Kaltwasseranschluss
- abgesperrte Leitungen
- zugesetzte oder veränderte Ablaufstellen
Auch der Ablauf muss frei sein.
2. Prüfeinrichtung betätigen
Besitzt die TAS einen entsprechenden Prüfknopf, wird dieser nach Herstellerangabe betätigt. Bei einigen Anlagen soll er mehrfach kurz bewegt werden.
Dabei muss das Ventil öffnen und Wasser durch den Sicherheitswärmetauscher beziehungsweise zur vorgesehenen Ablaufstelle fließen.
Damit lässt sich kontrollieren, ob der mechanische Ventilweg grundsätzlich funktioniert und Wasser zur Verfügung steht.
3. Wasserdurchfluss kontrollieren
Es reicht nicht, lediglich ein Geräusch im Ventil zu hören. Entscheidend ist, dass tatsächlich Wasser fließt.
Fehlt der Durchfluss oder fällt er ungewöhnlich gering aus, kommen unter anderem folgende Ursachen infrage:
- Kaltwasserleitung abgesperrt
- Ventil blockiert
- Leitung verstopft
- zu geringer Versorgungsdruck
- Sicherheitswärmetauscher zugesetzt
- Fehler in der Installation
Wie hoch Mindestdruck und erforderlicher Durchfluss sein müssen, hängt vom jeweiligen Ofen und dessen Herstellerangaben ab. Pauschale Werte sind deshalb ungeeignet.
4. Schließfunktion beobachten
Nach dem Loslassen der Prüfeinrichtung muss das Ventil wieder korrekt schließen.
Ein dauerhaftes Nachlaufen oder Tropfen kann auf Verschmutzungen, Ablagerungen oder einen Defekt hinweisen. Das sollte nicht dadurch „gelöst“ werden, dass die Wasserzufuhr geschlossen wird. Damit wäre die Sicherheitsfunktion außer Betrieb.
5. Auffälligkeiten fachlich prüfen lassen
Die manuelle Betätigung ersetzt nicht jede technische Kontrolle. Insbesondere nach Umbauten, Störungen, einer tatsächlichen Überhitzung oder auffälligem Verhalten sollte die Anlage durch einen Fachbetrieb überprüft werden.
Auch Wartungsintervalle sind nicht pauschal für jedes Produkt identisch. Hersteller- und Anlagenunterlagen geben vor, welche Kontrollen und Prüfungen vorgesehen sind. Bei vielen Anlagen ist eine regelmäßige beziehungsweise jährliche Funktionskontrolle vorgesehen.
Wann eine ausgelöste TAS auf ein Problem hinweist
Dass die Notkühlung einmal während eines außergewöhnlichen Stromausfalls anspricht, lässt sich technisch nachvollziehen. Wenn sie dagegen im normalen Betrieb wiederholt Wasser ablässt, stimmt meist etwas anderes im System nicht.
Häufig lohnt sich dann eine Prüfung von:
- Umwälzpumpe
- Pumpenregelung
- Rücklaufanhebung
- Anlagenentlüftung
- Pufferspeicher
- Fühlerpositionen
- Ventilstellungen
- hydraulischem Abgleich
- tatsächlich aufgelegter Brennstoffmenge
Auch eine zu geringe Wärmeabnahme kann eine Rolle spielen. Ist beispielsweise der Pufferspeicher bereits sehr heiß und der Ofen wird weiterhin kräftig befeuert, kann die Anlage die erzeugte Energie irgendwann nicht mehr sinnvoll aufnehmen.
Ein wiederholtes Ansprechen der TAS sollte deshalb nicht als normaler Bestandteil des Heizbetriebs betrachtet werden. Die Notkühlung ist die letzte temperaturabhängige Absicherung für einen außergewöhnlichen Betriebszustand.
Eine kleine Armatur mit wichtiger Sicherheitsaufgabe
Die thermische Ablaufsicherung wird im normalen Alltag kaum wahrgenommen. Bei einer wasserführenden Festbrennstoff-Feuerstätte übernimmt sie jedoch eine klar definierte Aufgabe: Sie ermöglicht eine vom Stromnetz unabhängige Notkühlung, wenn die Temperatur im Wärmeerzeuger zu weit steigt.
Dafür müssen Ventil, Temperaturfühler, Sicherheitswärmetauscher, Kaltwasseranschluss und Ablauf als Gesamtsystem funktionieren. Ebenso wichtig ist die regelmäßige Kontrolle. Die Prüfeinrichtung zeigt, ob das Ventil öffnet, Wasser fließt und die TAS anschließend wieder dicht schließt. Treten dabei Auffälligkeiten auf oder spricht die Sicherung häufiger im Heizbetrieb an, sollte die Ursache in der Anlage gesucht werden statt die Schutzfunktion zu umgehen.
