Außenlagerung von Holzpellets

H e i zu n g ste c h n i k
Befüllen des Pelletspeichers. Die Lage des Behälters und die Zufahrt
für das Tankfahrzeug müssen aufeinander abgestimmt sein.
Bild: Schellinger
Passiv: Pellets rutschen zur
E­ ntnahmestelle und werden
­mechanisch beansprucht.
Außenlagerung von
Holzpellets
Aktiv: Die Entnahmestelle bewegt sich zu den Pellets und
schont das Material.
Dipl.-Ing. Klaus W. König*
Im Vergleich mit Gas und Öl liegen Holzpellets abgeschlagen auf den hinteren Rängen, wenn es um den Platzbedarf geht. Zwei Kilogramm Pellets entsprechen einem
Liter Heizöl, gemessen am Heizwert der Brennstoffe, und
beanspruchen etwa den dreifachen Rauminhalt. Erdgas
direkt aus dem Netz des Versorgers liegt unschlagbar auf
Platz 1, denn der Verbraucher kann auf das Brennstofflager
komplett verzichten. 90 % Zuwachs im Jahr 2005 bei Pellet­
heizungen lassen aber vermuten, dass andere Kriterien
diesen Nachteil ausgleichen. Dennoch, im Wettlauf um
immer bessere Ausnutzung des teuer erstellten umbauten
Raumes bietet die Pelletbranche ihrerseits mit der PelletAußenlagerung eine interessante Alternative zur herkömmlichen Lagertechnik.
*) Dipl.-Ing. Klaus W. König
plant seit 1990 Gebäude mit
ökologischer Haustechnik. Er
berät Planungsbüros, ­Städte
und Gemeinden, leitet Seminare für Architekten und
Handwerker und hält Vorträge.
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∂ Unterirdischer Außenspeicher aus
Beton-Fertigteilen mit Vakuum-Saugsystem zur Entnahme von oben.
Bild: Mall
∂ Die beiden Alternativen der Entnahme aus dem Speicher. Oben: Pellets
b­ ewegen sich im Speicher durch Schwerkraft zur Entnahmeeinrichtung.
Unten: Entnahme von oben. Bild: Schellinger
V
om Speicher werden die
Pellets durch eine Fördertechnik, der so genannten „Raumaustragung“ dem
Heizkessel zugeführt. Eine
pneumatische Saugturbine
oder elektrische Förderschnecke, vom Kessel her automatisch gesteuert, holt die Pellets zum Brenner. Beide Entnahmesysteme sind mit den
diversen Lagerarten grundsätzlich kombinierbar:
∑ Außenlager
(wetterfeste Silos bzw. unterirdische
Speicherbehälter) oder Innenlager (frei stehende Gewebesilos bzw. ausgebauter
Lagerraum),
∑ Entnahme durch Förderschnecke (von unten) oder
durch Vakuum-Saugsystem
(Entnahme von unten bzw.
von oben).
In diesem Zusammenhang
stellen sich je nach Projektgegebenheiten oft weitere Fragen, wie: Soll ein Lagerraum
im Gebäude vorgehalten werden und wie groß muss dieser
mindestens sein? Welche Entfernung zwischen Lager und
Heizkessel ist möglich? Welche Werte können für eine
überschlägige Berechnung
eingesetzt werden? Diese Fragen sollen u. a. nachfolgend
beantwortet werden.
Lagerraum
Innenlager haben Vorteile dort, wo Räume leer stehen oder bei der Umnutzung
vorhandener Gebäude weder Tiefbau- noch Geländearbeiten anstehen. Außenlager sind ideal bei stark wärmegedämmten und intensiv
genutzten Bauten, deren Innenraum zu kostbar ist für die
Brennstofflagerung. Im Neubau wird man überwiegend
Außenlager wählen. Im Industriebau kann ein oberirdisch aufgestelltes Außensilo
zum Bestandteil der Architektur werden. Beim neu erstellten Einfamilienhaus und bei
repräsentativen Gebäuden
IKZ-Haustechnik · Heft 20 /2006
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Feinstaubdiskussion
Die Feinstaubdiskussion erreichte unlängst auch die
Pelletbranche. Nachfolgend
dazu einige Aussagen des
Deutschen Energie-Pellet
Verbands (DEPV) e. V.**:
„Richtig ist, dass Pelletfeu­
erungen, genauso wie alle
anderen Feststofffeuerungen
aber auch wie die Ölheizung,
Feinstaub emittieren. Denn
bei der Verbrennung eines
festen Brennstoffs, egal ob
es sich um Kohle, Scheitholz
oder eben Pellets handelt,
fällt Asche an – und Asche
ist nichts anderes als grober
Staub. Wie viel Staub dabei
über das Rauchgas in die Atmosphäre emittiert wird, ist
zunächst eine Frage der Qualität des Brennstoffs und der
Verbrennungstechnik. Nun
hat sich gerade bei den Holzfeuerungen in den vergangenen 15 Jahren eine sprunghafte technische Weiterentwicklung vollzogen: moderne
Holzheizungen setzen heute
nur noch rund 1/10 der Staubmengen frei, die vor 15 Jahren allgemein üblich waren.
Und im Vergleich aller Holzfeuerungen weisen Pelletfeuerungen mit heute fast nicht
mehr nachweisbaren Staubmengen von im Mittel nur
7 – 10 mg/m³ besonders niedrige Emissionswerte auf, wie
aktuelle Untersuchungen,
etwa des Instituts für Dampfkesselwesen der Technischen
Universität Stuttgart, beweisen.
Selbst wenn sich der Anlagenbestand in den nächsten
Jahren verzehnfacht, besitzen
Pelletfeuerungen hinsichtlich
der Feinstaubproblematik in
Deutschland nur eine marginale Bedeutung – eine Tatsache, die auch vom Umweltbundesamt nicht bestritten
wird.“
**) Auszüge aus einer Presse­
mitteilung des DEPV vom
6. Juni 2006; siehe auch IKZHAUSTECHNIK 15/2006, Seite 48
∂ Befüllstutzen im Außenspeicher unterhalb der Behälterabdeckung. Das Befüllen erfolgt zwischen Tankfahrzeug und Behälter mit Druckluft. Ein separater
Abluftschlauch mit Staubfilter wird am zweiten Stutzen während des Befüllens
montiert.
Bild: Mall
wird man unterirdischen Behältern den Vorzug geben, zumal der Aufwand für den geringfügig zusätzlichen Aushub vernachlässigt werden
kann.
Außenspeicher
Unterirdische Außenspeicher erhalten in der Regel ein
Vakuum-Saugsystem zur Entnahme und werden als Fertigteilbehälter in die Erde eingebaut. Das Material ist Kunststoff oder Beton. Folgende
Kriterien sind dabei zu beachten:
∑ Bei hohem Grundwasserstand und leerem Behälter
muss die Auftriebssicherheit
gewährleistet sein,
∑ beim maschinellen Verdichten mit Verfüllmaterial oder
späteren Überfahren muss
der Behälter ausreichend
stabil sein,
∑ die Saugleitungen zwischen
Behälter und Heizkessel
müssen geerdet sein, um
elektrostatische Aufladung
zu vermeiden,
∑ die Lage des Behälters muss
mit der Zufahrt für das Lieferfahrzeug abgestimmt
sein. Üblicherweise kann
ein Tankfahrzeug die Pellets
als loses Schüttgut mindestens 30 m weit einblasen,
∑ die Entnahme soll im geschlossenen Luftkreislauf
mit Rückluftschlauch erfolgen, um Staub zu vermeiden,
∑ es soll möglich sein, für
Wartungszwecke das Austragungssystem auch im
∂ Oberteil des Außenspeichers, darin integriert das Entnahmesystem „Maulwurf“
zur Entnahme der Pellets von oben mit einem Vakuum-Saugsystem. Heft 20 /2006 · IKZ-Haustechnik
Bild: Mall
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befüllten Zustand aus dem
Speicher ausbauen zu können.
Entnahmetechnik
Förderschnecken sind besonders geeignet, wenn Lagerraum und Kessel nur wenige Meter voneinander entfernt sind. Ihre Konstruktion
ist einfach und die Betriebssicherheit gut, bei niedrigem
Betriebsgeräusch. Nachteil:
wenig flexibel in der Anordnung.
Saugsysteme können bis zu
25 m Entfernung und maximal 5 m Höhe überwinden,
wenn Druckverluste durch
Krümmungen vermieden werden. Nachteil: Das Betriebsgeräusch der Turbine ist mit
einem Staubsauger vergleichbar. Mit dem so genannten „Maulwurf“-Saugsystem
werden die Pellets von oben
dem Speicher entnommen.
Das Maulwurfprinzip ist die
Umkehrung des klassischen
passiven Entnahmeprinzips,
bei dem die Pellets zum tiefsten Punkt des Lagers rutschen
und dort entnommen werden.
Diese roboterähnliche Saugdüse arbeitet sich durch ihr
langsam drehendes Stützrad
aktiv von oben nach unten,
wandert die Böschungen ab
und entleert so den Speicher.
Eingebaute Schrägen am
Speicherboden sind nicht erforderlich. Dieses Entnahme-
Im Mittelpunkt einer Prüfung von Holzpelletkesseln durch
die Stiftung Warentest (Nr. 8/2005) „Nicht auf dem Holzweg“ standen rund 10 Heizkessel mit durchschnittlich 15 kW
Nennwärmeleistung auf dem Prüfstand. Getestet wurde u. a.
die Energieausnutzung, die Sicherheit und die Verarbeitung
der Heizkessel sowie die Handhabung und die Umwelteigenschaften. Kritisch bewerteten die Tester die Energieausnutzung aller untersuchten Systeme: die Nutzungsgrade im Test
fielen im Durchschnitt mit 88 % gegenüber modernen Ölund Gasbrennern (95 %) etwas schlechter aus.
In diesem Zusammenhang betonte die Stiftung Warentest, wie wichtig auch die optimale Einstellung des Pelletkessels sei: Die voreingestellten Minimaltemperaturen seien
vielfach zu hoch gewesen. Falls nicht am Aufstellungsort
nachjustiert werde, verbrauche der Kessel in der Übergangszeit zu viel Energie. Insbesondere sei dies der Fall, wenn kein
Pufferspeicher im Heizsystem die überschüssige Energie speichert, bis diese benötigt werde. „Doch wer mit einem Holzpelletkessel heizt, schont die Umwelt und investiert in eine
Technik, die sich künftig noch schneller bezahlt macht“,
so die Tester.
Laut Dr. Hermann Hansen von der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe FNR, die den Warentest anteilig gefördert hat, hat die im Vergleich zu konventionellen Heizungen noch sehr junge Pellettechnologie damit ihre Feuertaufe bestanden. Das Testergebnis sei jedoch auch eine
Aufforderung an die Hersteller, ihre Betriebs- und Montageanleitungen noch zu verbessern.
prinzip kann in allen gängigen Lagertypen eingesetzt
werden.
Materialien unterschiedlicher Körnung entmischen
sich bei jeglicher Bewegung.
Dieser Effekt verschiebt den
Feinanteil der Holzpellets
nach unten, zum Ende der
Lagerentnahme. So können
kurzfristig, bei Entnahme aus
dem Pelletspeicher von unten,
∂ Schläuche zwischen Pelletspeicher und Saugturbine. Die Entnahme erfolgt
im geschlossenen Luftkreislauf zwischen Heizkessel und Speicher. Bild: König
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für Heizung und Wasser. Dies
senkt den Pellet-Bedarf von 3
auf 2 t im Jahr.
Tipp: Kessel justieren
Erfahrungswerte
Für ein Einfamilienhaus
mit einer Heizlast von 12 kW
wird ein Jahresbedarf von
4700 kg Pellets angenommen.
Bei einem Heizwert nach DIN
von 5,0 kWh/kg sind das
23 500 kWh. Das Äquivalent
dazu sind 2350 l Heizöl EL
oder 2350 m³ Erdgas. Die Größe des Brennstofflagers soll
den Jahresbedarf plus 20 %
fassen. Beim Lagerraum im
Gebäude ist die Faustformel
für den Jahresbedarf: Heizlast
12 kW x 0,9 m³/kW = 10,8 m³
incl. Luftraum und Leerraum
unter den Zwischenschrägböden. Bei Außenspeichern
kann das Nutzvolumen ermittelt werden durch die Formel:
4700 kg/650 kg/m³ = 7,2 m³
zuzüglich Luftraum.
Staatlicher Zuschuss
auch Feinanteile in den Brenner gelangen, die eventuell zu
Störungen führen. Durch die
Entnahme von oben wird der
Brennstoffvorrat wenig mechanisch beansprucht. Der
Feinanteil bleibt kontinuierlich bei 2 bis 4 %.
Solarwärme
Als besonders sinnvoll
und auch wirtschaftlich erweist sich die Kombination
von „kostenloser“ Solarwärme und Pellets. Damit werden
im Sommer häufige Starts der
Zentralheizung für das Warmwasser vermieden. Voraussetzung ist ein Warmwasser-Pufferspeicher, der die überschüssige Wärme von Kessel und
Kollektor aufnimmt. Im Jahresmittel können 50 – 60 % des
Brauchwassers durch eine Solaranlage mit 6 m² Kollektorfläche erwärmt werden. Beim
Niedrigenergiehaus decken
14 m² Kollektorfläche etwa
ein Drittel des Wärmebedarfs
Im Gegensatz zu den fossilen Brennstoffen Kohle, Öl
und Gas gelten Pellets als
CO₂-neutral. Wie bei anderen Holzbrennstoffen bindet
der wachsende Baum mindestens die Menge CO₂, die bei
der Verbrennung frei wird.
Diese Klima schützende Wirkung in Verbindung mit der
sinnvollen Verwertung von
einheimischen Holzresten ist
unserem Staat einen Zuschuss
wert. Nach Angaben des Bundesamtes für Wirtschaft und
Ausfuhrkontrolle (BAFA) sind
die Mittel für das Jahr 2006
bereits ausgeschöpft. Im Jahr
2007 soll ein neues Zuschuss­
programm mit veränderten
Konditionen aufgelegt werden.
∂
@ Internetinformationen:
www.holzenergieforum.de
www.aktion-holzpellets.de
www.mall.info
www.depv.de
www.bafa.de
IKZ-Haustechnik · Heft 20 /2006