Wie häufig ein Holzvergaser Holz nachlegen muss

Ein Holzvergaser mit 25 Kilowatt verbrennt eine volle Füllung in gut sieben Stunden, und trotzdem reicht dieselbe Füllung im Winterdurchschnitt für einen ganzen Tag, vorausgesetzt der Pufferspeicher spielt mit. Als Faustregel gilt: einmal täglich im normalen Winter, bei strengem Frost zwei Mal, in der Übergangszeit alle zwei bis drei Tage. Über diesen Rhythmus entscheidet nicht der Füllraum, sondern die Frage, wohin die Wärme während des Abbrands fließt.

Das Missverständnis sitzt im Datenblatt. Dort steht eine Brenndauer bei Nennleistung, und die klingt nach dem Takt, den das Haus vorgibt. Tatsächlich beschreibt sie nur, wie schnell der Kessel das Holz verwertet, wenn die Wärme restlos abfließt. Ein Haus, das an einem Januartag 4 Kilowatt braucht, nimmt in sieben Stunden gerade 28 Kilowattstunden ab. Der Rest einer vollen Füllung, knapp 150 Kilowattstunden, muss irgendwo landen. Landet er im Puffer, hält das Holz tagelang. Fehlt der Platz, bleibt nur der halb gefüllte Kessel oder ein Abbrand mit gedrosselter Luft, und der kostet Wirkungsgrad, verteert den Füllraum und lässt den Schornstein qualmen. Wie viel Holz in den Kessel passt und wie viel Wärme das Haus tatsächlich wegnimmt, sind zwei getrennte Rechnungen, die erst im Pufferspeicher zusammenkommen.

Was beim Vergasen im Kessel passiert

Im Füllraum entsteht aus Scheitholz bei knapp bemessener Luft ein brennbares Schwelgas. Es trifft erst unterhalb des Füllraums auf Sekundärluft und verbrennt in der keramischen Brennkammer bei weit über 1000 Grad. Diese Temperatur macht die saubere Verbrennung aus, und sie stellt sich nur ein, wenn Holz und Luft im passenden Verhältnis nachströmen. Ein Gebläse hält die Luftmenge konstant, eine Lambdasonde korrigiert die Mischung. Drosseln lässt sich das System nur in engen Grenzen, etwa bis auf die Hälfte der Nennleistung. Darunter kühlt die Brennkammer aus, Teer und Kondensat schlagen sich nieder, und der Kesselkörper korrodiert von innen. Aus demselben Grund verlangen die Hersteller eine Rücklaufanhebung auf etwa 60 Grad, damit am kalten Rücklauf kein Wasser aus dem Abgas kondensiert. Drei Folgen entstehen, sobald ein Kessel dauerhaft unter der Hälfte seiner Nennleistung läuft:

• Das Schwelgas verbrennt unvollständig, Ruß und Kohlenmonoxid steigen im Abgas.
• Teer setzt sich an Füllraumwand und Düse ab und verengt den Gasweg.
• Das Kondensat greift den Stahl an, der Kessel altert um Jahre schneller.

Für die Rechnung bedeutet das: Der Kessel läuft mit Nennleistung oder gar nicht. Als Beispiel dient ein Kessel mit 25 Kilowatt, 150 Liter Füllraum und Buchenscheiten. Locker geschichtet passen etwa 0,35 Kilogramm je Liter hinein, zusammen rund 52 Kilogramm. Bei einer Restfeuchte unter 20 Prozent liefert Buche 4,0 Kilowattstunden je Kilogramm, also stecken 210 Kilowattstunden im Füllraum. Mit 85 Prozent Wirkungsgrad kommen davon etwa 179 Kilowattstunden als Wärme an. Die Brennstoffleistung beträgt 25 geteilt durch 0,85, das sind 29,4 Kilowatt, und 210 geteilt durch 29,4 ergibt 7,1 Stunden. Genau diese Zahl steht im Datenblatt.

Pufferspeicher in Litern und Kilowattstunden

Ein Liter Wasser speichert 1,163 Wattstunden je Kelvin. Wird der Puffer auf 85 Grad geladen und bis auf 45 Grad entleert, stehen 40 Kelvin Spreizung zur Verfügung, also 46,5 Wattstunden je Liter. Die Tabelle trennt zwei Lastfälle: einen milden Wintertag mit 4 Kilowatt Dauerlast und einen Frosttag mit 10 Kilowatt.

Die 40 Kelvin sind kein Rechenspiel. Ein Puffer mit sauberer Schichtung trennt heißes Wasser oben von kaltem unten, und der Kessel lädt von oben nach unten durch. Eine Fußbodenheizung mit 35 Grad Rücklauf zieht den unteren Bereich tief aus, Heizkörper mit 55 Grad Rücklauf lassen ihn warm. Die Spreizung schrumpft dann auf 30 Kelvin, und jeder Wert der Tabelle verliert ein Viertel.

Förderprogramme verlangen für Scheitholzkessel mindestens 55 Liter je Kilowatt Nennleistung, bei 25 Kilowatt also 1375 Liter. Das sind 64 Kilowattstunden, gerade ein Drittel der Wärme aus einer vollen Füllung. Soll die ganze Füllung ohne Halbieren verbrannt werden, braucht es bei 4 Kilowatt Hausabnahme rund 3200 Liter, denn 179 minus 28,6 Kilowattstunden ergeben 150, geteilt durch 0,0465 Kilowattstunden je Liter. Am Frosttag genügen rund 2300 Liter, weil das Haus während der sieben Brennstunden 71 Kilowattstunden selbst abnimmt.

Nachlegen im Haus mit 1375 Liter Puffer

Zwischen zwei Anheizvorgängen vergeht die Zeit, die Puffer und Abnahme während des Abbrands hergeben, geteilt durch die Last. Für den 25 Kilowatt Kessel mit 1375 Litern Puffer sieht die Rechnung bei mildem Wetter so aus:

1. Speicherwärme: 1375 Liter mal 46,5 Wattstunden ergibt 64 Kilowattstunden.
2. Abnahme während der 7,1 Stunden Abbrand: 4 Kilowatt mal 7,1 ergibt 28,6 Kilowattstunden.
3. Summe pro Heizvorgang: 92,6 Kilowattstunden, das sind 52 Prozent einer vollen Füllung oder 27 Kilogramm Holz.
4. Abstand: 92,6 geteilt durch 4 Kilowatt ergibt gut 23 Stunden, also einmal täglich.

Am Frosttag mit 10 Kilowatt ergeben 64 plus 71 Kilowattstunden nur 13,5 Stunden Abstand, also fast zwei Heizvorgänge je Tag mit drei Vierteln einer vollen Füllung. Das Ergebnis überrascht, weil ausgerechnet der Tag mit der größten Last den kürzesten Abstand und die vollste Füllung liefert: Je höher die Abnahme, desto weniger Platz braucht der Puffer, und desto häufiger wird die Tür geöffnet. Ein Haus mit 10 Kilowatt Spitzenlast kommt so auf 72 Prozent mehr Heizvorgänge als ein Haus mit 4 Kilowatt, obwohl der Wärmebedarf um den Faktor 2,5 steigt. Das Diagramm stellt die Wärme einer vollen Füllung der Wärme gegenüber, die Puffer und Haus zusammen während eines Abbrands aufnehmen. Erst ab etwa 3200 Litern überspringen die Säulen die Linie. Bei nur 1000 Litern wird bei 4 Kilowatt alle 19 Stunden mit 42 Prozent einer Füllung angeheizt. Hochgerechnet auf 200 Heiztage mit 19 000 Kilowattstunden Gesamtbedarf wären das bei 3000 Litern rund 110 volle Füllungen, bei 1375 Litern dagegen gut 200 halbe.

Scheitholz, Feuchte und der Rhythmus

Die Rechnung gilt für Buche mit unter 20 Prozent Restfeuchte. Fichte wiegt locker geschichtet nur etwa 0,225 Kilogramm je Liter, bringt aber 4,2 Kilowattstunden je Kilogramm. Eine Füllung steckt damit rund 140 Kilowattstunden Brennwärme ins System, etwa ein Drittel weniger als bei Buche, und der Rhythmus verkürzt sich entsprechend. Esche, Eiche und Birke liegen je Kilogramm nahe bei Buche, nur die Dichte im Füllraum unterscheidet sich. Feuchtes Holz wirkt stärker: Bei 30 Prozent Wassergehalt sinkt der Heizwert auf etwa 3,4 Kilowattstunden je Kilogramm, und ein Teil der Verbrennungswärme verdampft das Wasser, statt das Haus zu heizen. Brennkammer und Abgas bleiben dann kühler, das Schwelgas verbrennt unvollständig. Holz erreicht die nötige Trockenheit nach zwei Jahren unter Dach, mit freiem Luftzug an den Seiten. Frisch geschlagenes Buchenholz startet bei rund 45 Prozent Wassergehalt, und erst im zweiten Sommer fällt der Wert unter 20 Prozent, bei Scheiten von 33 Zentimetern Länge etwas früher als bei 50 Zentimetern.

Ein Nachlegen im Wochenrhythmus verlangt in erster Linie Speichervolumen, kein größeres Holzfach. Vor dem Anheizen lohnt ein Blick auf die Pufferanzeige, denn der Kessel sollte nur zünden, wenn der Platz im Speicher für die geplante Füllung reicht. Sinkt der Wärmebedarf des Hauses, verlängert sich der Abstand ohne weiteren Aufwand, Ansätze dazu stehen im Beitrag über nachhaltige Energiebilanz im Haushalt.

• Unteren Pufferfühler ablesen: Liegt er über 55 Grad, bleibt nur Platz für eine halbe Füllung.
• Füllmenge an den freien Speicherplatz anpassen, statt den Füllraum jedes Mal bis zur Kante zu füllen.
• Restfeuchte mit einem Messgerät an frisch gespaltenen Scheiten prüfen, nicht an der Rinde.
• Harthölzer im Winter, Weichholz in der Übergangszeit, wenn kurze Brände genügen.
• Bei Frost am Abend vorher anheizen, damit der Puffer den Morgenbedarf deckt.