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Haben Sie jemals über die Energieeffizienz Ihres offenen Kamins nachgedacht?

1. Mai 2012 | Thermografie

von Chuck Newcombe

Morgendliche Wärmecharakteristik eines offenen Kamins mit Planrost

Wir wohnen in einem Haus, das in den fünfziger Jahren gebaut wurde und einen herkömmlichen offenen Kamin besitzt. Im Laufe der Jahre gab es immer wieder Probleme aufgrund der Luftzufuhr, was zu gelegentlichem Rauch im Wohnzimmer führte. Aufgrund einiger Probleme bauten wir Glastüren ein und experimentierten mit verschiedenen Rosten und Vorrichtungen. Wir verwendeten Gebläse und Kanäle, um dem Kamin Raumluft zuzuführen bzw. zu entnehmen und um Warmluft ins Wohnzimmer zu leiten.

Seit Kurzem versuche ich wieder einmal die Funktion des Kamins zu optimieren, nachdem ich die Zufuhr von absteigender Luft durch die Montage einer Haube auf den Kamin gedrosselt hatte. Ich muss gestehen, dass dieses plötzliche Interesse geweckt wurde, weil unser herkömmlicher flacher Rost kaputt ging. Ich kann nun, mithilfe einer Fluke TiR1 Wärmebildkamera die Ergebnisse meiner letzten Tests vorstellen.

Diese Anschläge sind Wärmeleiter

Unser Rost ist zwar flach, er verfügt jedoch über einige Anschläge, mit deren Hilfe ich Holzklötze im hinteren Teil des Kamins stapeln kann. Ich fand heraus, dass die Rauchentwicklung im Wohnzimmer vermindert wurde, wenn ich die Holzklötze hinter diesen Anschlägen stapelte. Mir war nicht klar, bis ich dieses Bild mit der Wärmekamera machte, wie effizient diese Anschläge die Hitze an die Rückwand des Kamins leiteten. Ich war sehr überrascht, als ich dieses Bild aufnahm und sah, dass die Wand immer noch einen erheblichen Wärmeanteil in den Raum leitete, lange nachdem die letzten Kohlestücke des Vorabends verglüht waren.

Diese Entdeckung war der Grund für mich, nach einem neuen Rost und einem System zu suchen, das die optimale Funktion unseres Kamins gewährleisten könnte. Wie schon so oft, stellte sich heraus, dass die Entdeckung meiner Kaminoptimierung schon seit langem eines der Grundprinzipien einer Entwicklung von Rost- und Reflektorsystemen für Kamine einer Firma aus Connecticut ist. Nachdem ich mich noch einmal mit dem System dieser Firma auseinandergesetzt hatte, bestellte ich einen neuen Rost und einen zugehörigen „Feuerreflektor“. Hierbei handelt es sich um eine Stahlplatte, die an der Rückwand des Kamins angebracht wird.

Eine Reihe von Tests

Wenn die bestellten Komponenten geliefert werden, beginne ich eine Reihe von Tests.

Zuerst verwende ich nur den neuen Rost und bestücke ihn mit den Holzklötzen zwischen den Rostanschlägen und der Backsteinrückwand des Kamins.

Dann zünde ich das Feuer an und lasse es einen Abend lang brennen. Wenn nur noch blühende Kohle übrig ist, nehme ich ein Wärmebild auf, um damit die Strahlung von der Kaminrückwand aufzuzeichnen. Ich nehme auch das Ergebnis am nächsten Morgen auf, siehe oben.

Ich werde dann am nächsten Abend den Rost einsetzen und ein Feuer entsprechend des Tests am Vorabend anzünden.

Auf der Suche nach Antworten

Meine Neugier konzentriert sich auf Folgendes:

  1. Worin besteht der Unterschied zwischen der Backsteinwand und der Stahlplatte, wenn es um die Rückstrahlung der Hitze während eines Feuers geht?
  2. Worin besteht der Unterschied während der Abkühlungsphase, nachdem das Feuer abgebrannt ist?

Ich bin mir ziemlich sicher, dass die Stahlplatte die Hitze effektiver überträgt, wenn das Feuer brennt, frage mich jedoch, ob sie nicht schneller Wärme aufgrund der geringeren Masse und spezifischen Hitze im Vergleich zu den Backsteinen verliert.

Natürlich kann es sein, dass sich aufgrund meiner Experimente ein ganz neuer Fragenkomplex entwickelt. Aber das ist ja genau das, worum es bei der Wissenschaft geht.

Viele von uns haben die grundlegenden Prinzipien der Physik in der höheren Schule kennengelernt und Versuche durchgeführt, mit denen wir die theoretischen Gesetze und Formeln in der Praxis überprüfen konnten. Ich habe diese grundlegenden Prinzipien in meinem Beruf verwendet, um das zu bestätigen, was ich glaubte zu wissen, bzw. Dinge zu lernen, über die ich zuvor noch nicht nachgedacht hatte.

Die Fluke TiR1 Wärmebildkamera eignet sich hervorragend für Anwendungen in den Bereichen Gebäudehülle, Sanierung, Inspektion und Bedachung.

Eine dieser Anwendungen war ein stabilisiertes Temperaturbad, das ich zur Aufnahme von Standard-Primärzellen zur Lieferung von Spannungsnormalen in einem Luft- und Raumfahrtlabor entwickelt hatte. Ich wollte eine Temperatur verwenden, bei der der Abfall des Spannungs-Temperaturkoeffizienten nahezu bei null lag. Dies geschah bei 4 °C. Ich erreichte diesen Temperaturwert über die Verwendung der Peltier-Kühlprinzipien bei Thermoelementen, wenn diese stromaktiviert sind. Nach vielen Einstellungen an meinem Kühlsystem konnte ich diese stabile Temperatur erzielen.

Ich hatte nicht mit dem Temperaturunterschied zwischen den Standardzellen in der Wärmekammer und der Umgebungstemperatur im Labor gerechnet. Ich hatte es versäumt, die Gehäuseisolierung gegen den Luftstrom durch das Gehäuse abzudichten, was zur baldigen Kondensatbildung an den kälteren Innenoberflächen und damit zur Flüssigkeitsübertragung in die Innenkammer führte.

Ein ähnlicher Prozess entzieht Ihrem Haus bei kühler Witterung Feuchtigkeit aus der Luft, was zur Verminderung der Luftfeuchtigkeit, aber einer Ansammlung von Feuchtigkeit in Wandbereichen führt, durch die Luft zirkulieren kann.

Fluke Wärmebildkameras können dabei helfen, diese Bereiche zu orten und Abhilfe zu schaffen.

Ich werde mehr über meine Kaminexperimente in einer späteren Kolumne berichten.

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