Die Verfeuerung von nachwachsenden Brennstoffen ist durch die hohe CO₂-Emissionsbelastung und durch die Endlichkeit von fossilen Brennstoffen wie Oel oder Gas ein Gebot der Stunde.

Es werden zwar aufwändige Pellets- und Hackschnitzel-Anlagen zur Verfeuerung von Holzabfällen bereits eingebaut, jedoch werden wertvolle oel- oder gasbeheizte Kesselanlagen aus Platzgründen ausgebaut und verschrottet.

Es sind dann hohe Investitionskosten für eine völlig neue Heizzentrale mit neuer Kaminanlage erforderlich. Heizkesselanlagen weisen eine Laufzeit von ca. 20–30 Jahren auf. Der vorzeitige Ausbau einer funktionsfähigen Oel-/Gasanlage vernichtet somit volkswirtschaftliches Vermögen.

Bei momentanen Engpässen in der Pelletsversorgung oder bei Anlagenausfällen ist die Wärmeversorgung der Gebäude in Frage gestellt.

An den Oel- oder Gas-Heizkessel (1) wird der Vorbau-Abgassammler (2) statt einer normalen Brennerplatte angeschraubt und der DIN Oel- oder Gasgebläsebrenner mit automatischer Luftklappensteuerung (4) so angebracht, dass die Oel- oder Gasflamme vor der Umstellung in der Brennkammer ausbrennt und die volle Kesselheizleistung damit erreicht wird.

Der Vorbau-Abgassammler (2) ist über den Abgaskanal mit der Regelklappe (12) mit der handelsüblichen doppelwandigen Pellets-Brennkammer (5) oder mit der Glühkörper-Brennkammer (6) verbunden. Über die Nachschaltheizfläche des Oel- oder gasheizkessels (1) werden die Festbrennstoff-Abgase von ca. 900°C auf ca. 100°C abgekühlt.

Zur Überwindung der rauchgasseitigen Widerstände im Festbrennstoff-Oel-Gas-Heizkessel (1) und im Vorbau-Abgassammler (2) sowie im Abgaskanal mit Regelklappe (12) ist im Rauchgas-Anschluss des Heizkessels (1) der stufenlos regelbare Rauchgas-Ventilator (7) mit der Rauchrohr-Sperrklappe (8) mit dem Stellmotor mit Federrücklauf (9) eingebaut.

Bei alternativem Verbrennungsbetrieb wird durch die Verbrennungs-Zuluftklappe (18) und bei parallelem Verbrennungsbetrieb der Verbrennungsluft-Ventilator (24) zur Sicherstellung einer guten Verbrennung in der Holz- oder Pellets-Brennkammer (5) oder in der Glühkörper-Brennkammer (6) hinzugeschaltet.

Über die Regeleinheit mit Unterdruckregler und Sicherheitsabschaltung (10) wird der Anlage-Unterdruck bei allen Betriebszuständen so gehalten, dass eine optimale Verbrennung gewährleistet ist und dass bei paralleler Verbrennung der System-Unterdruck das Zurückströmen von unverbranntem Oel- oder Gasnebel zu den Festbrennstoff-Anlageteilen absolut verhindert.

Bei der Verbrennung von trockenem Holz oder Pellets und bei leichtem Heizoel EL und bei Erdgas H ergeben sich folgende technische Daten: Holz trocken Heizoel EL Erdgas H Taupunkt der Abgase je nach Luftzahl 45° 40° 50° Verbrennungstemperatur 800°C 1.200°C 1.200°C Zündtemperaturen 200–300°C 245°C 650°C Rauchgasmenge 4,8 m³/kg 11,8 m³/kg 10,9 m³ CO2 max. 20% 15,50% 12,0 Vol% Luftbedarf 4,1 m³/kg 11,2 m³/kg 9,8 L min. Heizwert 4,337 kWh 11,709 kWh 10,5 kWh

Diese Werte sind die theoretischen Werte nach dem Recknagel-Taschenbuch für Heizungs- und Klimatechnik, Jahrgang 92/93, Seite 146–183 . Die Praxiswerte liegen darunter.

Diese Daten zeigen, dass mit dem Oel- oder Gas-Heizkessel (1) und dem Vorbau-Abgassammler (2), mit Glühkörper-Brennkammer (6) und Anbaugeräte auch bei den verschiedenen Brennstoff-Eigenschaften der Alternativbetrieb sowie auch der Parallelbetrieb mit der vollen Heizkesselleistung realisierbar ist.

Bei geringerem Heizwert der nachwachsenden Brennstoffe z. B Holz mit ca. 4,337 kWh je kg gegenüber von Heizoel EL mit 11,709 kWh je kg und der Rauchgasmenge bei Holz von 4,8 m³/kg und bei Oel EL 11,8 m³/kg ergibt sich eine Erhöhung der Rauchgasmenge von ca. 20% bei Holz- oder Pelletsbetrieb.

Da jedoch die Verbrennungstemperatur mit 1.200°C bei Oelbetrieb auf 800°C bei Holz- oder Pelletsbetrieb sinkt, ist auch die Abgas-Temperatur und damit das &Dgr;t der Nachschalt-Heizkessel-Heizfläche mit einer Leistungsminderung verbunden. Diese wird jedoch durch die zusätzliche Heizfläche der Glühkörper-Brennkammer (6) oder der handelsüblichen Holz-Pellets-Brennkammer (5) und über die höhere Rauchgas-Geschwindigkeit der größeren Rauchgasmenge im Oel- oder Gas-Heizkessel (1) ausgeglichen, so dass auch bei reinem Holz- oder Pelletsbetrieb die erforderliche Kessel-Heizleistung erreicht wird.

Bei parallel oder alternativen Brennstoffbetrieb wird die Leistung der einzelnen Brennstoffe auf die Gesamt-Kesselleistung abgestimmt. Da für die Lagerung von nachwachsenden Brennstoffen die 4-fache Platzkapazität gegenüber dem Heizoel benötigt wird, ist es bei diesem System möglich, den Brennstoff-Anteil auf die örtlichen Gegebenheiten abzustimmen.

Die unterschiedlichen Eigenschaften wie Heizwerte, Zündtemperaturen und die Abgas-Massenströme und die Taupunkte und Abgastemperaturen sowie die bei der Verbrennung entstehenden Flammen-Temperaturen ermöglichen eine Nachverbrennung der bei der Verbrennung der nachwachsenden Brennstoffe entstehenden Schadstoffe.

Dies wird über das Glühmischrohr mit dem Trennblech (19) in dem Abgassammler (2) in der Form erreicht, dass die Abgase der Festbrennstoffe an die Oel- oder Gasbrennflamme mit ca. 1.200°C zur Nachverbrennung herangeführt werden.

Die Russpartikel werden bereits vorher im Rauchgasfilter (22) festgehalten. Der hierbei entstehende Druckverlust wird über den stufenlos regelbaren Rauchgas-Ventilator (7) und über die Regeleinheit mit Unterdruckregler und Sicherheitsabschaltung (10) ausgeglichen, so dass keine Beeinträchtigung der Verbrennungsvorgänge erfolgt.

Die Vorteile der Festbrennstoff-Oel-Gas-Heizkessel-Anbaugeräte sind gegenüber den heute üblichen Heizkessel-Anlagen dadurch gegeben, dass bestehende Oel- oder Gas-Kesselanlagen auch bei der Verbrennung von nachwachsenden Brennstoffen weiterhin mit Oel oder Gas betrieben werden können.

Die für die Verbrennung von nachwachsenden Brennstoffen erforderlichen Heizkessel-Anbaugeräte sind reine Zusatzeinrichtungen, wobei nur die handelsübliche Holz- oder Pellets-Brennkammer (5) oder die Glühkörper-Brennkammer (6) ohne die sonst erforderlichen Nachschalt-Heizflächen benötigt werden.

Da zur Bevorratung der Fest-Brennstoffe der 4-fache Raum gegenüber Heizoel erforderlich ist, reicht oft der vorhandene Platz zur Brennstoff-Einlagerung nicht aus. Durch die neue Anlagentechnik kann der prozentuale Fest-Brennstoff-Bedarf den örtlichen Räumen angepasst werden.

Es werden keine baulichen Veränderungen der vorhandenen Kaminanlage oder größere Heizzentrale-Umbauten erforderlich. Bei Störungen oder bei Lieferschwierigkeiten oder auch bei aktuell überhöhten Preisen einer Brennstoffart ist die automatische Umschaltung auf den anderen Brennstoff möglich. Bei entsprechender Leistungserfassung kann mit jeder der vorgesehenen Brennstoffarten eine 100%ige Kessel-Heizleistung erreicht werden, so dass auch dann eine 100%ige Betriebssicherheit gegeben ist.

Die Auslegung der Kesselanlage nach DIN wird in Abhängigkeit von der Auslegungs-Aussentemperatur von zum Beispiel – 12°C festgelegt, die in der Regel nur an wenigen Tagen erreicht wird. Diese tiefen Aussentemperaturen können dann mit Oel- oder Gasbetrieb abgefahren werden.

1

Oel- oder Gas-Heizkessel

2

Vorbau-Abgassammler

3

Brennerplatte mit Schwenkeinrichtung

4

DIN Oel- oder Gas-Gebläsebrenner

5

Handelsübliche Holz- oder Pellets-Brennkammer

6

Glühkörper-Brennkammer

7

Stufenlos regelbarer Rauchgas-Ventilator

8

Rauchrohr-Sperrklappe

9

Stellmotor mit Federrücklauf

10

Regeleinheit mit Unterdruckregler und Sicherheitsabschaltung

11

Brennstoff-Regelautomatik

12

Abgaskanal mit Regelklappe

13

Kesselkreislaufleitung mit Umwälzpumpe

14

Bimetall-Temperaturregler

15

Oel- oder Gas-Anheizbrenner

16

Glühkörper mit Glührost

17

Drehkammer-Zylinder mit Elektrostelleinrichtung

18

Verbrennungs-Zuluftklappe

19

Glühmischrohr mit Trennblech

20

Brennstoffeinfüllklappe mit Endschalter

21

Anheizbrenner Abgasleitung

22

Rauchgasfilter

23

Verbrennungs-Luftrohre mit Ausströmdüsen

24

Verbrennungsluft-Ventilator

25

Einbaukörper mit Verbrennungsluftdurchlässe

26

Pellets-Einfüllbehälter

27

Asche-Auffangbehälter

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

• - Recknagel-Taschenbuch für Heizungs- und Klimatechnik, Jahrgang 92/93, Seite 146–183 [0011]