So funktioniert ein Ofenventilator

Sobald der Ofen sich erwärmt nimmt der Ofenventilator seinen Dienst auf und er schaltet automatisch ab, wenn der Kaminofen wieder erkaltet ist. Was wie neuste Elektronik wirkt, beruht in Wirklichkeit auf einem Effekt der 1821 entdeckt wurde.

Die geheimnisvolle Steuerung vom Kaminventilator

Der Kaminventilator wird nicht über die Thermik der aufsteigenden Wärme betrieben. Diese könnte nie die Kraft aufbringen einen senkrecht stehenden Rotor anzutreiben, um Luft in den Raum zu blasen. In jedem Holzofen Ventilator ist ein Elektromotor für den Antrieb des Propellers zuständig. Doch woher kommt der Strom? Die Geräte enthalten keine Batterie und sind auch nicht mit dem Stromnetz verbunden.

 

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Die Antwort ist einfach, sie erzeugen den Strom selbst. Es geht um den Seebeck-Effekt, der auch häufig als thermoelektrischer Effekt) oder Peltier- beziehungsweise Thomson-Effekt bezeichnet wird. Bereits 1821 entdeckte der deutsche Physiker Thomas Johann Seebeck, dass in einem Leiterkreis scheinbar ohne Quelle Strom fließen kann. Dies geschieht, wenn unterschiedliche Metalle darin sind zwischen denen eine Temperaturdifferenz herrscht.

Nur wenige Jahre später erkannt der französische Physiker Jean Charles Athanase Peltier, das der Effekt auch umgekehrt ist. Wenn an ein Element aus unterschiedlichen Metallen Strom gelegt wird, erwärmt sich eine Seite und die andere kühlt ab. Dieses Prinzip wird heute bei Autokühlboxen angewendet.

In jedem Kaminofen Ventilator befindet sich ein Thermoelement, das aus zwei unterschiedlichen Metallen besteht. Dieses sorgt für Strom um einen kleinen Ventilator anzutreiben.

Die Materialien aus denen des Element besteht und dessen Größe sind verantwortlich für die maximale Menge an elektrischer Energie die entsteht. Die Ausbeute hängt in der Praxis davon an, welche Temperaturdifferenz zwischen den beiden Metallen möglich ist.

Die Temperaturdifferenz ist wichtig

Der Temperaturunterschied zwischen dem Fuß, der sich am Ofen aufheizt und dem Oberteil sind letztendlich ausschlaggebend für die Differenz der Temperaturen der beiden Metalle. Es kommt dabei wenig auf die tatsächliche Temperatur an. Optimal ist eine Differenz von 50 K. Einige Modelle können bereits Strom bei 30 K erzeugen.

Hinweis: Eine Differenz 1 K (Kelvin) entspricht 1° Celsius. Bei Differenzen wird diese Einheit verwendet, da es auf die absolute Temperatur nicht ankommt.

Die Anbieter von Kaminofen Ventilatoren haben sich viel einfallen lassen um für eine Temperaturdifferenz zu sorgen. Daher haben diese Geräte teils ein bizarres Design oder enthalten sogar zwei Rotoren. Strom kann schließlich nur entstehen, wenn das Unterteil des Ventilators deutlich wärmer ist als das Oberteil.

Der Ofenventilator braucht daher einen direkten Kontakt zu einem wärmeleitenden Teil der Wärmequelle. Nur so ist gewährleistet, dass sich die Unterseite des Thermoelements aufheizt und die Oberseite kühl bleibt. Da sich die Wärme ausbreitet muss diese im oberen Bereich rasch abgeführt werden. Würde dies nicht geschehen, könnte das Thermoelement keinen Strom erzeugen, dieses braucht eine Temperaturdifferenz.

Zu unterscheiden ist zwischen aktiver und passiver Kühlung:

  • Passiv: Am Ofenventilator sind große Bleche aus wärmeleitendem Material. Durch die große Oberfläche leiten diese die Wärme rasch an die Raumluft weiter.
  • Aktiv: Im oberen Teil des Geräts ist ein kleiner Ventilator eingebaut. Dieser saugt Raumluft an und leitet sie über kleine Kühlbleche. Auf diese Art ist der Bau von keinen Ofenventilatoren möglich.

Generell ist es wichtig, dass der Holzofenventilator aus einem Material besteht, das ausgezeichnet Wärme leitet. Außerdem ist eine isolierende Schicht zwischen dem Ober- und dem Unterteil nötigt. Nur so ist gewährleistet, das der Kaminventilator sowohl schnell anspringt als auch bei längerem Heizen weiter die Luft verwirbelt.

Unterschiede zwischen den Modellen

Die Preise bewegen sich in der Regel zwischen 30 und 50 Euro. Einige Modelle kosten fast 70 Euro. Teurere Ausführungen arbeiten meist in einem Temperaturbereich zwischen 50 und 350° Celsius, während die billigeren oft nur für 80 bis 300° Celsius geeignet sind.

Wichtig ist, dass der Ofenventilator mit einem Bimetallstreifen unter der Auflagefläche versehen ist. Diese hebt den Fuß des Geräts an, wenn der Ofen zu heiß wird. So schützt er den Motor und das stromerzeugende Element vor Schäden durch Hitze.

Eine gute Wärmeübertragung zwischen der Bodenplatte und dem Ofen ist wichtig. Daher eignen sich Standmodelle weniger für Kachelöfen und nicht für Öfen mit einer gewölbten Oberfläche. Bei solchen Öfen ist die Wärmeübertragung auf den Ventilator nur mit Verzögerung oder garnicht möglich. Für solche Öfen bietet es sich an, ein Modell zu wählen, dass sich am Ofenrohr montieren lässt. Diese sind in der Regel mit 50 bis 70 Euro etwas teurer als günstige Standmodelle.

Die Anzahl der Flügel, deren Länge und Anordnung ist dagegen weitgehend ohne Bedeutung. Natürlich ist darauf zu achten, dass sich der Rotor frei drehen kann. Bei beengten Verhältnissen sind kleine Flügel sinnvoller als große weit ausladende.

Einen Berührschutz der Rotorblätter haben nur wenige der Ofenventilatoren. Dieser ist nicht unbedingt nötig, da von der Rotation eine geringere Gefahr ausgeht als von der Wärme des Geräts. Zumindest der untere Teil des Ventilators wird so heiß, wie die Oberfläche des Ofens.

Die Steuerung eines jeden Ofenventilators erfolgt direkt über das Thermoelement, ganz ohne Elektronik. Die Geräte unterscheiden sich nur im Design, der Laufruhe und dem Schutz vor Überhitzung.

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