Pelletkessel

1. Kategorie: Pelletkessel

Diese Kessel sind für reinen Pelletbetrieb ausgelegt > Bild

Kessel für Pellets und Notbetrieb mit Stückholz

Kessel, die ohne oder mit geringen Umbaumaßnahmen (Rost einlegen) Stückholz im Notbetrieb verfeuern können. Stückholz ist nicht Regelbrennstoff, nur zur Überbrückung.

Die Verbrennung erfolgt hier in d. R. nach dem Oberbrandprinzip (oberer Abbrand) mit eingelegten Zwischenrosten. Die relativ kleine Pelletausbrandzone wird als Befüllraum für das Scheitholz genutzt.

Nachteile:

Häufiges Nachlegen, kein sauberer Abbrand, Wirkungsgrad und Abgasqualität bei Stückholz unbefriedigend.

Eine Zulassung ist nur für Pelletbetrieb vorhanden.

2. Kategorie: Kombikessel

- Ober- oder Unterbrand-Stückholzkessel mit angeflanschten

Pelletbrennern, die nach geringen Umbauzeiten

mit geringen Aufwand in Scheitholzkessel umgebaut werden können. Meist wird dabei der seitlich angeflanschte Pelletbrenner entfernt, ein Blinddeckel aufgesetzt und die Regelung umgestellt.

- Unterbrand-Stückholzkessel, die fast ohne

   Umbaumaßnahmen

mit Stückholz oder Pellets betrieben werden können.

Hier ist der Feuerraum durch eine spezielle Bauart beiden Brennstoffen angepasst. Bei Umbau nur Einlegen/ Entfernen eines kleinen Pelletrostes.

- Unterbrand-Stückholzkessel, die ohne Umbaumaßnahmen

mit Stückholz oder Pellets betrieben werden können > Bild.

Dabei werden zwei eigenständige Feuerungen mit einem gemeinsamen Wärmetauscher Verwendet. Die Umstellung erfolg vollautomatisch.

(Quelle: Fachagentur für nachwachsende Rohstoffe)

Sonderform

Scheitholz-Pellets-Kombination mit 2 Kesseln > Bild

Eine etwas teuere aber auch variablere Lösung ist die Kombination eines Holzspezialkessels mit einem Pelletspezialkessel.

1. Pelletkessel

Automatisch beschickte Anlagen sind in d. R. teillastfähig und benötigen somit eine Leistungsregelung.

Um wechselnd Leistungen und Verbrennungszustände optimal zu erfassen, sind Messfühler zur Übermittlung der Werte an die Regelung notwendig.

Leistungsregelung

Sie ermöglicht einen automatischen Betrieb entweder bei mehreren fest voreingestellten Leistungsstufen oder eine stufenlose Leistungsanpassung.

Es werden die Brennstoff- und Verbrennungsluftzufuhr variiert.

Regelgröße ist meistens die Kesseltemperatur.

Der Regelungsbereich liegt meistens zwischen 100% (Volllast) und 50% (Teillast).

Unterhalb der kleinsten Wärmeleistung, die im kontinuierlichen Betrieb noch erbracht werden kann, arbeiten die Anlagen im Ein-Aus-Betrieb in Verbindung mit einer automatischen Zündeinrichtung oder einer Glutbetterhaltung.

Verbrennungsregelung (Feuerungsregelung)

Das ist eine zusätzliche Funktion zur Leistungsregelung. Sie garantiert eine hohe Ausbrandqualität und einen hohen Wirkungsgrad.

Regelgröße ist die Einstellung eines optimalen Brennstoff-/ Luft- Verhältnisses.

Lambda-Regelung

Die Lambda-Sonde (Messfühler) misst den Luftüberschuss (O2-Gehalt) im Abgasstrom.

Für optimale CO-Werte ist dies ein definierter Wert.

Bei Abweichungen wird die zugeführte Brennstoff- bzw. Luftmenge automatisch angepasst.

Die Sonde ist relativ teuer und hat eine begrenzte Lebensdauer.

Gute Verbrennungs- und Abgaswerte können bei einer gut abgestimmten Pelletanlage jedoch auch mit einem wesentlich billigeren Temperaturfühler erreicht werden.

Kombinierte Leistungs- und Verbrennungsregelung

Das Zusammenspiel beider Regelkreise erfolgt als Kaskade, in welcher die Leistungsregelung als übergeordneter, langsamer Regelkreis die Leistung (Wärmeabgabe) beeinflusst und gleichzeitig Vorgabewerte an die Verbrennungsregelung als inneren, schnellen Regelkreis liefert.

> Regelschema

Sicherheitseinrichtungen

Rückbrandsicherungen

Automatische Biomassefeuerungen müssen über eine Absicherung gegen Rückbrand im Zuführungssystem verfügen.

In d. R. geschieht das in Kombination mit der Fallstufe zwischen Austragschnecke (Schnecke vom Lager/ Silo) und Stokerschnecke (Schnecke zum Brenner).

- Fallschächte für die Pelletzuführung

Die Fallstufe allein kann einen Rückbrand nicht vermeiden. Es ist mindestens ein Löschwassersystem vorzusehen.

Löschwassersysteme werden in der Praxis häufig mit weiten Sicherungssystemen kombiniert:

- Absperrklappen oder Absperrschieber

- Zellradschleusen

portionierte Pelletfreigabe im Zuführsystem

- Temperaturwächter an der Pellet-Zuführeinrichtung

bei Gefahr Abstellung des Fördermechanismus

Unterdruckregelung

Das Austreten giftiger Gase in den Heizungsraum kann durch einen konstanten Unterdruck im Feuerraum verhindert werden.

Überhitzungsschutz

Durch einen eingebauten Sicherheitswärmetauscher im Kessel in Verbindung mit einer thermischen Ablaufsicherung kann der Kessel im Notfall abgekühlt werden.

Konstanttemperaturkessel

werden von den meisten Herstellern noch angeboten. Eine Rücklauftemperaturanhebung ist notwendig.

Niedertemperaturkessel

Durch entsprechend Anpassung des Wärmetauschers kann die Vorlauftemperatur bis auf 30°C abgesenkt werden.

Wird bisher nur bei einigen neuentwickelten Pelletkesseln angewendet.

Automatische Zündung

Die Zündung erfolg bei Anlagen mit automatischer Beschickung über Heißluftgebläse, Elektroheizstab etc. Die Feuerung ist nur bei Bedarf in Betrieb und wird ohne Arbeitsaufwand gezündet, auch programmierbar.

Zündung von Hand

Bei Kessel ohne Zündautomatik wird meisten das Prinzip der Glutbetterhaltung angewendet.

Nachteile: Verschlechterung der Abgasqualität, für die Brauchwassererwärmung im Sommer oder Heizung in der Übergangszeit ist öfters Anzünden notwendig.

Zur Verbesserung des Komforts ist ein Pufferspeicher sehr zu empfehlen.

Die meisten Pelletkessel arbeiten mit Gebläse, Kessel mit Naturzug werden nicht gefördert.

- Saugzuggebläse

Vorteile: Optimale Rückbrandsicherung, rückstaufreie Betriebsweise

- Druckgebläse

Vorteile: gute Luftdosierung und Durchmischung mit Sekundärluft

- Kombination von Saugzuggebläse und Druckgebläse

Vereinigt die Vorteile von beiden, allerdings auch höhere Kosten.

Emissionswerte sind die beim Verbrennen anfallenden zulässigen Schadstoffmengen.

Grenzwerte nach 1. BImSchV:

Staub < 150 mg/Nm³, Kohlenstoffmonoxyd < 4mg/Nm³ (< 50 kW)

Grenzwerte für Förderung:

Staub < 150 mg/Nm³, Kohlenstoffmonoxyd < 250 mg/Nm³ bei Volllast und bei Teillast < 500 mg/Nm³, (< 50 kW).

Sehr gute Anlagen erreichen einen Feinstaubgehalt von max. 25 mg/Nm³ (Blauer Engel).

Bei vollautomatischen Anlagen

ist in d. R. ein kleinerer am Heizkessel integrierter Zwischenbehälter (Magazin 100-200 l) über eine Förderschnecke oder eine Saugaustragung (pneumatische Förderung) mit einem Pelletlagerraum verbunden.

Halbautomatische Kessel

besitzen einen größeren Vorratsbehälter (200-400 l), der von Hand beschickt wird.

Nachrüstmöglichkeiten für den Umbau in eine vollautomatischen Anlage sind mit dem Kesselhersteller vorher abzustimmen.

Der Ascheanfall bei Pellets ist mit ca. 20 kg pro Jahr relativ gering.

- Manuell

Bei einfachen Modellen muss der Rost in regelmäßigen Abständen mit Bürste oder Staubsauger entascht werden bzw. die Aschelade entleert werden.

- Automatisch

Eine kleine Förderschnecke fördert die Asche in einem Aschebehälter. Dieser muss dann in Abständen von ein bis mehreren Wochen entleert werden.

Bei einer eingebauten Aschekompression können die Abstände bis auf ein Jahr verlängert werden.

Feuerungssysteme - Pelletzuführung zum Brenner

Die Pellets werden durch die Lagerraumaustragung je nach Hersteller entweder direkt dem Brenner oder einem größeren Vorrats- oder kleineren Zwischenlagerbehälter (Magazin) am Kessel zugeführt.

Bei Kesseln mit Magazin werden die Pellets durch eine kleine im Kessel eingebaute Förderschnecke dosiert in den Feuerraum befördert.

Je nach Feuerungsaufbau gibt es zwei grundlegende Systeme:

Schubfeuerungssysteme

Bei den Seiteneinschub- oder Unterschubsystem werden die Pellets von der Seite auf einen Rost oder von unten in einen Stahlteller geschoben.

Fallstufensystem

Die Pellets werden durch die Zuführungsschnecke hochgefördert und fallen anschließend durch einen Fallschacht auf den Rost oder Schalenbrenner.

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2. Scheitholz-Pellet-Kombikessel (SP-Kombikessel)

Diese neu entwickelten Kessel ermöglichen das Verfeuern von Scheitholz und Pellets in einem Kesselsystem und somit eine vollautomatische Feuerung.

Dem Betreiber bietet ein solches System nicht nur die Möglichkeit zur dauerhaften und spürbaren Senkung der Betriebskosten (Scheitholzbetrieb), sondern gleichzeitig auch die notwendige Sicherheit für Haus und Familie (Pelletbetrieb) bei Urlaub, Krankheit, Alter etc.

Je nach Herstellerkonstruktion gibt es zwei grundlegende Varianten:

1.Ober- oder Unterbrand-Stückholzkessel mit angeflanschten Pelletbrennern, die nach geringen Umbauzeiten mit geringen Aufwand in Scheitholzkessel umgebaut werden können

2. Unterbrand-Stückholzkessel

 Oberbrandkessel mit seitlich angebauten oder integrierten Pellet-Brenner

Prinzip oberer Abbrand:

Die Verbrennungsluft wird beim oberen Abberand nicht durch einen Rost geleitet, sondern gelangt seitlich zur Glutbettzone.

Die erste Brennstoffcharge wird von oben gezündet und oben befindet sich auch die Glutzone. Ein Rost ist meistens nicht vorhanden (Ascheentnahme nur bei abgekühlter Anlage möglich).

Die Kessel sollten einen optimierten Abbrand für beide Brennstoffe und Wirkungsgrade von mindestens 80% bei Scheitholz und 85% bei Pellets garantieren.

Nachteile:

- Nicht für den Brennstoff Holz optimiert

Für Holzbrennstoffe sind Kessel mit oberen Abbrand nicht optimal (nur zur Notfeuerung mit Stückholz geeignet).

Hauptprobleme sind die ungenügende Verwirbelung der Holzgase im kombinierten Einfüll- und Verbrennungsraum sowie das Fehlen einer Hochtemperatur-Ausbrandzone.

Somit können diese Kessel im Scheitholzbetrieb nur schwer die geforderten Abgaswerte einhalten. Die Hersteller lassen diese Kessel auch nur als Pelletkessel prüfen!

- Umständlicher Ab- und Anbau des Pelletbrenners

Bei einigen Modellen ist ein umständlicher Ab- und Anbau des Pelletbrenners beim Brennstoffwechsel erforderlich, ansonsten würde der Pelletbrenner durch die beim Scheitholzbetrieb auftretenden hohen Temperaturen und Verschwelungsprodukte Schaden nehmen.

Von den Kunden werden aber Kombikessel hauptsächlich wegen ihrer Eigenschaften zum Verfeuern von Pellets und Scheitholz nachgefragt. Außerdem sind Kombikessel preisgünstiger wie zwei Kessel.

Hier muss von Seiten der Hersteller noch einiges getan werden.

 !  Unterschiede sind vom Laien kaum erkennbar und in den Herstellerprospekten wird in d. R. auch nicht darauf hingewiesen!

Scheitholzvergaserkessel (unterer Abbrand) mit seitlich angebauten oder integrierten Pellet-Brenner

Prinzip unterer Abbrand:

Die Heißgase werden nicht nach oben abgeführt, sondern die Flammen breiten sich unterhalb des Feuerraumbodens oder zur Seite hin aus. Dadurch nimmt nur die jeweils unterste Schicht des Brennstoffes an der Verbrennung teil.

 !  Scheitholzvergaserkessel mit unteren Abbrand und heißer Brennkammer garantieren optimierten Abbrand für beide Brennstoffe und Wirkungsgrade von > 80% bei Scheitholz und > 85% bei Pellets.

Z. Z. werden hauptsächlich nur von ganz wenigen Herstellern zwei Bauformen angeboten:

Kessel mit spezielle Konstruktion des Füllraumbodens

Scheitholzvergaserkessel mit spezieller Konstruktion des Füllraumboden zur Vergasung von Scheitholz und Pellets bis ca. 50 kW.

Kessel mit Doppelbrennkammer > Schema

Scheitholzvergaserkessel mit einer speziell gestalteten Doppelbrennkammer und seitlichen Abbrand, ab 30 kW.

Es sind 2 getrennte Primärbrennkammern vorhanden, eine für Holz

und eine für Hackschnitzel, Späne, Pellets

und eine gemeinsame Sekundärbrennkammer)  (Quelle: KÖB).

Hier können Scheitholz, Hackschnitzel, Holzspäne und Pellets in hoher Qualität verbrannt werden. Diese Kessel sind sehr robust gebaut (wichtig für Hackgut!) und haben somit eine lange Lebensdauer.

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Tipps für den Verbraucher - Auswahlkriterien

Neuheiten, Entwicklungsbedarf

Anlagen- und Pelletkauf

- Nennwärmeleistung

- Bedienerfreundlichkeit, Bequemlichkeit und Komfort

- Service- und Reinigungsmechanismen

- Ausbrand- und Abgasqualität, Emissionen

- Service, Gewährleistung, Herstellergarantie

- Kesselwirkungsrad, Feuerungssystem, Sicherheitseinrichtungen

- Erfahrungen, Norm, Zertifizierung

- Preis, Abklärung mit Händler

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Pelletkessel mit Brennwerttechnik

Nach Gas und Öl wurde die Brennwerttechnik jetzt erstmalig auch für Holzpellets entwickelt und auf dem Markt eingeführt.

Abgaswärmetauscher und Wäscher

Zur Wärmerückgewinnung und Abgasreinigung

Entwicklungsbedarf und -aktivitäten für Pelletkessel

mehr unter > News Pelletfeuerungl

Für wesentlich mehr Informationen stehen wir Ihnen mit einer persönlichen Fachberatung jederzeit gerne zur Verfügung.

 Besonders auch beim Einsatz von billigen Kesseln mit wesentlichen Preisabweichungen, empfehlen wir eine unabhängige Beratung!

Beispiele für Pilot- und Referenzanlagen > Pilotanlagen

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