Wir sind zertifiziert
DIN EN ISO 9001 & 14001

copyright IPWbR
webmaster
update
21.9.2007
Impressum

Hans Ritt stv. Technischer Innungswart (Kaminkehrer-Innung Niederbayern)

Moderne Pelletheizungen – Komfort wie bei Öl und Gasheizungen

Die Produktion nachwachsender Rohstoffe gehört neben der Nahrungsmittel-produktion seit alters her zu den Hauptaufgaben der Landwirtschaft. Auf rund 740 000 Hektar wuchsen nachwachsende Rohstoffe im Jahr 1999, das sind etwa 6 Prozent der Ackerflächen Deutschlands. Aber nicht nur der Anbauumfang wird von Jahr zu Jahr größer, auch das Spektrum der Anwendungsbereiche nachwachsender Rohstoffe weitet sich immer mehr aus.

CO ₂ Neutral:

Aus Pflanzen gewonnene Brennstoffe setzen bei ihrer Verbrennung immer nur die Menge an CO₂ frei, die sie während des Wachstums der Atmosphäre entnommen haben. Im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen sind sie dadurch weitgehend CO₂-neutral, die Stoff- und Energiekreisläufe sind de facto geschlossen. Ihre Verwendung kann somit helfen, den sich verstärkenden Treibhauseffekt abzumildern und globalen Klimaveränderungen entgegenzuwirken.

Die Vorteile nachwachsender Rohstoffe können mittel- bis langfristig zur Lösung von wirtschafts- und gesellschaftsrelevanten Problemen beitragen. Zur Abschätzung der verfügbaren Mengen an Bioenergieträgern gibt es zahlreiche Untersuchungen. Dadurch lassen sich zwischen 5 % und 10 % des derzeitigen Primärenergiebedarfs in Deutschland aus Biomasse decken und die entsprechende Menge an Öl, Gas oder Kohle einsparen. Genutzt werden von dieser verfügbaren Menge aber bislang lediglich 0,8 %.

Volkswirtschaftliche Bedeutung der Holzenergieförderung:

1997 wurde in Baden-Württemberg untersucht, welcher Finanzhilfebetrag jeweils notwendig ist, um mit verschiedenen Energien eine Tonne CO₂-Emmissionen einzu-sparen. Dabei wurde festgestellt, dass die Einsparung – bei gleichem Fördermittel-einsatz – mit der Förderung der Holzenergie vergleichsweise besonders günstig ist. Dies zeigt einmal mehr, dass die vermehrte Holzenergienutzung eine der wichtigsten und kurzfristig wirksamsten Maßnahmen im Kampf gegen den Treibhauseffekt darstellt.

Tabelle: Kosten pro eingesparter Tonne CO²-Emissionen für verschiedene erneuerbare Energieträger.

Heizen mit Pellet

Pellets sind aus Holzabfällen der holzverarbeitenden Industrie (Hobelspäne, Sägespäne, Schleifstaub) unter hohem Druck und ohne Zugabe von Bindemitteln gepresste zylindrische Stäbchen. Die Maße sind üblicherweise < 0,4 – 1 cm Durchmesser und < 5 cm Länge (HP 5 DIN 51731). Der Wassergehalt darf 12 % nicht überschreiten, wobei der Aschegehalt nicht mehr als 1,5 % betragen darf. Der Heizwert muss mindestens 17500 kJ/kg betragen und darf 19500 kJ/kg nicht überschreiten.

Die Qualität wird durch die DIN-Norm 51731 oder Ö-Norm M 7135 definiert.

	ÖNORM M 7135		DIN 51731
	Holzpellets	Rindenpellets	HP 5 (Pellets)
Abmessungen	⊘ 4 - 20 mm L  < 100 mm	⊘ 4 - 20 mm L  < 100 mm	⊘ 4 - 10 mm L  < 50 mm
Rohdichte	≥ 1,0 kg/dm3	≥ 1,0 kg/dm3	≥ 1,0 - ≤ 1,4 kg/dm3
Wassergehalt	≤ 12 %	≤ 18 %	≤ 12 %
Schüttgewicht	---	---	---
Aschegehalt	≤ 0,5 %	≤ 6,0 %	≤ 1,5 %
Heizwert	≥ 18 MJ/kg	≥ 18 MJ/kg	≥ 17,5 -≤ 19,5 MJ/kg
Schwefelgehalt	≤ 0,04 %	≤ 0,08 %	≤ 0,08 %
Stickstoffgehalt	≤ 0,3 %	≤ 0,6 %	≤0,3 %
Chlorgehalt	≤ 0,02 %	≤ 0,04 %	≤ 0,03 %
Arsen			≤ 0,8  mg/kg
Cadmium			≤ 0,5  mg/kg
Chrom			≤ 8    mg/kg
Kupfer			≤ 5    mg/kg
Quecksilber			≤ 0,05mg/kg
Blei			≤10    mg/kg
Zink			≤100 mg/kg
EOX			≤    3 mg/kg
Bindemittel	---	---	---
Ascheschmelzpunkt	---	---	---
Abrieb	≤ 2,3 %	≤ 2,3 %	---
Presshilfsmittel	≤ 2,0 %	≤ 2,0 %	---

Tabelle : Vergleich verschiedener Pelletnormen

Nur zugelassene nach DIN oder ÖNORM geprüfte Pellets garantieren geringe Umweltbelastung und hohen Wirkungsgrad. Unzulässiger Brennstoff führt zu:

• verkürzter Lebensdauer der Heizung, Lack- und Leimreste enthalten vielfach Chlor, welche bei der Verbrennung Dioxine produzieren und in der Feuerstätte Salzsäure entwickeln, die die Lebensdauer der Feuerstätte reduzieren.
• Funktionsstörungen der Heizungsanlage durch den hohen Staubanteil und Verunreinigungen im Brennstoff.
• höheren Heizkosten, durch den geringeren Heizwert der Pellets und durch den hohen Staubanteil.
   

Einfache Prüfkriterien für Pellets:

Eine Hand voll Pellets aus dem Lager entnehmen, einige Minuten in der Hand halten und anschließend an den leicht erwärmten Pellets riechen.

► Gute Pellets riechen nach sauberem, frisch geschnittenem Holz. Wenn nicht erlaubte Fremdstoffe in den Pellets enthalten sind, so riechen diese nach Schreinerei bzw. Lackiererei.

► Die entnommenen Pellets auf Fremdkörper (oft andere Farbe) durch-suchen. Gute Pellets enthalten keine Fremdkörper und haben eine gleich-mäßige Farbe.

► Eine kleine Menge Pellets in ein mit Wasser gefülltes Glas werfen und be-obachten. Gute Pellets müssen im Wasser sofort untergehen und dürfen sich innerhalb von 5-10 Minuten nicht verändern (aufquellen).

Mit Pellets steht erstmals ein pumpfähiger Holzbrennstoff zur Verfügung. Die Lieferung der Pellets kann – wie bei Heizöl – per Tankwagen erfolgen. Es ergibt sich derselbe Komfort wie bei einer Ölheizung jedoch mit dem Vorteil, dass es sich bei Pellets um einen heimischen – also sicheren – erneuerbaren Energieträger handelt. Im Gegensatz zur klassischen Stückholzfeuerung erfordert sie wenig Arbeitsauf-wand.

Pelletproduktion in Österreich

Aufgrund des Pressvorganges weisen Pellets einen sehr hohen Energieinhalt auf (bis 5,0 kWh/kg und eine Dichte von 1,2 ± 0,1 t/m³). So ist der Energieinhalt etwa 3 mal so groß wie bei Hackgut, was entsprechend kleinere Lagerräume ergibt. Pellets haben einen Energieinhalt der etwa 1/2 von Heizöl entspricht. Da jedoch Pellets im Gegensatz zu Heizöl keine Umweltgefährdung bei der Lagerung darstellen, müssen sie in keinem gesicherten Tank gelagert werden. Wesentlich für Pellets ist jedoch die trockene Lagerung.

Pellets werden von der heimischen holzbe- und -verarbeitenden Industrie erzeugt und über den Brennstoffhandel vertrieben. Außerdem kann aufgrund der industriellen Fertigung die homogene Struktur der Pellets sichergestellt werden. Aufgrund der genauen Definition des Brennstoffes können die Kessel sehr gut angepasst werden.

Holzpellets sind ein homogener Brennstoff mit hoher Energiedichte, der die Konstruktion einfacher und kostengünstiger Kessel ermöglicht. Pelletkessel weisen derzeit die höchsten Wachstumsraten im Bereich der Biomassekessel auf. Pellets können auch in Kaminöfen verwendet werden.

Pelletkaminöfen

Pelletkaminöfen verfügen über 2 kW - 11 kW Leistung. Äußerlich gleichen sie konventionellen Kaminöfen. Im Unterschied dazu erfolgt der Betrieb jedoch automatisch. Der Brennstoff wird vollautomatisch in die Brennerschale befördert. Nach dem Entzünden der Pellets durch die elektrische Zündung sorgt eine elektronische Regelung für optimalen Betrieb. Eine Behälterfüllung reicht für einen Dauerbetrieb bis zu 90 Stunden. Je nach eingestellter Leistungsstufe liefert die Förderschnecke automatisch die richtige Brennstoffmenge. Die Brennstoffmenge und die Zuluft werden exakt aufeinander abgestimmt. Dadurch werden geringe CO-Werte erreicht. Pelletkaminöfen werden als Warmluftöfen als auch als Kesselgeräte geliefert. Der Bedienungsaufwand reduziert sich dadurch auf das Einfüllen des Brennstoffes, die Ascheentleerung und die Reinigung. Wobei der Ascheanfall äußerst gering ist. Pellet-Zimmeröfen können auch ganze Etagen oder Niedrigenergiehäuser beheizen. Pellets für Einzelöfen werden in Säcken zu 15 kg, 25 kg und 40 kg angeboten.

Der größte Teil der bisher produzierten Pellets wurde in USA in automatischen Zimmeröfen eingesetzt. Das entsprechende Konzept wurde in den USA von der Fa. Whitfield entwickelt. Im Jahr 1997 wurden in den USA über 2 Mio. Tonnen Pellets produziert. Marktführer in Europa sind die Firmen Rika und Wodtke.

Abb. Pelletkaminofen

Pellet-Zentralheizungen

Für Pelletanlagen gibt es zwei Austragungssysteme:

Ansaugsystem: Mit einer Schnecke oder Sauglanze werden die Pellets aus dem Lagerraum gefördert und über die Saugleitung in den Zwischenbehälter, der sich am Kessel befindet, transportiert. Dieser kann den Vorrat für einige Tage aufnehmen. Aus dem Zwischenbehälter erfolgt die dosierte Zubringung der Pellets über eine Schnecke in den Brennraum. Durch dieses Ansaugsystem können längere Distanzen überbrückt werden.

Schneckensystem: Aus dem Lagerraum werden die Pellets mit einer Förderschnecke in den Heizraum transportiert und mit einer zweiten Schnecke (Stockerschnecke) in die Feuerstätte eingebracht. Diese Austragung wird verwendet wo Heizraum und Lagerraum baulich direkt nebeneinander angeordnet sind.

Pellet Brenner

Die Entwicklung der Pelletheizung in Schweden führte in Richtung Pellet Brenner. Der Grund liegt darin, dass es im Norden sehr viele Doppelbrandkessel gibt. Hier wurde an bestehenden Heizkesseln ein Ölbrenner durch einen Pelletbrenner ersetzt. In Schweden sind ca. 12 000 Pelletbrenner in Betrieb. Nachteilig bei diesen Anlagen ist, dass die Abstimmung und Funktionalität der einzelnen Bauteile nicht immer gewährleistet ist (Feuerraumgeometrie).

(Pellet-Brenner an einem Holzkessel)

Retortenfeuerung

Retortenfeuerungen sind Feuerstätten, bei denen die Pellets über eine Förderschnecke in ein Stahlteller gefördert werden. Die Verbrennung erfolgt auf dem Stahlteller (Rost) in welchem die Primärluft zugeführt wird. Die Nachverbrennung erfolgt über der Verbrennungszone, in welcher das Schwelgasgemisch mit Sekundärluft durchmischt wird. Diese Brenner können auch auf bestehende Kessel mit entsprechender Höhe des Feuerraums montiert werden. Vorteil ist die geringe Masse, das geringe Trägheit und wenig Nachwärme bedeutet. Nachteil ist, dass diese Stahlteile hohen auftretenden Temperaturen unterliegen (> 1300 °C) und damit verschleißanfällig sind. Die Pellets im Fördersystem stehen immer direkt in Verbindung mit der Glutzone, so dass ein Abstellen der Anlage ein längeres Nachschwelen (Glosen) mit schlechten Emissionswerten zur Folge hat.

Unterschubfeuerung

Unterschubfeuerungen sind Feuerstätten, bei denen die Holzpellets über eine sogenannte Stockerschnecke in eine Verbrennungszone gefördert werden. Die Primärluftzuführung erfolgt meist über einen Stahlrost. Die Nachverbrennung erfolgt in den schamottierten Brennzonen durch Sekundärluftbohrungen, über welche die Schwelgase mit Nachverbrennungsluft durchmischt wird.

Fallsysteme

Hier verwendet man die gleiche Technik wie bei Warmluftöfen, d.h. die Pellets werden über eine Schnecke hochgefördert und fallen durch einen Schacht in die Verbrennungszone. In der Verbrennungszone entgasen die Pellets durch die Primärluft auf einem Rost. Die Nachverbrennungsluft wird in einem Verbrennungszylinder beigemischt. Diese Systeme haben den Vorteil, dass die Pellets nie mit der Glutzone in Verbindung stehen, ein schnelles emissionsarmes Abstellen der Anlage ist gewährleistet. Die Pellets beginnen bereits während des Einfallens zu glühen und liegen als unverdichtetes Glutbett auf dem Rost, durch welchen sie optimal und gleichmäßig mit Luft durchströmt bzw. entgast werden.

Pelletslagerung:

Die Pellets werden mittels Tankwagen angeliefert und in den Lagerraum eingeblasen. Diese Tankwagen verfügen über einen Pumpschlauch mit max. 40 m Länge. Die Lieferfahrzeuge sind mit einem Pumpgebläse ausgestattet, d.h. die Pellets werden mit Überdruck von 0,5-0,9 bar in die Lagerräume geblasen. Der entstehende Überdruck wird mit einem Absauggebläse wieder aus dem Lagerraum abgesaugt. Der Lagerraum sollte möglichst Rechteckig sein und an einer Außenwand liegen. Er sollte trocken und wegen der möglichen Staubentwicklung gut abgedichtet sein.

Die Befüllung erfolgt über Metallrohre mit einem Durchmesser von ca. 11 cm, die  einem Abstand von ca. 50-80 cm voneinander montiert werden. Als Anschluß-kupplungen werden Kupplungen System Storz A (Feuerwehrkupplungen) verwendet. Es ist auf genügend Freiraum bei den Anschlüssen zu achten, da die Anschlussschläuche einen entsprechend großen Biegeradius aufweisen. Die Einfüllstutzen sollen, um eine optimale Befüllung zu sichern, 20 cm unter der Raumdecke eingemauert werden. Der Füllstutzen muß um ca. 50 cm länger sein als der Absaugstutzen, um ein Rücksaugen der Pellets zu verhindern. Ein Anprallschutz von ca. 1-1,5 m² sollte an der gegenüberliegenden Wand der Einfüllöffnung vorgesehen werden. Am besten eignet sich hier eine schlagfeste Gummimatte. Ein Schrägboden ermöglicht die Nutzung des gesamten Brennstoffvorrates. Die Neigung sollte min. 30° betragen. Besonders sollte darauf geachtet werden, dass der Schrägboden nicht direkt am Fördersystem anstößt, um Schallübertragungen zu verhindern.

Die Größe des benötigten Lagerraumes hängt von der Gebäudeheizlast ab, sollte jedoch so groß gewählt werden, dass eine Jahresbrennstoffmenge von ca. 5.000 kg bis 6.000 kg für ein Einfamilienhaus =  ca. 9 m³ Raumbedarf, eingelagert werden kann.

Kaminquerschnitte von Pelletfeuerstätten

Da Pellets ein trockener Brennstoff sind, (w < 12 %), können Querschnitte, die vom Durchmesser Ölheizungen ähnlich sind, ermittelt werden. Nachfolgendes Diagramm gibt Hinweise zur Ermittlung von Kaminquerschnitten.