Holzvergaserkessel

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Prinzip des Holzvergaserkessels

Der Holzvergaserkessel ist ein Heizkessel und zwar eine Variante eines Stückholzkessels.

In Holzvergaserkesseln findet der Prozess der Holzvergasung und räumlich getrennt von der Holzgasverbrennung statt, was eine separate und bessere Steuerung ermöglicht. Im Vergleich zu anderen Festbrennstoffkesseln werden sehr niedrige Schadstoffemissionen und ein sehr hoher Wirkungsgrad erreicht.

Nach dem Prinzip des autothermen Festbettvergasers arbeiten ebenfalls Kohlevergaserkessel und Vergaserkessel, die verschiedene Brennstoffe verwenden können[1] (zum Beispiel Scheitholz, Holzbriketts und Braunkohlenbriketts).

Technik des Holzvergaserkessels[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Das Holz wird dem Verbrennungsraum chargenweise zugeführt und durch die im Betrieb entstehende Verbrennungswärme unter kontrollierter Sauerstoffzufuhr kontinuierlich vergast. Der Kessel ist durch eine Brennerplatte aus feuerfester Keramik in eine Ober- und eine Unterkammer geteilt. In der Oberkammer liegt das Stückholz auf der Brennerplatte geschichtet. Die Oberkammer ist, abgesehen von der Einfüllöffnung, nach oben hin geschlossen.

Wird der Kessel angefeuert, so verdampft durch die Wärme des brennenden Holzes zunächst die im Holz enthaltene Feuchtigkeit, dem Holz wird die Restfeuchte entzogen. Erst danach setzt die Holzvergasung ein. Die leichten Gas-Bestandteile verbrennen bereits oberhalb der Brennerplatte. Die Verbrennungsgase gelangen dann mit den noch unverbrannten Gasbestandteilen durch die auf der Brennerplatte liegende glühende Holzkohle nach unten in eine Brennkammer, wo auch die schwer brennbaren Anteile der Holzgase bei hohen Temperaturen um 1100 °C verbrannt werden. Die Abgase werden schließlich aus der unteren Brennkammer, vorbei an der oberen Brennkammer, bis zum obenliegenden Abgasanschluss geführt.

Als Besonderheit brennt beim Holzvergaserkessels das Brenngut nach unten hin ab und die heißen Verbrennungsabgase sammeln sich im unteren Bereich des Ofens. Ein Ofen dieser Bauart wird Sturzbrandofen genannt.

Nur bei speziellen Naturzugholzvergasern kann der gegebene Zug des Kamins (Kamineffekt) ausreichen, um die heißen Verbrennungsgase entgegen dem natürlichen Auftrieb in die Unterkammer (und schließlich weiter zum Abgasanschluss) zu befördern. In der Regel bedarf es hierzu eines (meist elektrisch angetriebenen) Gebläses. Je nach Bauart befindet sich ein hitzefester Saugzugventilator im Abgasstrom oder ein Druckgebläse in der Frischluftzufuhr. Ohne Gebläse würden sich die heißen Abgase in der oberen Brennkammer stauen und der Ofen ließe sich nicht anfeuern. Im Betrieb würde der Kamineffekt von Menge und Gasdurchlässigkeit der Brennraumfüllung beeinflusst und der Luftdurchsatz wäre damit schwer zu regeln.

Wie bei jedem Ofen zur Holzverbrennung teilt sich die Zufuhr der Verbrennungsluft in Primär- und Sekundärluft. Die Primärluft wird der Oberkammer zugeführt, mit ihr wird die Vergasung und damit die Kesselleistung gesteuert. Die Sekundärluft wird dem Holzgas in der Unterkammer zu dessen vollständiger Verbrennung zugeführt. Die Regelung der Primär- und Sekundärluftzufuhr erfolgt getrennt.

Die Luftmengen werden je nach Hersteller und Bauart manuell eingestellt oder elektronisch geregelt. Bei Kesseln mit elektronischer Regelung werden entweder nur der Saugzugventilator bzw. das Druckgebläse drehzahlgeregelt oder zusätzlich auch die Menge der Sekundärluft geregelt, wobei der Restsauerstoffgehalt der Abgase permanent mit einer Lambdasonde gemessen werden muss.

Wie alle Holzheizkessel benötigt auch ein zur Wassererwärmung dienender Holzvergaserkessel eine Rücklaufanhebung zur Vermeidung der Bildung aggressiver Kondensate und Teerablagerungen bei Rücklauftemperaturen unter 55 °C. Wie alle Feststoffbrennkessel ist er zudem mit einer thermischen Ablaufsicherung zu versehen.

Pufferspeicher[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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Holzkessel mit mehr als 4 kW Leistung bedürfen in Deutschland nach der Bundesimmissionsschutzverordnung (BImSchV) eines Puffers. Dadurch verringern sich die Emissionen, da es die Zwischenspeicherung der erzeugten Wärme erlaubt, den Kessel stets bei Nennlast, also im optimalen Betriebszustand, zu betreiben. Ebenfalls erhöht sich der Komfort, da der Kessel nicht ständig angefeuert bleiben muss, sondern nur bedarfsweise zum Aufheizen des Pufferspeichers in Betrieb genommen wird. Die Puffergröße nach BImSchV sowie nach den Förderrichtlinien der BAFA muss mindestens 55 l je kW Kesselleistung und 12 Liter je Liter Füllschachtvolumen betragen.[2] Vorzugsweise sollte sie oberhalb 75 l je kW Kesselleistung und 17–20 Liter Puffer je Liter Füllschachtvolumen liegen. Auch die Kesselleistung sollte nicht zu klein gewählt werden, um vernünftige Pufferaufheizzeiten zu erreichen und im Hochwinter ausreichend Heizleistung zu erzeugen, während zugleich Puffer aufgeheizt wird. Als Richtwert sollte auf die Leistung eines Öl-/Gaskessels nach herkömmlicher Berechnungsart 50 % aufgeschlagen werden. Dieser Richtwert gilt nur für handbeschickte Holzvergaserkessel.

Förderungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Deutschland: Das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) gibt für den Einbau von bestimmten Scheitholzvergaserkesseln und anderen Biomassebrennern Zuschüsse. Daneben sind über die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) an entsprechende Bedingungen geknüpfte zinsgünstige Kredite erhältlich. Auch Länder und Kommunen bieten gelegentlich einschlägige Fördermittel an.

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. http://atmos-zentrallager.de/produkte/atmos-kc-kohlevergaser
  2. bafa.de