Der finale Trick mit dem Strom

Ein Kessel der «UTSD»-Reihe für Hackschnitzel und Pellets mit Partikelfilter von Oekosolve. Bild: Schmid Energy Solutions

Heizung.  Plötzlich war sie vor einigen Jahren da, die Erkenntnis, dass auch ein Holzofen Feinstaubpartikel ausstösst und die Luft auf gefährliche Weise verunreinigt. Mittlerweile müssen auch kleinere Holzheizungen strikte Grenzwerte einhalten, und sie können das auch.

Es ist schon etwas mehr als zwei Jahre her, dass die Vorschriften zum Heizen mit Holz angepasst wurden. Am 1. Juni 2018 ist die revidierte Luftreinhalte-Verordnung (LRV) in Kraft getreten. Und seit dem 1. Juni 2019 muss sie überall eingehalten werden. Das betrifft auch Holzfeuerungsanlagen und vor allem solche, die eine Feuerungswärmeleistung (FWL) von bis zu 70 Kilowatt (kW) aufweisen – also die Anlagen, die davor noch nicht überprüft wurden.

Das gilt es einzuhalten

In der Zwischenzeit haben die Anbieter von Holzheizungen ausreichend Erfahrung mit der Umsetzung der neuen LRV gemacht. Da noch vor Kurzem immer wieder über die Feinstaubentwicklung in der Luft ausgiebig in verschiedenen Kreisen diskutiert wurde, lohnt es sich, diesen Aspekt genauer zu betrachten. Gerade in Ballungsgebieten ist die Empfindlichkeit diesbezüglich stark, da der Rauch beim Anfeuern einer Holzheizung durchaus sichtbar ist.

Von Terence Iseli von der Iseli Energie AG in Wauwil LU ist zu erfahren, dass neu der bisherige Grenzwert für Kohlenmonoxid-Ausstoss (CO) nach drei Feuerungskategorien differenziert wird. Gleichzeitig werden für die gleichen Kategorien Feststoffgrenzwerte eingeführt (Staubpartikel in der Abluft – Feinstaub). Das ergibt für Heizanlagen mit einer FWL bis 70 kW in den drei Kesseltypen folgende Grenzwerte:

  • Handbeschickte Holzkessel Feststoff 100 mg/m3, CO 2500 mg/m3
  • Schnitzel und Pelletkessel, naturbelassenes Holz Feststoff 50 mg/m3, CO 1000 mg/m3
  • Alle Kessel mit Restholz/Einwegpaletten Feststoff 50 mg/m3, CO 1000 mg/m3

Diese Anlagen haben alle vier Jahre eine Abnahmemessung zu bestehen, diejenigen mit einer Leistung über 70 kW alle zwei Jahre. Bis 500 kW dürfen alle drei Kesseltypen einen Ausstoss an Feststoffen von 50 mg/m3 und an CO von 500 mg/m3 erreichen.

Unterschiedliches Brennmaterial

«Die Erfahrung hat gezeigt, dass der CO-Wert bei den Anlagen kein wirkliches Problem darstellt», sagt Niklaus Rieben von Schmid Energy Solutions in Eschlikon TG. «Die 50 Milligramm Staub pro Kubikmeter hingegen bedürfen einiges an Beachtung.» Das liegt vor allem daran, was verbrannt wird, denn jedes Material hat seine Eigenarten. Beispielsweise ist das Restholz-Sägemehl von MDF-Platten derart fein und leicht, dass es bei Hitze mit der aufsteigenden Luft mitgezogen wird, noch bevor es richtig verbrennen kann.

Im Gegensatz dazu verbrennen Pellets ganz unproblematisch. Das Material ist bezüglich Form, Grösse, Festigkeit und Inhalt konstant und für diesen Zweck entwickelt worden. Entsprechend lassen sich dafür auch gut Verbrennungsanlagen entwickeln. Die baselländische Firma Buderus Heiztechnik AG vertreibt beispielsweise Heizkessel für Pellets mit Leistungen von 7 bis 105 kW, die so optimiert wurden, dass sie keinen Filter brauchen. Produktmanager Thomas Haak sagt: «Diese Kessel emittieren teilweise weit unter 20 mg Feinstaub. In den grösseren Pelletkesseln sind die Partikelabscheider schon integriert oder können optional nachgerüstet werden.»

Optimierung betreiben alle Hersteller von Heizanlagen. Um aufsteigenden Staubkörnern entgegenwirken zu können, wird zum Beispiel bei Kesseln der «UTSD»-Linie von Schmid ein höherer Anteil an Steinen eingebaut. Das hält die Temperatur länger hoch und hilft damit, auch diese Partikel zu verbrennen.

Nur mit einer optimierten Verbrennung

Immer perfektere Brennräume führen auch bei den Herstellern im Bereich Hackschnitzel und Stückholz zu besseren Resultaten. Beide Brennmaterialien sind nicht normiert wie Pellets und fallen jeweils unterschiedlich aus. Daniel Obermayr ist Entwickler bei der Heitzmann AG in Schachen LU und sagt: «Modernste kleine und mittlere Holzheizungen erfüllen die Grenzwerte der LRV ohne Partikelabscheider. Die Firma Heitzmann gibt eine Garantie auf Pellets der Klasse A1 bei Kesseln bis 330 kW, auf Hackschnitzel der Klasse A1 bis B1 bis 120 kW und auf Stückholz bis 110 kW, dass die LRV-Grenzwerte für CO und Staub ohne weitere Massnahmen eingehalten werden können.»

Geht es um etwas grössere Feuerungswärmeleistungen, verfügen viele dieser Anlagen über integrierte Partikelfilter, bei denen die entstehenden Abgase durch ein oder mehrere, senkrecht stehende Rohre geführt werden. Der integrierte Filter kann im Kesselgehäuse als hinterstes Element eingebaut sein oder, wie der «E-Filter» der «Herz Firematic» von der Iseli Energie AG, als Aufbaufilter fungieren. Der Partikelausscheidungsprozess verläuft automatisch, inklusive der Rohrreinigung. Diese zusätzlich entstehende Filterasche wird dann ebenso automatisch der Asche aus der Brennkammer zugeführt.

Grenzen und Möglichkeiten

Egal, wie sehr Brennraum, Primär- und Sekundärluftzufuhr optimiert werden, beim Einheizen entsteht Rauch, und der gelangt auch nach draussen. Die annähernd perfekte Verbrennung braucht Hitze, und die wird in der Anfangsphase erst aufgebaut. Geprüft wird eine Viertelstunde nach dem Anfeuern. Dann ist genug Hitze erreicht, dass es nicht mehr raucht. Für Holz verarbeitende Betriebe und speziell für Schreinereien ist natürlich die Heizanlage für Restholz interessant, denn die wenigsten Firmen, die ihre Reste als Wärmelieferant verwenden wollen, verarbeiten ausschliesslich Massivholz. In der Realität gibt es dort eine Vielzahl von Platten. Das führt zu Brennholz mit Beschichtungsmaterialien und Leimen sowie Sägemehl, vor allem aus Span- und MDF-Platten. Partikel daraus sind giftig, verkleben alles, und Staub kann zudem zu Verpuffungen führen. Hohe Temperaturen sind da von Vorteil. Weil das Brennmaterial wechselt, lässt sich die Ofeneinstellung nur bedingt optimieren, sodass es zu einem unterschiedlichen Feinstaubausstoss kommt. Auch diese sehr anspruchsvolle Aufgabe lässt sich mit modernen Heizanlagen erfüllen, nur ist dazu ein Partikelfilter absolut notwendig.

Der elektrostatische Abgaskanal

Laut Niklaus Rieben von Schmid Energy Solutions ist es eine Frage der richtigen Gerätekombination und deren Einstellung, um jegliches Restholz innerhalb der vorgegebenen Grenzwerte verheizen zu können. Die Oekosolve AG in Plons bei Mels SG stellt Partikelfilter für Heizanlagen her. Ihre Filter werden direkt nach dem Heizungskessel im Heizungsraum montiert und funktionieren elektrostatisch. Ein Partikelfilter besteht aus einem Abgaskanal, in dessen Rohrmitte eine Hochspannungselektrode gespannt ist – das sieht aus wie ein gespannter Draht. Die Elektrode lädt die vorbeifliegenden Feinstaubpartikel elektrostatisch auf. Die geladenen Teilchen haften in der Folge an der Kaminwand, verklumpen, werden automatisch abgeschabt und landen in der Staubschublade darunter.

Natürlich sind die Filter wie Heizkessel in verschiedenen Ausführungen und für unterschiedliche Leistungsklassen erhältlich. Die fachgerechte Kombination der Elemente sorgt für das Einhalten der vorgegebenen Grenzwerte beim vorhandenen Brennmaterial. Alleine schon mit dem Volumen des Partikelfilters lässt sich die Durchzugsgeschwindigkeit der Abgase so anpassen, dass die Partikel darin kaum noch über die elektrostatische Zone hinauskommen, sondern schon vorher an der Innenfläche des Abgaskanals haften bleiben.

www.iseli-energie.chwww.schmid-energy.chwww.buderus.chwww.heitzmann.chwww.oekosolve.ch

Andreas Brinkmann

Veröffentlichung: 29. Oktober 2020 / Ausgabe 44/2020

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