Ein Röllchen, das es in sich hat

Heizen mit Holzpellets ist im Kommen

Dr.-Ing. Gerhard Meier-Wiechert*

Parallel zur Nutzung der Sonnenenergie zeichnet sich in Deutschland ein weiterer Trend ab: Der zu festen Brennstoffen. Gemeint sind an dieser Stelle die Holzpellets - ein naturbelassenes Produkt aus Hobel- und Sägespänen der holzverarbeitenden Industrie. Moderne Pelletskessel bieten die Möglichkeit, Holz zur komfortablen, zentralen Beheizung von Gebäuden und zur Trinkwassererwärmung zu nutzen. Über Aufbau und Wirkungsweise des Kessels sowie über die Bevorratung der Pellets informiert Gerhard Meier-Wiechert.

Holzpellets - ein Brennstoff mit Zukunft.

Brennstoff aus Abfallholz

Als Rohstoff für Holzpellets werden zu 100 Prozent naturbelassene Holzreste verarbeitet. Dieser Rohstoff fällt in Form von Hobel- oder Sägespänen quasi als Abfallprodukt in der holzverarbeitenden Industrie in großen Mengen an. Ohne Zugabe von Bindemitteln werden die feinkörnigen Holzreste unter hohem Druck verdichtet und pelletiert, d.h. in zylindrische Form gepresst. Anschließend haben sie einen Durchmesser von 6 mm und eine Länge zwischen 5 und 30 mm. Absolut trockener Transport und Lagerung ist unbedingt notwendig. Nur so lässt sich eine einwandfreie und effektive Verbrennung gewährleisten. Holzpellets erreichen einen Heizwert von bis zu 5 kWh/kg. Damit entsprechen 2 kg Pellets etwa 1 Liter Heizöl oder 1 m³ Erdgas. Die Dichte beträgt mehr als 1 kg/L, das Schüttgewicht liegt bei ca. 650kg/m³. Im Gegensatz zu Scheitholz sind Pellets bei der Anlieferung "ofenfertig" - es ist weder ein Sägen und Hacken noch eine Holztrocknung notwendig.

Draufsicht auf Aufstell- und Pellets-Lagerraum.

Brennstoffversorgung

Holzpellets werden in Säcken von 15 bis 30 kg, in Großkartonagen bis 1000 kg auf Paletten und in loser Form angeboten. Die in Deutschland bevorzugten losen Pellets werden per Silo-Pumpwagen transportiert und über ein Schlauchsystem in den Vorratsraum eingeblasen. Die Lieferfahrzeuge sind mit einem Gebläse ausgestattet, d.h. die Pellets werden mit Überdruck in die Lagerräume geblasen. Der entstehende Überdruck wird mittels Absauggebläse und Filtereinrichtung wieder aus dem Lagerraum abgebaut.

Der Lagerraum sollte so groß gewählt werden, dass eine Jahresbrennstoffmenge eingelagert werden kann. Das Lagervolumen in m³ (inkl. Leerraum) hängt von dem Wärmebedarf des Gebäudes ab und errechnet sich aus der Multiplikation der Wärmeleistung (in kW) mit dem Faktor 0,9 (m³/kW). Beispiel: Ein Einfamilienhaus mit einem Wärmebedarf von 15 kW benötigt ein Lagerraumvolumen von ca. 13,5 m³ inkl. Leerraum. Dies entspricht einem Raum von 2 x 3 m Grundfläche mit 2,25 m nutzbarer Höhe.

Schnitt durch einen Pellets-Lagerraum.

Der Lagerraum muss staubdicht und trocken sein und das Gewicht aufnehmen können. Elektrische Installationen sind nur erlaubt, wenn sie ex-geschützt sind. Brandschutzbestimmungen sind Sache der einzelnen Bundesländer und in der jeweiligen "Verordnung über Feuerungsanlagen und Brennstofflagerung" - kurz FeuVO - festgelegt. Türen bzw. Einstiegsöffnungen in den Pellets-Lagerraum müssen nach außen aufgehen und dicht sein. Sie sind mind. als Brandschutztüren T30 auszuführen. An der Innenseite der Türöffnung müssen Schutzbretter angebracht werden, damit die Pellets nicht gegen die Tür drücken.

Pelletskessel beheizen das Gebäude und versorgen es über einen separaten Speicher mit warmem Brauchwasser. Neben den Kesseln für die Aufstellung in einem Heizraum gibt es Kaminöfen für den Wohnbereich. Sie erfüllen aufgrund ihrer geringen Leistung aber eher Designansprüchen.

Am Pelletskessel selber ist meist ein Tagesvorratsbehälter angebracht, aus dem die Pellets bedarfsabhängig und vollautomatisch in die Brennkammer gefördert werden. Die Auffüllung dieses Vorratsbehälters erfolgt beim Vitolig 300, dem Pelletskessel von Viessmann, über eine programmierbare Befülleinrichtung, die die Pellets aus dem Lagerraum in den Tagesvorratsbehälter über Vakuum- oder Schneckensystem transportiert. Die Ansaugsonden im Lagerraum sind so zu verteilen, dass der Lagerraum bestmöglich entleert wird.

Pelletskessel Vitolig 300 von Viessmann im Schnitt.

Vollautomatisch geregelt

Die Regelung der Mischer-Heizkreise und des Speicher-Wassererwärmers erfolgt wie bei Öl- oder Gaskesseln durch die Regelung des Pelletskessels. Der Vitolig 300 geht nur in Betrieb, wenn eine Anforderung für den Speicher-Wassererwärmer oder den Heizkreis besteht. Das Zeitprogramm für den Heizbetrieb und die Aufheizung des Speicher-Wassererwärmers wird an der Fernbedienung eingestellt. Die Heizkreispumpe wird über die Heizkreispumpenlogik eingeschaltet, wenn Wärmebedarf besteht. Nach Anforderung wird der Heizkessel automatisch mit Hilfe eines Heißluftgebläses gezündet. Die Umwälzpumpe zur Speicherbeheizung oder die Heizkreispumpe werden erst eingeschaltet, wenn die Minimaltemperatur von 50ºC überschritten ist. Besteht vom Speicher-Wassererwärmer oder vom Heizkreis keine Anforderung mehr, wird der Heizkessel ausgeschaltet. Der Vitolig 300 kann bis zu einer Rücklauftemperatur von 20ºC betrieben werden.

Brennerschale aus Edelstahl mit automatischer Entaschung und Pelletszuführung (oben links).

Das Abgassystem

Ein vorschriftsmäßiger, der Nenn-Wärmeleistung des Heizkessels entsprechender Schornstein ist Voraussetzung für einen einwandfreien Betrieb. Die lichte Weite des Schornsteins (lichter Durchmesser, kleinste Seitenlänge) muss mindestens 130 mm, besser 140 mm betragen. In Grenzfällen ist ein Nachweis nach DIN 4705 zu führen. Es ist zu berücksichtigen, dass im unteren Leistungsbereich Abgastemperaturen unter 90ºC entstehen können. Bei Nennlast werden etwa 180°C erreicht.

Die Anlieferung der Holzpellets erfolgt in Deutschland vorwiegend wie hier dargestellt mit Silofahrzeugen. Mit Überdruck werden die Pellets in den Lagerraum eingeblasen.

Komfort wie ein Gas- und Ölheizkessel

Ein moderner Pelletskessel entspricht in punkto Heizkomfort und Bedienungsfreundlichkeit praktisch Öl-/Gas-Heizsystemen. Einen wesentlichen Beitrag dazu leistet die modulierende Fahrweise. Sie sorgt dafür, dass die Wärme dem aktuellen Bedarf angepasst wird. Auf diese Weise kann vielfach auf große Heizwasser-Pufferbehälter verzichtet werden. Diese waren bisher nötig, um die Wärme zu speichern, die von ungeregelten Kesseln erzeugt wird.

Moderne Regelungen sorgen in Verbindung mit der modulierenden Betriebsweise dafür, dass automatisch beschickte Pelletskessel auch in modernen Gebäuden mit niedrigem Wärmebedarf einsetzbar sind. Denn die Pelletsbeschickung wird bereits vor Erreichen der Kesselwasser-Solltemperatur reduziert, sodass der Kessel immer im richtigen Temperaturbereich betrieben wird.

Es tritt nur ein extrem geringer Ascheanfall auf, sodass eine Ascheentleerung (abhängig vom Heizverhalten und der Qualität der Holzpellets) nur etwa einmal pro Heizperiode notwendig ist. Auch seitens der Investitionskosten wurden Anreize geschaffen. So unterstützt das Förderprogramm "Regenerative Energien" den Einbau eines Festbrennstoffkessels, sofern er automatisch beschickt wird und der feuerungstechnische Wirkungsgrad bei mind. 90% liegt. Die Förderung beträgt 55 Euro/kW, mindestens jedoch 1500 Euro je Einzelanlage.

*) Dr.-Ing. Gerhard Meier-Wiechert, Viessmann Werke, Allendorf

B i l d e r : Viessmann Werke, Allendorf

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