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Thermische und motorische Abgasklappen im Experten-Vergleich

Was ist eine Abgasklappe? Welche Aufgabe erfüllt sie und wo kommt sie zum Einsatz? Welche Abgasklappen kann man technisch unterscheiden? Welche Vor- und Nachteile bringt ihr Einsatz?

Eine effektive Heizungsanlage ist das Ergebnis eines reibungslosen Zusammenspiels perfekt aufeinander abgestimmter Komponenten. Große wie kleine Geräte und Bauteile arbeiten im Verbund und sorgen für möglichst viel Heizleistung bei zugleich geringen Energieverlusten. Eins der eher kleinen Bauteile ist die sogenannte Abgasklappe, die ihren Job im Abgasrohr zwischen Heizkessel beziehungsweise Ofen (Kachelofen, Kaminofen & Co.) und Schornstein macht. Wir erklären Ihnen hier den Aufbau und die Funktionsweise einer solchen Abgasklappe. Sie erfahren dabei, welche Aufgabe die Abgasklappe erfüllt und wie ihr dies gelingt. Außerdem informieren wir Sie über die verschiedenen Klappen-Typen und die aus den Unterschieden in Bau- und Funktionsweise resultierenden Eigenschaften.

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Aufgabe und Energie-Einsparung durch den Einsatz von Abgasklappen

Wärmeverluste bei atmosphärisch betriebenen Brennern

Heizgeräte, die die zum Verbrennen des Brennstoffs in der Brennkammer nötige Verbrennungsluft aus dem Raum abziehen, in dem sie aufgestellt sind, nennt man auch atmosphärische Brenner: Denn sie nutzen die Umgebungsluft beziehungsweise die das Heizgerät umgebende Atmosphäre, um das Feuer am Brennen zu halten. Für solche atmosphärischen Brenner ist es typisch, dass in konstruktionsbedingten Stillstandzeiten Energie in Form von Konvektionswärme entweicht.

Die Konvektionswärme, die Teil der erwärmten Raumluft ist, strömt quasi ungehindert über den Schornstein nach draußen, was einen weiteren Effekt buchstäblich nach sich zieht: Auch dem Ofen wird ein Teil der in ihm gespeicherten Energie entzogen. In Abhängigkeit von der Art der Feuerstätte und den vor Ort herrschenden Bedingungen kann sich der jährliche Wärmeverlust durch abströmende Raumluft auf mehr als 4.000 Kilowattstunden (kWh) belaufen.

Früher nahm man diesen Wärmeverlust oft als technisch unvermeidbar in Kauf. Doch spätestens mit dem Inkrafttreten der Energieeinsparverordnung (kurz: EnEV), ergreift man dagegen Maßnahmen. Es gilt, den Wärmeverlust möglichst zu minimieren. Die EnEV fordert technisch mögliche Energieeinsparungen an Heizungsanlagen als Wärmeschutz ein.

Energieeinsparungen durch den Einsatz von Abgasklappen

Eine Abgasklappe (auch nach ihrem Erfinder "Diermayerklappe" genannt) soll genau diesen Wärmeverlust behindern beziehungsweise verhindern. Zwischen Ofen und Schornstein eingebaut, verschließt die Abgasklappe den Abgasweg zum Schornstein für den Fall, dass er nicht mehr gebraucht wird. Dabei realisiert man den Verschluss der Abgasklappe auf zweierlei technischem Weg:

  • entweder über eine Bimetallmechanik
  • oder über einen Stellmotor.

Dass Abgasklappen tatsächlich Energie und Energiekosten einsparen, hat eine Studie der Fachhochschule Gelsenkirchen und Prof. Dr. Ing. Rawe belegt. Insofern ist die Abgasklappe als Faktor zu berücksichtigen, wenn Sie für Ihre Immobilie eine Energiebilanz aufstellen - oder sie kann als Maßnahme zur Energieeinsparung in diese einfließen.

Kauf und Einbau der Abgasklappe lohnen sich: Die daraus resultierenden Brennstoffeinsparungen und eingesparten Heizkosten sowie Emissionen machen Anschaffungskosten und Einbaukosten schnell wett. Wie schnell, das hängt von mehreren Faktoren ab, darunter Art der Abgasklappe, Einbauort und Schornsteindurchmesser.

Abgasklappen – thermische und motorische Funktionsweise

Man unterscheidet Abgasklappen nach Aufbau und Funktionsweise in

  • thermische
  • und motorische Modelle.

Thermische Abgasklappe

Eine thermische Abgasklappe arbeitet automatisch und das tut sie weitgehend wartungsfrei, gleichwohl der Schornsteinfeger sie bei seiner Inspektion regelmäßig kontrolliert. Der vergleichsweise einfach aufgebauten und somit auch günstigen Abgasklappe liegt folgendes Funktionsprinzip zugrunde:

Weil sie nahe am Wärmeerzeuger sitzt, öffnet sie ihre über eine sogenannte Bimetallmechanik gelenklos gelagerte Klappen, sobald sie einem heißen Luftstrom ausgesetzt werden. Wegen der Art und Weise, wie diese Klappen gelagert sind, funktioniert das Ganze wartungsarm und zuverlässig über einen langen Zeitraum. Die Rede ist hier von Jahren.

Da die thermischen Abgasklappen somit ohne extra Energie (auch Hilfsenergie genannt) selbsttätig funktionieren, setzt man sie ausschließlich bei atmosphärischen Gasbrennern, auch offene Öfen genannt, ein. Bei diesen Geräten wirkt der Schornsteinzug auch noch dann, wenn die Flamme erloschen ist.

Dabei wird dem Raum erwärmte Raumluft entzogen. Außerdem geht auch die von der Verbrennung gespeicherte Wärmeenergie im Ofen verloren. Eine thermische Abgasklappe reagiert demzufolge auf den aktuellen Betriebszustand des Brenners und somit auf die sich dabei entwickelnde Wärme. Das heißt konkret, dass sich die Klappe kurz nach dem Ausschalten des Brenners schließt.

Ab etwa 40 Grad Celsius öffnet sie sich wieder - und zwar nach und nach. Die Klappe reagiert somit zügig auf das Einschalten des Brenners. Weil die Bimetallmechanik temperaturabhängig funktioniert, sind Öffnen und Schließen der Klappe direkt an das Ein- und Ausschalten des Brenners gekoppelt.

  • Atmosphärischer Brenner ohne Abgasklappe

Hat ein atmosphärischer Brenner keine Abgasklappe, wird die warme Raumluft durch den Ofen und die Strömungssicherung über den Schornstein nach Draußen gezogen. Dabei entweicht wegen der Abkühlung auch im Ofen gespeicherte Energie.

  • Atmosphärischer Brenner mit Abgasklappe

Eine Abgasklappe stoppt den Schornsteinzug, so dass dem Raum keine erwärmte Luft entzogen wird. Der Kessel beziehungsweise Ofen strahlt in ihm gespeicherte Restwärme ab. Schaltet sich der Brenner ein, öffnet sich die Abgasklappe. Infolgedessen wirkt der Schornsteinzug wieder voll.

Thermisch gesteuerte Abgasklappen öffnen automatisch den Abgasweg durch eine Bimetalltechnik, sobald sie den heißen Abgasen ausgesetzt ist, ansonsten verschließt sie den Querschnitt weitgehend. Die thermisch gesteuerten Modelle eignen sich vor allem für atmosphärische Gasfeuerstätten (Bauart B1) sowie Einzel- bzw. Gasöfen und Gas-Kochherde mit Schornsteinbetrieb. (Foto: Kutzner + Weber GmbH, Maisach)
Thermisch gesteuerte Abgasklappen öffnen automatisch den Abgasweg durch eine Bimetalltechnik, sobald sie den heißen Abgasen ausgesetzt ist, ansonsten verschließt sie den Querschnitt weitgehend. Die thermisch gesteuerten Modelle eignen sich vor allem für atmosphärische Gasfeuerstätten (Bauart B1) sowie Einzel- bzw. Gasöfen und Gas-Kochherde mit Schornsteinbetrieb. (Foto: Kutzner + Weber GmbH, Maisach)

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Motorische Abgasklappe

Eine motorische Abgasklappe, eine Weiterentwicklung, die 1973 auf den Markt kam, verschließt wie die thermische Variante den Abgasweg zum Schornstein. Allerdings kann sie dank ihres Stellmotors unabhängig von 

  • der Abgastemperatur,
  • ihrer Einbaulage und
  • ihrem Einbauort

aktiviert werden. Damit vergrößern motorisch betriebene Abgasklappen die Möglichkeiten, Energie einzusparen, auf fast alle Anwendungen, sowohl im privaten als auch im industriellen Einsatz. Die motorische Abgasklappe lässt sich bei allen Brennstoffarten einsetzen. Bei sogenannten Kaskadenanlagen, wo mehrere Wärmeerzeuger an einem Schornstein angeschlossen sind, verhindert ihr Einsatz außerdem ein unerwünschtes Ausströmen von Abgasen.

Da man die unterschiedlichsten Materialien und auch diverse Arten von Motoren verwenden kann, leistet eine motorische Abgasklappe bei vielen Anwendungen ihre Dienste. Zum Beispiel als

  • sogenannte Bypass-Klappe eines Wärmetauschers
  • oder als sogenannte Zuluftklappe.

Der Motor der motorischen Abgasklappe lässt sich 

  • entweder manuell über einen Netzschalter,
  • temperaturabhängig über ein vorgeschaltetes Thermostat oder
  • vollautomatisch über die elektronische Ofenregelung

steuern.

Es ist in Abhängigkeit von der jeweiligen Anwendung der motorischen Abgasklappe auch möglich, gezielten Einfluss auf den Ablauf der Verbrennung zu nehmen. Das hilft insbesondere dabei, das Verbrennen von festen Brennstoffen in Festbrennstofföfen effizient zu gestalten.

  • Bei Geräten, die mit Zündflamme funktionieren, sowie bei Festbrennstofföfen baut man motorisch gesteuerte Abgasklappen hinter der Strömungssicherung ein.
  • Bei Geräten, die ohne Zündflamme funktionieren und wo kein ohne Kondensat anfällt, baut man metallisch dichtschließende Abgasklappen für Unterdruck-Abgasanlagen vor der Strömungssicherung ein.
  • Bei Geräten, die ohne Zündflamme und sowohl im Nass- als auch im Trockenbetrieb mit Kondensatanfall arbeiten, und bei Kaskadenanlagen baut man metallisch dichtschließende, kondensatresistente Abgasklappen für Über- und Unterdruck-Abgasanlagen zwischen Schornstein und Feuerstätte ein.
Die motorisch gesteuerte Abgasklappe kann unabhängig von der Abgastemperatur, der Einbaulage und dem Einbauort betätigt werden. Sie lässt sich bei allen Brennstoffarten einsetzen und macht insbesondere einen Kaskadenbetrieb erst möglich, indem mit ihrer Hilfe das unerwünschte Zurückströmen der Abgase in die nicht betriebenen Geräte der Kaskade verhindert wird. (Foto: Kutzner + Weber GmbH, Maisach)
Die motorisch gesteuerte Abgasklappe kann unabhängig von der Abgastemperatur, der Einbaulage und dem Einbauort betätigt werden. Sie lässt sich bei allen Brennstoffarten einsetzen und macht insbesondere einen Kaskadenbetrieb erst möglich, indem mit ihrer Hilfe das unerwünschte Zurückströmen der Abgase in die nicht betriebenen Geräte der Kaskade verhindert wird. (Foto: Kutzner + Weber GmbH, Maisach)

Auswahl von Abgasklappen nach Anwendung und Feuerstätte

Abgasklappen müssen je nach Anwendung und Feuerstätte ausgewählt werden.

Allgemeine Eignung

Bei atmosphärischen Gasfeuerstätten werden thermische Abgasklappen oft bevorzugt. Motorische Abgasklappen können auch bei Ölfeuerstätten mit Gebläse verwendet werden.

In Kombination mit einer Ofenregelung nehmen motorische Abgasklappen Einfluss auf die Verbrennungsqualität von Holzfeuerstätten. Durch das Erfassen der Verbrennungszustände kann die Verbrennungsluftmenge je nach Verbrennungsphase optimiert werden.

Bei Kaskadenanlagen kann ein unerwünschtes Ausströmen von Abgasen vermieden werden. Wenn mehrere Wärmeerzeuger an einem Abgassystem angeschlossen sind, werden die Abgaswege aller nicht im Betrieb befindlichen Feuerstätten verschlossen.

Tabelle 1: Überblick zu verschiedenen Anwendungen sowohl thermischer als auch motorischer Abgasklappen
Heizungsarten Motorische Abgasklappe Thermische Abgasklappe
Atmosphärische Gasfeuerstätten x x
als Standkessel und Wandgerät x x
Kessel mit Gebläsebrenner x  
Festbrennstofffeuerstätten x  
Biomassekessel x  
Kachelöfen, Kaminöfen, Kaminfeuer x  
Gaseinzelöfen   x
Gaskochherde mit Schornsteinbetrieb   x
Verbrennungsluftleitungen für Feuerstätten x  
Feuerstätten an Luft-Abgas-Systemen x  

Vorschriften nach TRGI

Gasgeräte werden nach den Technischen Regeln für Gasinstallationen (TRGI) entsprechend der Art ihrer Verbrennungsluftversorgung und Abgasabführung in die Bauart A, Bauart B und Bauart C unterteilt. Gasgeräte der Bauart A entnehmen dem Aufstellungsraum die Verbrennungsluft und die Abgase werden wieder in den Raum eingeleitet.

Gasgeräte der Bauart B entnehmen ebenfalls die Verbrennungsluft dem Aufstellungsraum, aber hier werden die Abgase über eine Abgasanlage ins Freie geführt. Gasgeräte der Bauart B werden daher auch als raumluftabhängige Geräte bezeichnet. Hierzu zählen Gaswasserheizer, Umlaufwasserheizer, Einzelöfen und u.a. atmosphärische Kessel.

Die Hauptunterteilung der Kategorie B umfasst B1 mit Strömungssicherung und B2 ohne Strömungssicherung. Eine weitere Unterteilung findet statt durch B11 und B21 ohne Gebläse, B12 und B22 mit Gebläse hinter dem Brenner bzw. Wärmetauscher, B13 und B23 mit Gebläse vor dem Brenner,B14 mit Gebläse hinter der Strömungssicherung.

Abgasklappen dürfen nur bei Gasgeräten der Bauart 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 durch das CE-Zeichen gekennzeichnet und zugelassen sein.

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.

Dichtschließende 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.

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"Thermische & motorische Abgasklappen im Vergleich" wurde am 24.11.2016 das letzte Mal aktualisiert.