Pilotanlagen: Heizen mit Pellets, Getreide, Holz und Solar

Pilotanlagen: Heizen mit Pellets, Energiegetreide, Getreideabfälle, Holz und Solar.

Getreide- und Pelletheizung mit Getreidebrenner neuster Generation; Getreide- und Pelletheizung kombiniert mit Holzkessel; Pelletheizung kombiniert mit Holzkessel und Solaranlage.

1. Getreide- und Pelletheizung mit Getreidebrenner neuster Generation
Aufgabenstellung
Eigener Bericht 11.12.06/ aktualisiert 24.2.08 Gesucht wurde 2005 von einem landwirtschaftlichen Betrieb bei Blankenhain/Thür. mit Milchviehhaltung, Getreideanbau und 5 ha eigenen Wald eine umweltfreundliche und komfortable Lösung mit vollautomatischer Brennstoffbeschickung mit möglichst dauerhaft niedrigen Energiekosten und vielseitigen Brennstoffeinsatz. In einer Energie- und Fachberatung wurden alle Daten aufgenommen oder berechnet, das Umfeld untersucht und ein Energiekostenvergleich mit verschiedenen Energieträgern (Holz, Pellets, Getreidekörner) gemacht. An Energieträgern standen Öl, eigenes Holz, billiges Getreide und Getreideabfälle aus eigenen Anbau zur Auswahl. Zum Holzmachen stand weder Zeit noch großes Interesse zur Verfügung.	Objektbeschreibung 2 FH/Altbau im ländlichen Bereich, 5 bis 6 Personen, beheizte Fläche F=258,5 m². Vorhandene Heizung Älterer Öl-Holz-Kombikessel (Schuster, 35 kW) mit integrierten 600/300 l-Kombispeicher, alles Heizkörper. Die Anlage wurde mit wesentlichen reglungstechnischen und hydraulischen Mängeln montiert. Brennstoffverbrauch: ca. 4000 bis 5000 l Heizöl zzgl. 20 Rm Scheitholz pro Jahr. Im Rahmen einer Fachberatung wurden 2005 zwei Lösungskonzepte für die Heizzentrale verglichen: 1. Optimierung der vorhandenen Öl-Holz-Kombination 2. Neue Getreide- und Pelletheizung mit automatischer Beschickung.
Lösung und Anlagenbeschreibung
Kriterien für die Anlagenplanung
Bei der vorausschauenden Planung für die nächsten 15 bis 20 Jahre wurden folgende Punkte besonders berücksichtig: - Vielseitiger Brennstoffeinsatz Zusätzlich zu Getreide können auch Holzpellets, Industrieholzpellets und auch Halmgutpellets (Stroh, Heu etc.) verbrannt werden. - Qualität Hohe Qualität und lange Haltbarkeit der hochbelasteten Ganzjahres-Feuerung - Komfort Automatische Beschickung, Entaschung, Zündung und einfache Bedienung. Leichte und bequeme Reinigung des Kessels. Große Kapazität des Aschekastens. - Pufferbeladung und Puffer-Boilerkopplung Schnelle Verfügbarkeit der Wärme nach den Anheizen für den Heizkreis und Warmwasserbereitung, danach erst Pufferbeladung. Beladung des Warmwasserspeichers auch über die Puffer.	- Wirkungsgrad Geringer Brennstoffverbrauch durch hohen Anlagenwirkungsgrad. - Kundendienst Abgesicherter Werkskundendienst und Kundendienst durch eine professionelle Installationsfirma für Biomasseanlagen vor Ort. - Fördermittel Nutzung derzeitiger Fördermittel durch Auswahl förderfähiger Komponenten (Holzpelletfeuerung) - Hydraulische Einbindung vorhandener Komponenten Der vorhandene Holzkessel wird über einen reichlich dimensionierten Pufferspeicher mit eingebunden.
Kessel, Brennstofflagerung, Lageraustragung
Als optimale Lösung wurde ein Biomassekessel (Vielstoffkessel) > Bild zur Verbrennung von Getreidekorn, Holz- und Halmgutpellets mit automatischer Beschickung, Zündung, und Entaschung gewählt. Brennstofflagerung 10 t-Getreidesilo aus Kunststoff mit flexibler Spiralschnecke im Hof (Freigelände) > Bild. Für das ca. 6 m hohe Silo ist eine Baugenehmigung erforderlich. Lageraustragung für Schüttgut Der rieselfähige Brennstoff (Getreidekorn, Getreideabfälle, Holzpellets) wird automatisch aus dem Silo über eine Spiralschnecke in die Heizzentrale transportiert. Hier fällt es in einem Fülltrichter aus Holz > Bild (Eigenbau). Der Trichter ist auf die stark verkürzte Raumaustragungsschnecke (Trogschnecke) aufgesetzt > Bild.	Von hier aus fällt der Brennstoff durch eine rückbrandsichere Fallstufe in die Stokerschnecke. Eine spezielle Lambdaregelung optimiert permanent die richtige Einschubmenge in die Brennkammer. Zusätzliche Betriebssicherheit garantiert eine Füllstandszunge. Brennstoffmischung Möglich ist auch eine Mischung z. B. von Getreide mit Holzpellets. Weiterhin können auch Pellets (ca. 5-6 mm Durchmesser) verbrannt werden, die DINplus/ÖNORM nicht einhalten (z. B. Industriepellets mit Rindenanteil). Die Reinigungsintervalle werden dabei kürzer (mehr Asche). Nicht normgerechte Pellets kosten allerdings auch wesentlich weniger.
Besonderheiten der Kessel- und Feuerungstechnik für die Verbrennung von Holzpellets und Energiegetreide
Die an die Körnerverbrennung optimal angepasste Kessel- und Feuerungstechnik bietet: - Unterschubfeuerung mit automatischer Zündung (Seiteneinschub) Bild > Kesselschema - Perfekte und saubere Verbrennung/ Schlacke Verbrennung des Getreides bei ca. 650°C ohne Schlackebildung. Große Ausbrandzone mit Sekundärluftzuführung. - Staubabscheidung, Kesselkorrosion und Kondensation aggressiver Stoffe (Chlor?) erfolgt in einem speziellen doppelmanteligen Reaktionsrohr. Die speziell entwickelte doppelwandige Korrosionszone, hochwertige Siliziumkarbidkeramiken, die Modulbauweise und das ausgeklügelte Temperaturniveau bieten einen sehr guten Schutz gegen die aggressiven Kondensate aus der Kornverbrennung. - Emissionen Die zulässigen Werte, auch für die Staubemissionen (1.BImSchV) werden auch bei Getreide eingehalten!!! - Rohrbündelwärmetauscher wird permanent gereinigt und sorgt durch bewegte Wirbulaturen für hohen Wirkungsgrad. Der Staub wird kontinuierlich in einem bequem zu entleerenden 12 l-Behälter ausgetragen.	- Brennkammer mit Treppenrost selbstreinigend, sorgt für die notwendige Bewegung im Glutbett und für den Aschetransport > Bild. - Reinigungskomfort Automatische Entaschung mit langsam rotierender Ascheschnecke und fahrbaren 60 l Aschebehälter. Entleerung bei Korn ca. 15-25 Tage, bei Norm-Pellets ca. 6 Monate. - Lambdaregelung Leistungsregelung mit drehzahlgesteuertem Gebläse und Feuerungsregelung sowie Brennstoffdosierung mit Lambdasonde und Rauchgasfühler im Abgasrohr. - Sicherheit - Unterdruck im Feuerraum durch Saugzuggebläse. - Rückbrandsicherung durch Fallstufe mit Brandschutzklappe. Einsatzbereich 7-25 kW für Getreidekörner (Gerste, Triticale etc.) 7-30 kW für 6 mm-Holzpellets Inbetriebnahme Sommer 2006 Die Anlage arbeitet bisher störungsfrei und mit einwandfreien Emissionswerten. Durch Verwendung von eigenen Getreideabfällen sind die Brennstoffkosten minimal. Zusätzlich entfallen die Entsorgungskosten.
2. Getreide- und Pelletheizung kombiniert mit Holzkessel
Aufgabenstellung
Eigener Bericht 20.3.2002/ Akt. 05.2004 Gesucht wurde 2001 eine umweltfreundliche Lösung mit erneuerbaren Energien für eine neue Zentralheizung in einem 2 FH/ Altbau mit möglichst dauerhaft niedrigen Energiekosten. In einer Energieberatung wurden alle Daten aufgenommen oder berechnet, das Umfeld untersucht und ein Energiekostenvergleich mit verschiedenen Energieträgern (Öl, Strom, Holz, Pellets, Getreide) gemacht. An Energieträgern standen Strom, etwas eigenes Holz und billiges Getreide zur Auswahl.	Das Objekt im ländlichen Bereich bei Apolda/Thür. mit einem kleinen Futtermittel- und Getreidehandel, Kleintierzucht und genügend Platz für Lagermöglichkeiten (Scheune), Garten, feuchte Wiese mit Bach, bot gute Voraussetzungen entweder für eine Wärmepumpe oder eine Biomasseheizung. Im Rahmen einer Fachberatung wurde ein Gesamtkostenvergleich zwischen Wärmepumpe (Sole-Wasser) und Biomasseheizung (Getreide und Holz) gemacht. Infolge der sehr niedrigen Energiepreise für Getreide und Holz hatte die Biomasseheizung wesentlich kürzere Amortisationszeiten wie die Wärmepumpe. Der größere Arbeitsaufwand für die Bereitstellung der Brennstoffe, Bedienung etc., hatte für den Betreiber kein großes Gewicht.
Lösung und Anlagenbeschreibung
Da die Getreideverbrennung auch mit einigen Risiken verbunden ist, musste ein Kessel gefunden werden, der für die Verbrennung von Holzpellets und auch Getreide geeignet ist. Problem: Kein Hersteller aus Deutschland oder Österreich konnte 2001 einen solchen Kessel liefern, da es den Brennstoff Getreide nicht gab oder geben durfte! Aber Europa ist groß...! Wir haben mit einigen Aufwand das Problem gelöst, überraschend mit weiniger Schwierigkeiten, wie erwartet. Die Anlage besteht aus einem 25 kW Spezialkessel für Holzpellets und Getreide mit 600 l Brennstoffmagazin > Schnittbild , einem Holzvergaserkessel, Pufferspeicher und Warmwasserspeicher. Mit einer Zusatzeinrichtung ist auch die Verbrennung von Holzschnitzel möglich. Beschickung Das reichlich dimensionierte 600 l-Magazin am Kessel wird von Hand befüllt. Eine vollautomatische Beschickung war nicht notwendig, da der Brenner sowieso 1x täglich gereinigt werden muss und somit auch der Füllstand kontrolliert werden kann. Die Voraussetzung, dass die Anlage 1x pro Tag bedient werden kann, waren gegeben. Diese kann aber nachgerüstet werden). Zündung Der Kessel regelt bei stetigen Betrieb die Leistung von 100 bis auf 30%, im Stand-By Betrieb bis 1 kW herunter (nur bei Pellets). Somit ist eine Zündung per Hand akzeptabel und kostet auch nur wenig Zeit. In Verbindung mit einem Pufferspeicher muss auch im Sommer für die Warmwasserbereitung nicht jeden Tag angezündet werden.	Entaschung und Reinigung Bei der Verbrennung von Getreide ist wegen der Schlackebildung der Brennraum einmal täglich zu reinigen. Auf eine automatische Entaschung wurde verzichtet. Die Entfernung der Schlacke kann bei laufenden Kessel erfolgen und ist unproblematisch (das Gebläse ist dabei abzuschalten). Brennstoffmischung Gut bewährt hat sich auch eine Mischung von Getreide mit Holzpellets (Verbesserung der Emissionswerte). Bei einem Getreidepreis von z. Z. ca. 8-10 € /100 kg liegen die Energiekosten deutlich unter dem Kosten mit Öl. Mit diesem wenig störanfälligen und robusten Kessel können auch Pellets verbrannt werden, die DIN- oder ÖNORM nicht einhalten, z. B. Rinde enthalten. Die Größe sollte aber den Bestimmungen entsprechen (ca. 5-6 mm Durchmesser)! Die Reinigungsintervalle werden kürzer. Nicht normgerechte Pellets kosten allerdings auch wesentlich weniger. Kombination Pellet-/ Getreidekessel mit Holzkessel und Pufferspeicher Zur effektiven Stückholzverbrennung ist die Anlage zusätzlich mit einem Scheitholz-Vergaserkessel und einem 1000 l Pufferspeicher kombiniert. Der Puffer wird auch bei der Getreideverbrennung unbedingt benötigt, um den Stand-By Betrieb bei Getreideverbrennung zu vermeiden. Kamin: Beide Kessel sind an einem Kaminzug angeschlossen Regelung und Hydraulik Da unterschiedliche Kesselhersteller eingesetzt werden, wurde eine zukunftsweisende kompatible Systemlösung (mit MES) verwendet (etwas teuerer, aber mit vielen Vorteilen).
Resümee
Trotz einiger kleinen Einschränkungen für Anlagen < 50 kW eine wirtschaftliche, komfortable und vielseitige Pilotlösung mit 4 unabhängigen, nachwachsenden und billigen Brennstoffen.	Die Brennstoffkosten bei Holzpellets sind niedriger wie erwartet, da neben Getreide auch preiswerte, nicht normgerechte Pellets ohne Probleme verbrannt werden. Die kürzeren Reinigungsintervalle waren für den Betreiber kein Problem.
3. Pelletheizung in Kombination mit Stückholz und solarer Trinkwassererwärmung
Anlagenbeschreibung In 99326 Stadtilm/Thüringen wurde 2001 die erste vollautomatische Heizung mit Holzpellets in Betrieb genommen. Der Pelletspezialkessel arbeitet mit einem Fallsystem. Es werden Pellets nach DIN/ÖNORM empfohlen. Beschickung Die Anlage arbeitet mit einer automatischen Pelletzuführung (pneumatische Förderung mit Gebläse) aus einem Bunker (Kellerraum). Entaschung und Reinigung Die vollautomatische patentierte Brennerschalenentaschung mit Förderschnecke und die automatische Heizflächenreinigung garantieren lange Reinigungsintervalle. Leerung des Aschebehälters nur ca. 1x pro Jahr.	Zündung vollautomatisch über ein Heißluftgebläse. Kombination mit Holzkessel, Pufferspeicher und Solaranlage Der 15 kW Pelletkessel ist zusätzlich mit einem Naturzug-Festbrennstoffkessel zum Beiheizen von Stückholz und einem 700 l Pufferspeicher kombiniert. Die Trinkwassererwärmung im Sommer erfolgt über eine Solaranlage mit 4,6 m² Flachkollektoren, im Winter über Pellets oder Stückholz. Resümee Die gesamte Anlage entspricht dem absolut modernsten Stand der Technik und erfüllt voll und ganz alle Erwartungen. Die Anlage wurde vom Land Thüringen mit 30% der Investitionskosten gefördert. Eigener Bericht 19.3.2002
Für wesentlich mehr Informationen stehen wir Ihnen mit einer persönlichen Fachberatung jederzeit gerne zur Verfügung.
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