Einsatzmöglichkeiten von
Abgasklappen
Thermische und motorische Varianten
Abgasklappen
Beim Einsatz von Abgasklappen spielen zwei Aspekte eine wesentliche Rolle: Energieeinsparung und Sicherheit. Die „Klassiker“ der Abgastechnik aus dem Hause Kutzner + Weber erfüllen dies auch in modernen Wärmeerzeugern. Über Einsatzmöglichkeiten und Rahmenbedingungen informiert der folgende Beitrag.
Abgasklappen, auch als Diemayerklappen bekannt, gibt es heute als thermische und motorische Variante. Beiden gemeinsam ist, dass sie helfen, Energieverluste zu vermeiden. Je nach Feuerstätte und den äußeren Umständen kann der Energieverlust durch abströmende Raumluft über 4.000 kWh im Jahr betragen. Die Abgasklappen werden zwischen Ofen und Schornstein eingesetzt und verschließen den Abgasweg zum Schornstein, sobald er nicht mehr benötigt wird. Dabei ist zwischen der thermischen Abgasklappe für Gasheizgeräte der Bauart B1 und der motorischen Abgasklappe für Feuerstätten aller Art für alle Brennstoffe zu unterscheiden. Der Verschluss wird entweder über eine Bimetallmechanik oder über einen Stellmotor betätigt. Die daraus resultierenden Energie- und Brennstoffeinsparungen können die Kosten für den Einbau schnell ausgleichen. Je nach Abgasklappe, Ort und Schornsteindurchmesser errechnen sich unterschiedliche Amortisationszeiten. Nachgewiesen wurde der Energieverlust durch abströmende Raumluft in einer Studie der Fachhochschule Gelsenkirchen und Prof. Dr.-Ing. Rudolf Rawe.
Vorgaben
Abgasklappen dürfen bei Gasgeräten der Art B1 und B2 in den Verbindungsstücken angeordnet werden. Die Beachtung der Norm ist zwingend erforderlich: Für thermische Abgasklappen gilt die DIN 3388 Teil 4 und für mechanische die DIN 3388 Teil 2, letztere müssen darüber hinaus durch das CE-Zeichen gekennzeichnet und zugelassen sein. Alle Abgasklappen sind nach Anleitung des Herstellers einzubauen, aus der auch hervorgeht, ob die jeweilige Bauart für den Einsatz am bestimmten Gerät vorgesehen ist.
Thermisch gesteuerte Abgasklappen dürfen nur bei Gasgeräten der Art B1 hinter der Strömungssicherung eingebaut werden. Zur Verbesserung der Wirksamkeit gemeinsamer Abgasanlagen sind sie vorzugsweise an der unteren Gasfeuerstätte anzuordnen. Es empfiehlt sich jedoch, alle Geräte an einem Strang mit Abgasklappen auszurüsten, denn bei Mehrfachbelegung dient das Bauteil zur Sicherheit gegen Abgasrückströmung in den Aufstellraum des nicht betriebenen Gasgerätes.
Motorische Abgasklappen nach DIN 3388 Teil 2 sind nur bei Gasgeräten Art B2 zulässig. Um die Druckbedingungen bei gemeinsamen Abgasanlagen zu verbessern, darf nach EN 13384-1 der Strömungswiderstand einer vorhandenen Abgasklappe für den Betriebszustand „außer Betrieb“ berücksichtigt werden, wenn die Abgasklappe DIN 3388-2 oder DIN 3388-4 entspricht und zusätzlich sichergestellt ist, dass sie bei einer Druckdifferenz von 3 Pa spätestens nach 3 Minuten schließt. Für motorische Abgasklappen gilt auch das DVGW-Arbeitsblatt G 635.
Die thermische Abgasklappe
Das runde Edelstahl-Gehäuse einer thermischen Abgasklappe enthält Absperrelemente und mindestens zwei unabhängig arbeitende Steuerorgane aus Thermo-Bimetall. Das Bimetall reagiert hochsensibel auf die Temperaturunterschiede – schon ab ca. 40 °C beginnt das Öffnen der Klappe, ab 70 °C bzw. 90 °C ist sie vollständig offen. Durch die temperaturabhängige Mechanik ist das Öffnen und Schließen direkt an das Ein- und Ausschalten des Brenners gekoppelt, es funktioniert ohne Hilfsenergie. Der Strömungswiderstands-Beiwert wird mit weniger als 1 Pa angegeben.
Die gelenklos gelagerten Klappen sind praktisch wartungsfrei und funktionieren zuverlässig über viele Jahre. Der Schornsteinfeger prüft das Bauteil in der Regel bei der Kontrolle des Wärmeerzeugers. Außerdem kontrolliert der Anlagenmechaniker für Sanitär-, Heizungs- und Klimatechnik thermische Abgasklappen im Rahmen seiner Wartung.
Die motorische Abgasklappe
Auch motorische Abgasklappen verschließen den Abgasweg zum Schornstein. Sie können jedoch durch ihren Motor unabhängig von der Abgastemperatur, Einbaulage und Einbauort betätigt werden. Dadurch erweitern sich die Möglichkeiten der Energieeinsparung auf nahezu alle Anwendungen im privaten wie industriellen Bereich. Die motorischen Abgasklappen lassen sich bei allen Brennstoffarten einsetzen. Außerdem verhindern sie bei Kaskadenanlagen das unerwünschte Ausströmen von Abgasen. Das Gehäuse und die Klappen werden aus Edelstahl gefertigt. Je nach Bauart ist ein Modell temperaturbeständig bis 400 °C. Wird eine dicht schließende Variante gewählt, ist eine Dichtlippe aus EPDM aufgebracht. Dann liegt die maximale Temperatur bei 120 °C. Eine Halteplatte verbindet Gehäuse und Motor, allerdings ohne die Wärme zu übertragen. Abhängig vom Anwendungsbereich wird der passende Stellantrieb eingesetzt.
Die Ansteuerung erfolgt beispielsweise manuell über einen Netzschalter, temperaturabhängig über ein vorgeschaltetes Thermostat oder vollautomatisch über die Ofenregelung bei der Verwendung als Zuluftklappe. Je nach Anwendung kann über die motorische Abgasklappe gezielt Einfluss auf die Qualität der Verbrennung genommen werden – bei Festbrennstofföfen wird auf diese Art eine effiziente Verbrennung erreicht.
Einbau
Eine thermische Abgasklappe wird direkt hinter dem Wärmeerzeuger in der Abgasstrecke installiert, wobei die vorgegebene Abgasrichtung einzuhalten ist. Außerdem muss beachtet werden, dass es nach einer vorhandenen Strömungssicherung platziert wird. Die thermische Abgasklappe wird in drei verschiedenen Modellen angeboten. Die Typen HKS und HOS dürfen waagrecht und senkrecht eingebaut werden, der Typ GWR nur senkrecht. Es gibt sie in unterschiedlichen Nennweiten bis maximal 150 mm. Durch die geringe Bauhöhe (zwischen 80 und 100 mm) gibt es in der Regel kein Platzproblem.
Nach der Montage ist eine Funktionsprüfung der gesamten Abgasanlage nach Abschnitt 11.2.1 der TRGI 2008 vorzunehmen. An jeder Gasfeuerstätte ist drei Minuten nach Inbetriebnahme bei geschlossenen Fenstern und Türen der Wohnung sicherzustellen, dass kein Abgas an der Strömungssicherung austritt.
Motorische Abgasklappen werden in Größen von 80 bis 1.000 mm hergestellt. Drei Typenreihen stehen zur Verfügung, die sich einfach elektrisch anschließen lassen. Bei allen ist eine Funktionskontrolle und Handbetrieb möglich.
Sonderfall Ofenregelung
Ein besonderer Fall ist der Nutzen bei der Ofenregelung von Kutzner + Weber. Hier wird die Abgasklappe eingesetzt, um die Zuluft zur Feuerstätte zu gewährleisten. Dabei wird in jeder Phase der Holzverbrennung festgestellt, ob die ermittelten Werte den Sollwerten entsprechen. So kann die Zuluftklappe zu Beginn ganz geöffnet werden, um sie dann im Verlauf des Verbrennens nach und nach zu schließen. Auf diese Weise wird die im Holz enthaltene Energie optimal genutzt. Auch die Emissionen sind deutlich niedriger als bei einer unkontrollierten Verbrennung.
Die erste als Diermayerklappe bekannt gewordene Abgasklappe wurde bereits 1934 zum Patent angemeldet. Alois Diermayer, Vertreter einer Gasgerätefirma für Warmwasser-Durchlauferhitzer, setzte sich Anfang der 30er Jahre mit den Beschwerden seiner Kunden auseinander – Zugluft im Badezimmer. Die Strömungssicherung der Gasgeräte, die in der Regel im Bad installiert waren, stellte eine Öffnung zwischen dem Bad und dem Schornstein dar. Zur Verbrennungsluftversorgung musste die Luft durch Öffnungen in der Tür aus dem meist kalten Flur nachströmen, weil warme Luft aus dem Bad abgesaugt wurde. Dieser Mangel war entweder durch eine Absperrung der Verbrennungsluftöffnungen – aus Sicherheitsgründen nicht erwünscht – oder des Abgasweges während der Stillstandszeit des Warmwassergerätes zu beheben. Alois Diermayer befasste sich mit der Materie und entwickelte 1932 ein Konzept für eine Abgasklappe, die mit Hilfe der Abgaswärme und eines Bimetalls automatisch arbeitete. Ziel war eine einfache Konstruktion, die ohne Hilfsenergie und ohne Rückmeldung der Offenstellung sicher arbeiten sollte.
Durch aufwendige Versuche und Gutachten musste zunächst der Beweis erbracht werden, dass die Bimetallspirale als Steuerorgan bei den Abgastemperaturen am Einbauort absolut sicher arbeitet und die Absperrscheibe kurz nach Inbetriebnahme der Gasfeuerstätte so schnell öffnet, dass kein Abgas in gefährlicher Konzentration in den Aufstellraum gelangt. In Feldversuchen im Raum München gelang es Alois Diermayer, die Funktionsfähigkeit seines Produktes zu beweisen, so dass 1935 die Erlaubnis für den Vertrieb und Einbau der Abgasklappen erteilt wurde.
