Was ist ein Holzpellets-Brennwertkessel?

Pelletskesssel mit Brennwerttechnik im Keller

In meiner kleinen Reihe zum Thema Brennwerttechnik geht es mir heute um einen ganz speziellen Brennwertkessel – einen, der Holz verfeuert. Wie der Holz-Brennwertkessel aufgebaut ist und wie er Holz zu Wärme macht, steht hier.

Aufbau- und Funktionsweise

Die Holzpellets lagert der Kesselbetreiber zum Beispiel in einem extra dafür vorgesehenen Lagerraum. Alternativ wären Pelletslagersysteme im Heizungsraum. Mit unterschiedlicher Transporttechnik, zum Beispiel Sauggebläse oder Förderschnecke, auf jeden Fall aber vollautomatisch, werden die Pellets vom Lager zum Brennwertkessel befördert. In dessen Brennkammer werden sie entzündet und verbrennen dort. Auch die Verbrennung geschieht automatisch. Ein elektrisches Sauggebläse regelt selbständig die dafür nötige Luftzufuhr. Das dank der Verbrennungswärme und Abluftwärme erhitzte Heizwasser schickt der Brennwertkessel in den Heizkreislauf. Das erkaltete Rücklaufwasser wird ihm wieder zugeführt, das er dann aufs Neue erhitzt.

Den typischen Aufbau eines Holzpellets-Brennwertkessels kann man folgender Grafik entnehmen, die einen Schnitt durch den Pelletkessel PELEO OPTIMA von Hersteller Paradigma zeigt, der mit Brennwerttechnologie arbeitet:

Das Innenleben eines Holzpellets-Brennwertkessels - hier der PELEO Optima von Hersteller Paradigma. Grafik: Paradigma

Das Innenleben eines Holzpellets-Brennwertkessels – hier der PELEO Optima von Hersteller Paradigma. Grafik: Paradigma

Die einzelnen Bauteile sind schnell erklärt:

  1. Hier werden die Pellets antransportiert: Über die sogenannte Pelletzuführung 01, die mit einem Vakuumsaugsystem arbeitet, gelangen die Holzpellets in den etwa 50 Liter fassenden Zwischenbehälter (03).
  2. Bedienen lässt sich der Holz-Brennwertkessel über das Touch-Display 02.
  3. Der Zwischenbehälter nimmt etwa 32 Kilogramm Holzpellets auf und lagert sie zwischen, so dass sie dosiert an die Brennkammer weitergegeben werden können.
  4. Die Unterdruckmessung 04.
  5. Die geprüfte Rückbrandsicherung 05 verhindert, dass sich der Verbrennungsprozess rückwärts bis zum Pelletlager „fortfrisst“.
  6. Auf dem Multisegment-Brandteller 06 findet die Verbrennung statt. Dort landen die Holzpellets, die aus dem Zwischenbehälter 03 angeliefert wurden.
  7. Das, was an Asche anfällt, fällt in die Komfort-Aschebox, die 13,9 Liter beziehungsweise 7,5 kg (mit Verdichtung) fasst.
  8. Der Austrag der Asche funktioniert automatisch über das gleichnamige Bauteil: die automatische Ascheaustragung 08.
  9. Gezündet wird die Verbrennung mit Hilfe der E-Zündung mit Glühstab 09 (nur 250 Watt Leistung).
  10. Das Flammrohr 10 besteht aus Feuerfestbeton.
  11. Der Edelstahl-Brennwertwärmetauscher 11 mit bis zu 107,3 Prozent Wirkungsgrad überträgt die Verbrennungswärme auf das Heizwasser.
  12. Die Edelstahl-Brennkammer 12 sorgt für die optimale Verbrennungstemperatur des Brennwertkessels.
  13. Der Brennraumsensor 13 überwacht den Verbrennungsprozess in der Brennkammer.
  14. Der hier beispielhaft gezeigte Brennwertkessel verfügt über eine vollautomatische Wärmetauscherreinigung 14, die sowohl mechanisch als auch mit Wasser funktioniert.
  15. Über den Wartungs- und Reinigungszugang lässt sich einfach auf das Innenleben des Brennwertkessels zugreifen.

Wie kommen Nutzungsgrade von mehr als 100 Prozent zustande?

Ein herkömmlicher Heizkessel (auch Standardkessel genannt) kommt auf Nutzungsgrade um die 70 Prozent. Niedertemperaturkessel schneiden da schon besser ab: Ihr Nutzungsgrad liegt bei etwa 85 Prozent.

Um den Wirkungs- beziehungsweise Nutzungsgrad der Heizkessel zu berechnen, greift man auf den sogenannten Heizwert zurück: Der informiert darüber, wie viel Energie theoretisch bei der Verbrennung von Erdgas erzeugt werden könnte. Ein Heizkessel, der den Erdgaswert schafft, hat damit 100 Prozent Effizienz. Allerdings geht bei den vorgenannten Systemen die Wärmeenergie, die in den Abgasen der Verbrennung steckt, über den Schornstein ungenutzt verloren.

Da ein Brennwertkessel diese Abgaswärme jedoch nutzt, kommt er mitunter auf höhere Nutzgrade als 100 Prozent. Je nach Systemtemperatur der Wärmeverbraucher erhöht sich der Wirkungsgrad dank Brennwerttechnik um bis zu 15 Prozent. Bei Pelletheizungen mit einem Wirkungsgrad von etwa 92 Prozent steigert die Brennwerttechnik diesen beim hier beispielhaft angeführten Paradigma-Holzpellet-Brennwertkessel entsprechend auf 107,3 Prozent.

Würde man statt des Heizwerts den Brennwert zur Berechnung der Nutzungsgrade heranziehen, käme man bei Brennwertkesseln auf Werte zwischen 94 und 96 Prozent. Der Brennwert ergibt sich nämlich aus der gesamten Energie, die bei der Verfeuerung erzeugt wird: Der Brennwert ist demnach gleich der Summe aus Verbrennungswärme (Nutzwärme) plus Kondensationswärme aus den Abgasen (Abwärme).

Die folgende Grafik verdeutlicht das Ganze noch einmal:

Dank Brennwerttechnik erhöht sich der Wirkungsgrad eines Brennwertkessels um bis zu 15 Prozent. Grafik: Paradigma

Dank Brennwerttechnik erhöht sich der Wirkungsgrad eines Brennwertkessels um bis zu 15 Prozent. Grafik: Paradigma

Warum sagt man, dass ein Holzpellets-Brennwertkessel CO2-neutral arbeitet?

Diese Aussage beruht auf dem Fakt, dass Holz, also auch zu Pellets verarbeitetes Holz, bei der Verbrennung Sonnenenergie freisetzt, die es während des Wachstums mit Hilfe der Photosynthese als Biomasse gespeichert hat. Das dazu benötigte Kohlendioxid wird teils als Kohlenstoff gespeichert und teils als Sauerstoff freigesetzt. Beim Verbrennen der Holzpellets wird der gebundene Kohlenstoff wieder an die Atmosphäre abgegeben. Es entsteht infolge der Verbrennung genau so viel CO2, wie der Baum in seiner Wachstumsphase aus der Atmosphäre aufgenommen hat. Da sich nach dieser Denkweise CO2-Aufnahme und CO2-Abgabe die Waage halten, spricht man von einer CO2-Neutralität der entsprechend arbeitenden Verbrennungs-Geräte. Zur Kritik an dieser Denkweise habe ich bereits hier in meinem Blogpost „Wie klimaneutral ist das Heizen mit Holz?“ etwas geschrieben.

Vor- und Nachteile eines Holz-Brennwertkessels

Den im Vorgeschriebenen bereits angeklungenen Vorteilen, die ein Holz-Brennwertkessel bringt, darunter:

  • hohe Effizienz mit Nutzungsgraden größer 100 Prozent,
  • CO2-neutrale Verbrennung,
  • preiswerter Brennstoff: Holzpellets kosten bis zu einem Drittel weniger als Heizöl und –gas
  • und vollautomatischer Betrieb,

stehen auch einige Nachteile gegenüber. Dazu zählen:

  • der hohe Anschaffungspreis
  • die zu entsorgende Aschemenge
  • der Platzbedarf für Brennwertkessel und Holzpelletsvorrat
  • die Einrichtung eines aufwändigen Systems zur Brennstoffzufuhr
  • die Geruchsbelästigung, die das Verfeuern von Holzpellets verursacht.

Grafiken: Paradigma

Darf’s ein bisschen mehr sein? Passend zum Thema:

  • Was ist eigentlich eine Brennwertheizung?

  • Was ist, wenn die Solaranlage den Takt angibt?

  • Wie sieht der Heizungsmarkt der Zukunft aus?
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3 Kommentare zu “Was ist ein Holzpellets-Brennwertkessel?”

  1. Dipl.-Ing. Axel Creifelds

    Hallo,
    hier wird über Konjunktive auf Grundlage von Hersteller-Labordaten berichtet, die praktisch absolut nicht erreichbar sind.

    Wie wenig solche Verkaufsofferten tatsächlich wertvoll sind, zeigt aktuell der VW-Skandal und die gegenwärtige Diskussion hinsichtlich der Verbrauchskosten bei PKW´s.

    Als objektiver Enegieeffizienz Experte, TGA Planer und Gutachter, lasse ich mich selbstverständlich überzeugen, allerdings nur mit ingenieursmäßig nachprüfbaren Fakten praktischer Anwendungen.
    Alles andere ist Verkaufsgedünkel, um Naive über den Tisch zu ziehen.

    v.G.

  2. Daniel Jansen

    Kommen ausser Dampfplaudereien und Verunglimpfungen auch mal konstruktive Beiträge vom Forentroll? Oder dürfen wir uns hier dauerhaft auf diesen geistigen Dünnsch… einstellen??
    Ist ja mal amüsant wie sich jemand hier öffentlich selbst zerlegt, lächerlich macht und merkt es scheinbar noch nicht mal.
    Aber dafür ist dieser Blog glaube ich nicht gemacht.

    Sonnige Grüsse

    Daniel Jansen

    1. Dpil.-Ing. Axel Creifelds

      Hallo Herr Jansen,

      wie schon an anderer Stelle bemerkt: Wer schreit hat Unrecht.
      Unflätigkeiten und Pöbeleien, weil fachliche Argumente ausgehen, helfen da sicherlich wohl kaum weiter.
      Ich bin nun mal kein fachunkundiger Bauherr oder Interessent, der sich mit bunten Werbeversprechungen beeindrucken lässt 😉

      Frau Brumme hat von Nutzungsgraden > 100% berichtet (Anlagenaufwandszahl < 1).
      Das lässt sich bestenfalls auf einem Laborversuchsstand für einen sehr differenzierten Zeitpunkt realisieren (Minuten), keinesfalls im praktischen Betrieb innerhalb einer Jahresbilanz.
      Letzters wäre Nobelpreis verdächtig.
      Wo sind jetzt Ihre praktischen Messergebnisse, welche obige Annahme bestätigen?
      Auch hier wieder keine?
      Ein Schelm, wer hierbei Böses denkt 😉

      v.G.

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