Pelletsheizung – Wissen
- Grundlagen und Funktionsweise einer Pelletsheizung.
- Technische und ökologische Aspekte der Heiztechnik.
Anlieferung der Holzpellets
Für die automatische Zuführung der Pellets in das Innere von Pelletsheizungen sorgt das sog. Entnahmesystem. Seine Aufgabe besteht
darin die Pellets aus einem Lager oder Lagerbehälter zu entnehmen und möglichst schonend – d.h. ohne die Pellets zu zerstören – dem Kessel bedarfsgerecht
zuzuführen. Zwei grundlegende Techniken haben sich hierfür bei Pelletsheizungen etabliert.
Die Pelletsheizung mit Förderschnecke ist die klassische Lösung für den Anwendungsfall, wenn das Pelletslager - klassisches Kellerlager
oder Lagerbehälter (z.B Gewebesilo) – unmittelbar an den Aufstellraum des Pelletskesselangrenzt oder das Gewebesilo direkt neben dem Pelletkessel steht. Diese
Technik zeichnet sich inbesonders durch seine leise Betriebsweise und günstigen Investitionskosten aus.
Die Pelletsheizung mit Saugsystem verfügt über einen integrierten Vorratsbehälter mit einer leistungsstarken Saugturbine, welche die
Pellets auch über größere Entfernungen – bis zu 20 m und Höhenunterschiede bis zu 5 m – dem Kessel zuführt. Insbesondere wenn das Pelletslager weiter vom
Aufstellraum der Pelletsheizung entfernt liegt – z.B. im Modernisierungsfall – ist dieses System erste Wahl. Des Weiteren ist diese Kesselausführung
als Heizung extrem flexibel einsetzbar, da in der Regel mit allen anderen Entnahmetechniken leicht kombinierbar. Selbst Anwendungen, bei denen sich das
Pelletslager außerhalb des Wohngebäudes befindet - z.B. spezielle Pellets-Erdlager - sind möglich. Des Weiteren kommen bei Pelletsheizungen auch
Kombinationen aus Förderschnecken und Saugsystem zum Einsatz.
Ein besonderes Entnahmesystem stellt der sog. Pellet Maulwurf (Markenbezeichung Sonnen-Pellet Maulwurf®) dar, welcher sich gerade in den
letzten Jahren einer im Fachhandwerk rasant ansteigenden Beliebtheit und Verbreitung erfreut. Bei diesem System handelt es sich im Grunde um eine Art „mechanischer
Saugkopf“, welcher am Ende des Saugschlauches – er kommt ausschließlich bei Saugsystemen zum Einsatz – angebracht ist und entgegen anderer Systeme die Pellets „von
oben“ aus dem Lager oder Lagerbehälter entnimmt. Der besondere Vorteil dieserPelletsheizung liegt im Verzicht auf die ansonsten üblichen Schrägböden im
Pelletslager bzw. Lagerbehälter. Somit können wesentlich größere Lagermengen, auch in kleinen und/oder niedrigen Räumen realisiert werden. Ein weiterer Vorteil
liegt in der guten Zugänglichkeit, sowie der leisen und stromsparenden Technik. Mit einem Stromverbrauch von nur ca. 5 Wh pro kg zugeführten Pellets (inkl.
Saugturbine), stellt diese Technik das Entnahmesystem mit dem geringsten Stromverbrauch dar. Der Pellet Maulwurf findet vorzugsweise bei Pelletsheizungen im
privaten Wohnungsbau im kleineren bis mittleren Leistungsbereich (bis ca. 30 kW) ideale Anwendungsmöglichkeiten.
Automatische Zündung der Pelletsheizung
Eine moderne Pelletsheizung oder Pelletsofen verfügt über eine automatische Zündung der Pellets. Der Zündvorgang selbst unterscheidet sich bei den
verschiedenen Bauarten von Pelletsheizungen jedoch nur unwesentlich. Vor der eigentlichen Zündung wird jeweils eine definierte Menge an Pellets in den Kessel
eingeschoben bzw. durch die sog. Stokerschnecke (Stoker aus dem engl. für Heizer) in den Kessel oder Ofen hineingefördert. Die Zündung erfolgt - insbesondere bei
einer Pelletsheizung - durch eine Zündpatrone oder ein Heißluftgebläse. In beiden Fällen wird Luft über ein Heizelement geleitet, wobei sie sich in kürzester Zeit
auf Temperaturen von über 300°C erhitzt. Die heiße Luft trifft unmittelbar auf die Pellets welche sich nun innerhalb der Pelletsheizung von wenigen Minuten
entzünden.
Bauarten von Pelletsheizungen
Grundsätzlich lassen sich Pelletsheizungen in zwei unterschiedliche Bauarten untergliedern, die damit gleichzeitig ihr Anwendungsgebiet charakterisieren: Heizungen
und Öfen auf Pellets-Basis.
Pelletsöfen
Pelletöfen sind sog. Einzelraumfeuerstätten, die zur direkten Beheizung des Wohnbereiches bzw. des Aufstellraumes dienen. Pelletsöfen lässt sich nochmals in reine
Warmluftgeräte – welche ausschließlich zur Erwärmung der Umgebungsluft dienen – und Geräte mit Wasserwärmetauscher einteilen. Gerade letztere finden in den letzten
Jahren eine schnell wachsende Beliebtheit, da sie in Verbindung mit einem Heizungs-Pufferspeicher vollständig in das Zentralheizungssystem integriert werden
können. Somit erfolgt die Wärmeabgabe nicht nur an die direkte Umgebungsluft des Gerätes, sondern über den Heizungs-Pufferspeicher zusätzlich auch an das
Heizsystem (z.B. Heizkörper, Fußbodenheizung, Wandheizung), sowie die Warmwasserbereitung. Je nach Größe des Aufstellraumes oder Wärmebedarf des Gebäudes (ob
Bestand oder Niedrigenergie) sollte ein Pelletofen gewählt werden, der eine entsprechende prozentuale Verteilung seiner Wärmeabgabe (Warmluftanteil zu
Wasseranteil) aufweist. Der gängige Leistungsbereich von Pelletsöfen liegt im Bereich von 8kW bis 13kW. Empfehlenswert ist auch eine regelungstechnische Einbindung
des Pelletofens in das Heizungssystem des Gebäudes. Weitere Informationen finden Sie hierzu auf der Pelletsöfen-Seite von Wodtke.
Pellets-Zentralheizungskessel
(Pelletsheizungen), welche in der Regel die komplette Wärmeversorgung des Gebäudes übernehmen. Mit einerPelletheizung kann heute Leistungsbereiche von wenigen
Kilowatt (kW) bis mehreren Megawatt (MW) abgedeckt werden und kommen daher vom Einfamilienhaus über kommunale Anlagen, bis zu gewerblichen Großanlagen und
Pelletskessel-Kaskaden zum Einsatz. Die Pelletsheizung besteht aus einem wasserführenden Wärmetauscher, einem Pelletsbrenner, sowie einer zentralen
Regelungselektronik, welche die Verbrennung und die automatische Brennstoffzuführung der Pelletsheizung steuert.
Zur Regelung der Wärmeabgabe in das Heizungsnetz, sowie der Warmwasserbereitung wird ein Heizungsregler benötigt, der entweder fester Bestandteil der
Pelletsheizung sein kann, oder – je nach gewünschtem Funktionsumfang – separat bestellt wird und das Heizsystem, beispielsweise für den parallelen Betrieb mit
einer Solarthermie-Anlage ständig optimiert.
Brennertechnik eines Pelletkessels
Eine Pelletheizung arbeitet mit unterschiedlichen Techniken der Beschickung: Heute aktuell sind die speziell für die Pelletsverbrennung entwickelte
Fallschacht- oder Pelletsfeuerung, die Unterschubfeuerung, die Quereinschubfeuerung oder der Einsatz eines Walzenrostsystems in Verwendung. Um Effizienz und
Schadstoffgehalt der Abluft zu optimieren steuern moderne Pelletsbrenner die Verbrennung entweder über einen Temperatur- oder Flammraumfühler in Verbindung mit
einer über ein Saugzuggebläse stufenlos regelbaren Verbrennungsluftzuführung oder einer Lambda-Sonde. Die heißen Verbrennungsgase werden über einen Wärmeübertrager
mit manueller oder automatischer Reinigung der Nachheizflächen bzw. Wirbulatoren (auch Turbulatoren genannt) in den Schornstein geführt.
Alle modernenPelletheizungen sind mit einer Rückbrandsicherung ausgestattet, die einen Rückbrand in den Zubring-/Lagerbereich der Pellets unmöglich macht.
Insgesamt sind moderne Pelletsheizungen für einen sehr sicheren, nahezu vollautomatischen Betrieb ausgelegt, sodass lediglich noch regelmäßige Reinigungs- und
Wartungsarbeiten im Abstand von Wochen oder Monaten notwendig sind. Modernste Pellets- Zentralheizungen erreichen sogar Betreuungsintervalle von 1 Mal jährlich und
sind so bereits beinahe so komfortabel wie vergleichbare Öl- oder Gasheizungen.
Brennstofflagerung – Lagerung von Holzpellets
Die Lagerung von Holzpellets wird allgemein durch die Musterfeuerungsverordnung (M-FeuVO), geregelt. Die Musterfeuerungsverordnung, Stand November 1995, wurde zum
Stand Juni 2005 überarbeitet. Die Übernahme der Musterfeuerungsverordnung unterliegt dem Länderrecht. Inhaltliche Detailinformationen bzw. welche Fassung in Ihrem
Bundesland gültig ist, erhalten Sie bei Ihrem jeweiligen Landesinnungsverband (LIV) oder Bezirksschornsteinfegermeister. Holzpellets werden in speziell dafür
ausgerichteten Lagerräumen oder in Lagerbehältern (z. B. industrielle Pelletlager) gelagert.
Holzpellets werden mittels Silowagen angeliefert und in das Pelletslager der Pelletsheizung eingeblasen. Das Silofahrzeug sollte möglichst nahe an die
Befüllstutzen der Pelletheizung heranfahren können. Eine lange Einblasstrecke hat aufgrund der mechanischen Belastung der Pellets während der Befüllung
einen gewissen Abrieb zur Folge. Bei Höhenunterschieden zwischen Fahrzeug und Pelletslager muss besondere Sorgfalt auf die Verbindungsleitungen zwischen Kupplung
und Lagerraum gelegt werden. Der Grund liegt in der erhöhten Luftmenge, die zur Förderung der Holzpellets erforderlich wird, sowie der dadurch zunehmenden
Geschwindigkeit der Holzpellets. Bei der Befüllung desPelletskessels sollte eine notwendige Schlauchlänge von 30 Metern nicht überschritten werden. Sind
längere Schlauchlängen bei Ihrem Pelletkessel zu erwarten, halten Sie bitte Rücksprache mit Ihrem Pelletlieferanten, um dessen technische Möglichkeiten
zu klären. Der Zufahrtsweg muss für Silofahrzeuge geeignet sein. In der Regel ist eine Straßenbreite von mindestens 3 Metern und eine Durchfahrtshöhe von
mindestens 4 Metern erforderlich. Wenn möglich, sollte der Lagerraum der Pelletsheizung an eine Außenmauer angrenzen, da die Einblas- und Absaugstutzen bevorzugt
ins Freie geführt werden sollten. In jedem Fall muss für das Anschließen der Befüllschläuche ein ausreichender Rangierabstand vorgesehen werden.
Wichtig: Wenderadius und Tonnage der Pellets-Fahrzeuge beachten sowie bei einigen Straßen
die Blockadezeit während der Belieferung berücksichtigen. Es muss darauf geachtet werden, dass die Befüllschläuche nicht am Befüllstutzen der Pelletsheizung
abknicken können. Die Anbringung der Befüllkupplungen sollte maximal bis Kopfhöhe erfolgen. Die Zugänglichkeit zum Lager der Pelletsheizung muss sichergestellt
sein, um erforderliche Sichtprüfungen im Vorfeld und während der Pelletsbefüllung durchführen zu können.
Gesetzliche Vorgaben zur Lagerung von Holzpellets
Für die Lagerung von Holzpellets sowie die technische Ausstattung von industriellen Lagerbehältern der Pelletsheizung gibt es in der Bundesrepublik Deutschland
keine entsprechende Norm. Pelletsheizungen mit industriellem Pelletlager haben in den letzten Jahren immer mehr an Marktanteil hinzugewonnen. Die besonderen
Vorteile der industriellen Pelletlager liegen in den technischen Abstimmungsmöglichkeiten zwischen dem eigentlichen Pelletlager, dem Entnahmesystem (z. B.
Förderschnecken oder Saugentnahme und deren regelungstechnischen Ansteuerung) und demPelletkessel sowie den vereinheitlichen Prozessen bei der industriellen
Fertigung. Wer sich für eine Pelletsheizung mit industriellem Lager entscheidet, das nicht direkt vom Kesselhersteller angeboten bzw. geliefert wird, muss darauf
achten, dass der Hersteller der Pelletheizung eine Freigabe für das Lagersystem erteilt hat bzw. die technische Kompatibilität gewährleistet ist.
Industriell gefertigte Holzpelletlager können auf Grund ihrer Konstruktion (z. B. Silos aus Gewebe) atmungsaktiv sein und zu einem Luftaustausch mit dem
Aufstellraum neigen. Holzpellets sind ein Brennstoff, der ökologisch unbedenklich ist und von dem keine primäre Gesundheitsgefährdung ausgeht. Holzpellets können
je nach verwendeter Holzart einen zum Teil sehr starken Eigengeruch entwickeln. Der Grund hierfür liegt in den holzeigenen Aromaten, die durch das
Herstellungsverfahren (Pelletpressen) aktiviert werden. Dieser Geruch lässt in der Regel nach wenigen Wochen nach und verflüchtigt sich.
Energiepreisentwicklung bei Pellets
Die aktuellen Energiepreise des Brennstoffs Holz-pellets im Vergleich zu den fossilen Energieträgern Öl & Gas können sie der Übersicht des DEPV entnehmen:
Der Link zur Grafik über die Energiepreisentwicklung öffnet sich in einem neuen Fenster
Entwicklung der Pelletsheiztechnik
Die Anfänge der Pelletsheizung und Pelletöfen sind in den frühen achtziger Jahren in den USA zu finden. Soweit bekannt, wurde hier die erste Pelletsheizung
zumindest zur Marktreife gebracht. Zugeschrieben wird diese Entwicklung dem Flugingenieur Jerry Whitfield, der zu diesem Zeitpunkt hauptberuflich als Entwickler
von Triebwerken bei Boeing in Seattle tätig war. Die ersten Versuche mit Pellets führen sogar bis in die zwanziger Jahre in den USA zurück, wobei hier noch keine
marktreife Technik entstand. Mit der ersten Ölkrise in den 70er Jahren wurde das Thema Pelletsheizungwieder neu entdeckt. Zwischen 1977 und 1983 wurden mehr
als 20 Pelletsproduktionen in Nordamerika gebaut. Im Nord- und mittleren Westen, in Kanada, Minnesota, Wisconsin und einige im Nordosten der USA. Es dauerte nicht
lange und die nun automatisch arbeitende Pelletsheizung fand eine weite Verbreitung. In Europa waren Schweden und Dänemark die Vorreiter in der Verbreitung der
Pelletsheizung. Erst später folgten Schweden und dann ab Mitte der 90er Jahre Österreich bei Pelletsheizungen. Von Österreich fand die Technik – nicht zuletzt wg.
der extrem schnell steigenden Kosten für Öl und Gas – Ende der 90er Jahre ihren Weg nach Deutschland. Zur Mitte des Jahres 2009 sind bereits über 100.000
Pelletsheizungen in Deutschen Haushalten installiert und die Nachfrage im kommunalen Bereich wächst rasant.
Feuerungstechnik
Die Basistechnik zur Verbrennung von Pellets in einer Pelletheizung lässt sich in drei Feuerungstypen unterscheiden. Unterschub-, Seiteneinschub- und
Fallschachtfeuerung. Welcher Weg für Pelletsheizungen nun der Beste ist, um die Holzpellets in den Pelletskessel einzubringen trägt natürlich in gewissem Maße
ideologische Züge.
Pelletsheizung mit Unterschubfeuerung: Bei der Unterschubfeuerung werden die Pellets über eine Stokerschnecke von der
Seite in den Pelletskessel eingeschoben und am Ende – meist über eine Bogen – um 90° nach oben umgelenkt, so dass sie von unten aus dieser Zuführung herausquellen
und auf einem kreisrunden Brandteller verbrannt werden. Der Vorgang lässt sich bildlich sehr gut wie die Ausbildung eines Maulwurfhügel beschreiben. Die
nachschiebenden Pellets verdrängen langsam das Glutbett nach außen, wo wiederum die Asche der verbrannten Pellets selbstätig in die darunter liegende Aschelade
fällt. Dieses Feuerungssystem kann insgesamt – gerade im kleineren Leistungsbereich der Pelletsheizungen für Ein- und Zweifamilienhäuser – als das am weitesten in
Europa verbreitete bezeichnet werden.
Pelletsheizung mit Seiteneinschubfeuerung: Bei der Seiteneinschubfeuerung werden die Pellets über eine meist horizontal angeordnete Stokerschnecke direkt – d.h.
ohne weitere Umlenkung - auf einen Verbrennungsrost desPelletkessels gefördert. Zur Abführung der Asche wird diese Feuerungstechnik gerne mit mechanischen
Rostreinigungen kombiniert, oder der Verbrennungsrost selbst ist beweglich ausgeführt.
Pelletsheizung mit Fallschachtfeuerung: Bei der Fallschachtfeuerung werden die Holz-Pellets über die Stokerschnecke in einer Steigung nach oben befördert, bevor
sie über einen Fallschacht auf den Verbrennungsrost der Pelletsheizung fallen. Wie bei Pelletsheizungen mit Seiteneinschubfeuerung werden Fallschachtfeuerungen
gerne mit mechanischen Rostreinigungen kombiniert bzw. bei manchen Konstruktionen der Rost zur Selbstreinigung abgeklappt. Wegen seiner kompakten und
platzsparenden Bauweise findet diese Art der Feuerungstechnik nicht nur bei Zentralheizungskesseln Anwendung, sondern insbesondere bei Pelletsöfen im
Wohnbereich.
Bei der Frage ob das eine oder andere Feuerungssystem signifikante Vorteile aufweist bestätigen selbst die zuständigen Prüfinstitute den ausgereiften Stand aller
Systeme. Gerade dem Fachhandwerk für Pelletsheizungen aus demHeizungsbau kann jedoch empfohlen werden, sich im Rahmen der Entscheidungsfindung über die
Zugänglichkeit der Feuerung für Wartungszwecke und über die Häufigkeit der vom Hersteller empfohlenen Wartungsintervalle derPelletheizung – auch einzelner
Bauteile im Feuerraum – zu informieren.
Feinstaub bei der Verbrennung von Pellets
Die EU-Feinstaubrichtlinie, die am 1. Januar 2005 in Kraft trat, schreibt strenge Grenzwerte für die Feinstaubbelastung der Luft vor. Zahlreiche Städte und
Gemeinden können die vorgegebenen Grenzwerte für PM10 nicht einhalten und müssen den Feinstaubausstoß senken. Die Staubkörnchen mit einem Durchmesser von maximal
10 Mikrometern (ein Hundertstel Millimeter) werden für Atemwegs- und Herz-Kreislauferkrankungen sowie Lungenkrebs verantwortlich gemacht. Neben den Belastungen
durch den Straßenverkehr trägt auch jeder Verbrennungsprozess zur Feinstaubbelastung der Städte bei. Bei der Verbrennung von Erdöl, Kohle, Gas oder Holz werden
feinste Partikel gebildet, die über den Auspuff oder Schornstein in die Luft geblasen werden. Seit dem stetig steigenden Einsatz von Holz in Kleinfeuerungs-Anlagen
(Hausbrand) hat die Feinstaubdiskussion zugenommen und die Debatte über das Für und Wider von Holzheizungen (auch Pelletsheizungen) reißt nicht mehr ab. Die
Feinstaubdiskussion muss jedoch sachlich und differenziert geführt werden. Hier darf nicht ein Kamin in dem feuchtes Holz verbrannt wird, mit einer
hochmodernen Pelletsheizung gleichgesetzt werden. Dies ist in der allgemeinen Diskussion häufig noch der Fall. Feinstaub setzt sich aus
unterschiedlichsten chemischen Verbindungen zusammen. Der innerstädtische Feinstaub besteht zu 13 Prozent aus Ruß, etwa dem gleichen Anteil organischer Materie,
Salzen und Erdkrustenmaterial. Dieselmotoren und Ölfeuerungen emittieren zum Beispiel Rußteilchen. Das sind zu kleinen Kügelchen geformte polyzyklische
Verbindungen, die sich in der Umgebungsluft verteilen und deshalb auch Aerosole genannt werden. Feinstaubpartikel entstehen aber auch aus gasförmigen
Vorläufersubstanzen wie Ammoniak, Stickstoffoxiden und Schwefeldioxid aus dem Auspuff oder aus anderen Quellen. Sie tragen als Amine, Nitrate und Sulfate zur
Staubbelastung der Luft bei. Außerdem gibt es so genannte biogene Stäube aus der Natur wie z.B. Pollen. Wie Schweizer Untersuchungsergebnisse zeigen, besteht der
Feinstaub aus automatischen Holzfeuerungsanlagen, wie Pelletöfen und Pelletsheizungen, unter guten Betriebsbedingungen hauptsächlich aus wasserlöslichen Salzen wie
Kaliumchlorid. Die Toxizitäts- und Karzinogenitätsuntersuchen deuten darauf hin, dass die Partikelsalze für den menschlichen Organismus um mehr als den Faktor fünf
weniger schädlich sind als der Dieselruß. Schon heute hält einePelletsheizung von Paradigma die ab 2014 vorgeschriebenen Grenzwerte ein.
Heizwert bei der Verbrennung von Holzpellets
Der Heizwert ist die bei der Verbrennung maximal nutzbare Wärmemenge, bei der es – anders als z.B. beiGasheizungen mit Brennwerttechnik – nicht zu
einer Kondensation des im Abgas enthaltenen Wasserdampfes kommt, bezogen auf die Menge des eingesetzten Brennstoffs. Angegeben wird der Heizwert als
massenbezogener Heizwert z.B. bei Pellets in kJ/kg. Die Dichte der Pellets hat somit einen direkten Einfluss auf den Heizwert der Pelletsheizung. Die
Mindestanforderung an den Heizwert von qualitativ hochwertigen Pellets liegt in Deutschland gemäß dem freiwilligen Zertifizierungszeichen für Pellets,
DINplus, bei einem Wert von = 18 MJ/ kg bzw. = 5,0 kWh/kg (Umrechnung: 1 MJ = 0,278 kWh). Zum Vergleich liegt der Heizwert von Heizöl EL bei 36,0 MJ/l bzw. 10,0
kWh/l. Somit entspricht der Heizwert von 1 kg Bioenergie in Form von Pellets dem von 0,5 Liter Heizöl EL.
Herstellung der Holzpellets für Pelletsheizungen / Pelletieren
Sägemehl und Hobelspäne sind der Rohstoff, aus dem Holzpellets hergestellt werden. Hierbei handelt es sich fast ausschließlich um Nebenprodukte aus der
Holz verarbeitenden Industrie, z.B. den Säge- und Hobelwerken. Andere Rohstoffquellen wie z.B. Schwach- oder Durchforstungsholz oder auch schnellwachsenden
Energiehölzern, spielen in Deutschland bisher eine untergeordnete Rolle. Wirtschaftliche Aspekte werden zeigen, ob und ab wann, diese Rohstoffquellen zur
Pelletproduktion für Pelletsheizungen herangezogen werden. Um eine Tonne Holz- Pellets für Pelletsheizungen zu produzieren, werden zwischen 6 m³ bis 8 m³ Späne
benötigt. Die eigentliche Kunst des Pelletierens besteht darin, den Rohstoff Holz so zu homogenisieren, dass die Presse zu jedem Zeitpunkt einen Rohstoff mit
identischen Eigenschaften verarbeiten kann. Das betrifft vor allem die Holzfeuchte und die Korngröße der Späne. Um eine gleichmäßige Spänequalität mit einer
geregelten Restfeuchte zu garantieren, werden die Späne im Vorfeld mittels eines Band- oder Trommeltrockners auf etwa 8 % bis 12 % Restfeuchte getrocknet.
Holz besteht überwiegend aus den Inhaltsstoffen Lignin und Zellulose. Das Lignin wird beim Pressen durch den mechanischen Druck der Presse – und die dadurch
entstehende Wärme – klebfähig und ummantelt die Zellulosefasern, so dass ohne Zusatz von Bindemitteln pelletiert werden kann. Um die Stabilität und
Abriebfestigkeit der Pellets zu erhöhen, können Presshilfsmittel wie Stärke oder Mehl eingesetzt werden. Zulässig ist ein Zusatz von max. 2 %. In der Praxis werden
jedoch weit geringere Mengen von bis zu 0,5 % zugesetzt.
Der Energiegehalt für die Herstellung und Bereitstellung der Pellets einer Pelletsheizung aus trockenen Sägespänen ist im Vergleich zur Bereitstellung
von Erdgas oder Heizöl gering. So beträgt der Energieaufwand zur Bereitstellung von Pellets für Pelletsheizungen nur 2,7 % der Endenergie, bei Erdgas dagegen 10 %
und bei Heizöl sogar 12 %. Kommen feuchte Sägespäne oder Waldrestholz zum Einsatz, steigt der Energieaufwand aufgrund des höheren Wassergehaltes.
Holzpellets / Pellets für eine Pelletsheizung
Holzpellets sind genormte zylindrische Presslinge aus naturbelassenen Holzspänen, die im holzverarbeitenden
Gewerbe anfallen. Ein Normpellet ist zwei bis fünf Zentimeter lang und hat einen Durchmesser von ca. 6 mm bis 8 mm. Für die Verwendung in einer Pelletsheizung oder
einem Pelletofen haben sich in Deutschland quasi ausschließlich Pellets mit einem Durchmesser von 6 mm etabliert. Pellets mit größerem Durchmesser – meist auch mit
geringeren Anforderungen an die mechanische Festigkeit bzw. Qualität – kommen vorrangig in industriellen Feuerungen zum Einsatz. Pellets haben stark an Bedeutung
gewonnen. Grund dafür sind unter anderem die stetig ansteigenden Preise für Öl und Gas. Derzeit sind in Deutschland mehr als 100.000 Pelletskessel in
Betrieb und die Pelletsheiztechnik erfreut sich wachsender Beliebtheit.
Normung von Holzpellets
Qualitativ hochwertige Pellets für eine Pelletsheizung zeichnen sich durch eine hohe Dichte, eine geringe Restfeuchte und einen geringen Abriebwert aus. Der
Abriebwert wird in einem sogenannten „Ligno-Tester“ durch Beanspruchung mit 70 mbar im Luftstrom über 60 sek. ermittelt und sagt aus, in wieweit die Pellets
mechanischen Belastungen (z.B. während des Transports) standhalten. Diese und weitere Anforderungen an Pellets für Paradigma Pelletsheizungen, die zur Verwendung
in Kleinfeuerungsanlagen bestimmt sind, werden gewährleistet, wenn nach der DINplus hergestellt wird. In dieser Norm sind alle Merkmalsanforderungen festgelegt.
Bei der DINplus handelt es sich um keine DIN Norm im klassischen Sinne, sondern um ein sogenanntes Zertifizierungsprogramm. In dieses Programm bzw. diese DINplus
sind Qualitätskriterien aufgenommen worden, die über die Forderungen der DIN 51731 hinausgehen und die im Wesentlichen aus der ö-Norm M 7135 stammen.
Mittelfristig wird die deutsche Norm für Holzpresslinge – DIN 51731 – durch eine europäische Norm für Pellets abgelöst werden.
Eigenschaften
|
Einheit
|
Anforderungen
|
Durchmesser
|
mm
|
4 unter/gleich d < 10
|
Länge
|
mm
|
unter/gleich 5 x d
|
Rohdichte
|
kg/dm³
|
über/gleich 1,12
|
Wassergehalt
|
%
|
unter/gleich 10,0
|
Aschegehalt
|
%
|
unter/gleich 0,50
|
Heizwert
|
MJ/kg
|
über/gleich 18,0
|
Schwefelgehalt
|
%
|
unter/gleich 0,04
|
Stickstoffgehalt
|
%
|
unter/gleich 0,30
|
Chlorgehalt
|
%
|
unter/gleich 0,02
|
Abrieb
|
%
|
2,3
|
Presshilfsmittel
|
%
|
2,0
|
Pelletsheizungen
Sollen Ein- und Zweifamilienhäuser allein mit Holzpellets beheizt werden, können sogenannte Pelletsheizungen im Heizraum eines Gebäudes installiert werden. Die
Pelletsheizung ist über eine Förderschnecke oder ein Saugsystem mit einem Lagerraum oder Lagerbehälter (z.B. Gewebesilo) verbunden, aus dem die Pellets automatisch
zur Pelletsheizung transportiert werden. Dabei ist der Lagerraum im Idealfall so konzipiert, dass er nur einmal im Jahr aufgefüllt werden muss. Eine Beschickung
von Hand entfällt hierdurch völlig, wodurch die automatische Pellets-Heizung in Bezug auf ihren Bedienkomfort ohne weiteres mit herkömmlichen Ölheizungen
konkurrieren kann.
Anstelle der Förderschnecke kann wahlweise auch eine Pelletsheizung mit Saugaustragung gewählt werden. Die Austragung der Pellets durch eine Saugförderung hat den
Vorteil, dass der Lagerraum der Pellets nicht zwangsweise im Nachbarraum liegen muss, sondern sich auch in größerer Entfernung (bis zu 20 m) und nicht unbedingt
ebenerdig zum Heizraum befinden kann. Dadurch können z.B. auch Erdtanks im Garten als Lagerraum für die Pelletheizung genutzt werden. Die Menge der
zugeführten Pellets wird bei modernen Geräten durch eine mikroprozessor- gesteuerte Regelung der erforderlichen Leistung der Pelletsheizung angepasst.
Im Gegensatz zu den Einzelöfen, bei denen die Abgabe von Strahlungs- und Konvektionswärme zur Beheizung des Wohnraumes erwünscht ist, sind die Zentralheizungen zur
Reduzierung von Abstrahlungsverlusten vollständig wärmegedämmt. Pufferspeicher sind bei der Installation von Pelletsheizungen nicht zwingend notwendig. Durch den
Einbau eines Pufferspeichers ist es jedoch möglich, die Zahl der Brennerstarts zu reduzieren und den Kessel weitestgehend im Volllastbetrieb laufen zu
lassen. Dies erhöht den Wirkungsgrad und reduziert die Emissionen der Verbrennung. Gerade für Gebäude mit einem niedrigen Wärmebedarf wie einem Niedrigenergie-
oder Passivhaus ist der Einbau eines Pufferspeichers sehr empfehlenswert. Insgesamt gesehen erhöht der Einbau eines Pufferspeichers den Komfort der
Pelletsheizung enorm. Des Weiteren kann über einen Pufferspeicher eine Solaranlage zur Heizungsunterstützung optimal in das Heizsystem mit einer
Pelletsheizung eingebunden werden.
Pellet-Einzelöfen haben eine Leistung bis ca. 11 kW und werden hauptsächlich zur Beheizung einzelner Wohnräume oder in Kombination mit anderen Heizsystemen wie zum
Beispiel thermischen Solaranlagen eingesetzt. Pelletsöfen besitzen einen vom Brennraum abgetrennten Vorratsbehälter, der in regelmäßigen Abständen von
Hand befüllt werden muss. Der Behälter ist so ausgelegt, dass der Vorrat für eine Brenndauer zwischen 24 und 100 Stunden ausreicht.
Treibhauseffekt / CO2-Bilanz bei der Verfeuerung von Holz-Pellets
Pelletsheizungen sind im Gegensatz zu fossilen Energieträgern CO2-neutral (Kohlenstoffdioxid). Das bedeutet, dass bei der Verbrennung der Pellets die Menge an
Kohlenstoffdioxid (CO2) freigesetzt wird, die der Baum zuvor beim Wachsen aufgenommen hat (geschlossener Kohlenstoffkreislauf). Bei der Verbrennung von fossilen
Energieträgern wird dagegen Kohlenstoffdioxid freigesetzt, das seit Millionen von Jahren gespeichert ist. Diese Freisetzung führt zu einer Erhöhung des
CO2-Gehaltes in unserer Atmosphäre und ist maßgeblich für den anthropogenen Treibhauseffekt verantwortlich. In einem Einfamilienhaus kann beispielsweise durch das
Umstellen von einer Heizöl- auf eine Pelletsheizung der CO2-Ausstoß um rund 5 t/a reduziert werden (bzw. 2,5 t/a bei Austausch einer Gasheizung).
Natürlich bezieht sich die CO2-Neutralität der Pelletsheizungen lediglich auf den Verbrennungsprozess. Im Vergleich zu fossilen Energieträgern wie Öl und Gas sind
die Schadstoffemissionen gering. Der Energieaufwand für die Herstellung liegt bei nur rund 2,7 Prozent des Gesamtenergiegehalts der Holz-Pellets.
Umweltverträglichkeit von Holzpellets & Pelletkesseln
Pelletsheizungen werden mit kleinen Holzpresslingen beheizt, die aus Resthölzern der holzverarbeitenden Industrie hergestellt werden und frei von chemischen
Bindemitteln sind, CO2-neutral verbrennen und auch auf lange Sicht in ausreichendem Maße zur Verfügung stehen.
Alle Pelletsheizungen von Paradigma wurden im Oktober 2007 mit dem Umweltzeichen „Blauer Engel“ ausgezeichnet. Sie halten damit schon heute den ab 2014 über die
Bundesimmissionsschutz-Verordnung vorgeschriebenen Grenzwert von 20 Milligramm pro Kubikmeter Abgas für neu installierte Anlagen ein. Somit müssen Paradigma
Hightech-Pelletkessel selbstverständlich auch nicht mit dem aktuell diskutierten Russpartikelfilter nachgerüstet werden.
Unterschubfeuerung bei Pelletsbrenner
Bei der Unterschubfeuerung werden die Pellets mittels einer Förderschnecke von unten in einen Brennteller gedrückt, verbrennen dort und die übrig bleibende Asche
fällt über den Tellerrand in den darunterliegenden Aschebehälter des Pelletskessels.
Verbrauch einer Pelletsheizung
Der Pelletsverbrauch ist von vielen verschiedenen Faktoren abhängig. Wärmebedarf und Dämmstandard des Gebäudes, persönliches Komfortempfinden sowie dem
Warmwasserbedarf. Grundsätzlich ist die Kombination mit einer Solaranlage – insbesondere zur Heizungsunterstützung – besonders empfehlenswert, da
hierdurch das Starten und Aufheizen der gesamten Pelletsheizung, in den Sommermonaten meist nur zur Warmwasserbereitung, weitgehend verhindert werden kann. Des
Weiteren werden allgemein die notwendigen Kesselstarts der Pelletsheizung minimiert und jeweils weiter in die Übergangszeiten verlegt. Als Durchschnittswerte
können folgende Verbrauchswerte im privaten Wohnungsbau angenommen werden. Bitte beachten Sie, dass sich im Rahmen von Modernisierungsmaßnahmen (Wärmedämmung der
Fassade, neue Fenster etc.) der Brennstoffbedarf deutlich ändern kann.
Jahresbedarf bei 150 m² Wohnfläche nach Haustyp:
Haustyp Pelletbedarf /Jahr
- Passivhaus 3 kg/m² 450 kg
- 3-Liter Haus 6 kg/m² 900 kg
- KfW-40 Haus 8 kg/m² 1.200 kg
- KfW-60 Haus 12 kg/m² 1.800 kg
- Bestand 44 kg/m² 6.600 kg
Verfügbarkeit des Brennstoffs Holzpellets
Holz ist ein nachwachsender Rohstoff und steht ausreichend zur Verfügung. Aktuell werden nur rund 60 Prozent des jährlichen Zuwachses der deutschen Wälder genutzt,
so dass auch in Zukunft keine Rohstoffknappheit zu befürchten ist. Außerdem muss das Holz keine langen Transportwege zurücklegen. Das Heizen mit Holzpellets
unterstützt darüber hinaus die Binnenwirtschaft und Arbeitsplätze in der Region.
Deutschland verfügt über 11,1 Mio. Hektar Wald - das entspricht 31 % der Gesamtfläche. In den letzten 15 Jahren wuchs die Waldfläche um durchschnittlich 3.500 ha
jährlich an. Die letzte Bundeswaldinventur 2002 zeigte auch, dass Deutschland den größten absoluten Holzvorrat in Europa aufweist. Wir verfügen somit über einen
regional nachwachsenden, ständig verfügbaren Brennstoff des Pelletskessels. Holz steht damit uns und auch kommenden Generationen nachhaltig zur Verfügung und senkt
die Abhängigkeit von ausländischen Rohstofflieferungen. Pelletsheizungen stellen keine Gefahr für den Wald dar, denn:
Biomasse und Holz zur Pelletserzeugung stellt gegenüber den sonstigen energetischen Verwendungszwecken in Deutschland den mit Abstand kleinsten Anteil dar: Von den
(2007) zur Holzenergie verbrauchten rund 52 Mio. m³ Holz sind nur 1 Mio. m³ den Pelletsheizungen zuzuordnen, rund 24 Mio. m³ dem sonstigen privaten Hausbrand (Stückholz, Hackschnitzel, Briketts,
…) sowie etwa 27 Mio. m³ den Heizkraftwerken (Hackschnitzel, Holzreste).
Quelle: Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Umweltschutz (BMELV)
Die in den Sägewerken anfallenden Resthölzer wie Späne und Hackschnitzel sind in Deutschland (auf der Basis einer Rundholznutzung von 70 Mio. m³) in so großen
Mengen verfügbar, dass die heutige Anzahl an Pelletsheizungen (100.000) alleine auf der Basis dieses Sägerestholzes sogar verzehnfacht werden könnte.
Zur Herstellung von DINplus Pellets werden keine Waldrestholzbestandteile wie Wurzeln, Kronen- oder Astmaterial verwendet, die zur Nährstoffversorgung des
Waldbodens besser im Wald verblieben.
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