Scheitholzkessel und Festbrennstoffkessel

Folgende Hinweise sollten Sie vor dem Kauf eines Scheitholzkessels und beim Betrieb eines Scheitholzkessels beachten.

Bei einem Scheitholzkessel sind die Technologie des Feststoffbrennkessels und der eingesetzte Brennstoff entscheidend

Qualmender Holzöfen und Holzkessel gehören der Vergangenheit an. Eine moderne, mit einem Wärmespeicher kombinierte Scheitholzkessel erfüllt niedrige Emissionswerte, wenn trockenes Scheitholz verwendet und die Anlage richtig in Stand gehalten wird. Scheitholzkessel sollten nicht als Müllverbrennungsanlagen eingesetzt werden. Dies ist zum einen gesetzlich verboten und kann auch zu einer erhöhten Abnutzung der Scheitholzkessel-Anlage führen, beziehungsweise höhere Wartungskosten verursachen. Auch sollten sie ihre Nachbarn nicht aus dem Auge verlieren.

Die Staubemissionen noch immer deutlich über dem Niveau von Öl- oder Gasfeuerungen. Sie werden daher in sehr stark bebauten Umfeld immer noch sehr ungern gesehen, und vorwiegend in landwirtschaftlichen Umfeld verbaut.

Einfluss der Verbrennungsbedingungen im Festbrennstoff Kessel

Holz beziehungsweise Scheitholz ist kein homogener Brennstoff wie Öl oder Gas.

Scheitholzkessel beziehungsweise Holz verbrennt in mehreren Phasen:

* die erste Phase ist die Trocknung in ihr wird der Brennstoff im Feuerraum des Scheitholzkessels durch die Erwärmung getrocknet.

* Die zweite Phase ist die Entgasung in ihr wird ab 250 °C ca. 80 % der Holzsubstanz in brennbare Gase umgewandelt

* es folgt dann die letzte und dritte Phase die Oxidation in der lediglich Holzkohle, die erst ab Tempera­turen von über 500 °C in brennbare Gase zersetzt wird und oxidiert.

In einem Scheitholzkessel verbrennt also nicht das Holz sondern die daraus entwei­chende Gase (Holzvergaserkessel).

Entscheidend für eine saubere Verbrennung ist eine möglichst vollständige Oxidation dieser Gase zu Kohlendioxid (C0₂) und Wasser (H₂0). Die entstehenden Gase müssten gut mit der Verbrennungsluft durchmischt werden und lange genug im Feuerraum bleiben. Die herrschenden Temperaturen müssen im Verbrennungsraum hoch genug sein, damit dies geschehen kann.

Scheitholzkessel Vergleich

Ein weiterer wichtiger Parameter für eine vollständige Verbrennung ist die richtige Menge und Dosierung der Verbrennungsluft im Feuerraum. Zu wenig Luft führt zu Sauerstoffmangel und unvollständi­ger Verbrennung, zu viel Luft kühlt die Flamme und senkt den Wirkungsgrad des Scheitholzkessels.

Das Holz darf nicht so feucht sein denn ein hoher Wassergehalt im Holz wirkt sich negativ aus, da das verdampfende Wasser die Temperatur im Feuerraum senkt, also eine Kühlung eintritt.

Die ihm euer Raum entstehenden brennbaren Gasse sollten möglichst vollständig verbrannt werden, damit das Abgas möglichst wenige Luftschadstoffe, wie Kohlenmonoxid und organisch Stoffe (gas- und staubförmige Kohlenwasserstoffverbindungen) enthält. Die im Abgas enthaltenen Luftschadstoffe können geruchsintensiv sein und teilweise sogar Krebs erregend wirken (z. B. Benzo(a)pyren).

Moderne Technik bei Scheitholzkesseln

In den letzten Jahren haben sich Feuerungs­technik und Emissionsverhalten von modernen Scheitholzkesseln deutlich verbessert.

Bei Wirkungsgraden von 90 % und mehr können bei moderne Scheitholzkessel unter optimalen Bedingungen einen CO-Wert von 0,25 g/m³ und einen Staub-Wert von 50 mg/m³ (dies entspricht etwa 33 mg je M egajoul (M J) erzeugter Wärme­energie) unterschreiten. Entsprechende schriftliche Nachweise werden von den Feuerstättenprüfstellen vergeben und von den Anlagenherstellern zur Verfügung gestellt.

Der Ausstoß an Kohlenwasserstoffverbindungen liegt damit nahezu auf dem Niveau von Ölheizungen. Die Staubemissionen moderner Scheitholzkessel überschreiten jedoch das Niveau von Ölheizung (etwa 2 mg/M J) immer noch sehr deutlich. Man sollte jedoch berücksichtigen, dass das verwendete Holz meist aus heimischen Wäldern stammt unter der die Beschaffung hier wesentlich weniger aufwändig ist als die Förderung und der gesamte Transport von Öl.

Feuerungsprinzipien bei Scheitholzkessel

Je nach Feuerungstechnik werden Durchbrandkessel und Kessel mit unterem Abbrand unterschieden.
Bei Durchbrandkesseln werden alle Holzscheite gleichzeitig erhitzt und damit entgast. Die während des Abbrandes freigesetzte Brenngasmenge schwankt.

Der Betrieb ist durch vergleichsweise hohe Emissionen beim Anheizen und Nachlegen gekennzeichnet. Bedenken Sie bei einem Einsatz eines Scheitholzkessels auch, dass er das beschicken eines solchen Ofens zum Teil mit erheblichen körperlichen Anstrengungen verbunden ist, die sie zum Beispiel im Krankheitsfall unter Umständen nicht mehr selber leisten können.

De freigesetzte Brenngasmenge schwankt insbesonders dann, wenn der Brennraum vor dem Nachlegen wieder abgekühlt ist und – bei Anlagen ohne Gebläse (Naturzuganlagen) – sich noch kein ausreichender Zug aufbauen konnte, durch den die nötige Verbrennungsluftmenge zuströmen kann. Auch bei zu starker Brenngasfreisetzung kommt es zu hohen Emissionen, da die Verweilzeit für die Oxidation nicht ausreicht. Erst mit steigender Feuerraumtemp­ratur und abnehmender Brenngasmenge verbessern sich die Ausbrandbedingungen dann wieder.

Ein gleichmäßigerer Verbrennungsablauf lässt sich durch häufiges Nachlegen nicht so großer Brennstoffmengen erzielen.

Wegen der hohen Emissionen empfehlen wir durch Durchbrandkessel heute nicht mehr als Holz-Zentralheizungsanlage.

Bauformen heutiger Scheitholzkessel

Unter den Holz-Zentralheizkesseln hat sich heute die Technik des unteren Abbrandes durc­hgesetzt, bei der nur die unterste Brennstoffschicht an der Verbrennung beteiligt ist. Sie werden in verschiedenen Bauformen angeboten. Wir unterscheiden heute zwischen Kesseln mit unterem vertikalem Abbrand (Sturzbrand) und unterem seitlichen Abbrand.

Bei der jeweiligen Bauformen wird jeweilsnoch Unterschiede im Ort das verwendete Scheidholz von der Front her oder von oben her beschickt wird.

Allen Bauformen gemeinsam ist, dass die Flamme nicht nach oben durch die Brennstoffschicht, sondern seitlich oder nach unten in einer separaten Brennkammer abbrennt.

Dies hat folgende wesentliche Vorteile gegenüber dem Durchbrandprinzip :

* deutlich verlängerte Nachfüllintervalle

* niedrigere Emissionen durch gleichmäßigere Feuerungsbedingungen

Konstruktionsmerkmale von Scheitholzkesseln

Bei Scheitholzkesseln liegt der abbrennende Brennstoff also das Holz meist auf einem Rost. Bei Sturzbrandkesseln trennt der Rost den Füllschacht von der Nachbrennkammer. Beim seitlichen Abbrand befindet sich die Aschelade unter dem Rost.

Durch diese räumliche Anordnung in einigen Scheitholzkessel kann lediglich der untere Teil der Brennstofffüllung entflammt werden. Eine Ausbreitung der Ausgasungszone nach oben ist aufgrund der Gasführung im Scheitholzkessel nicht möglich. Dadurch wird eine relativ kontinuierliche Entgasung des Brennstoffes Holz erreicht.

Gegen Scheitholzkessel wird die Verbrennungsluft wird meist über Druck- oder Saugzuggebläse zugeführt. Dagegen strömt bei Naturzugkesseln die Verbrennungsluft nach, da ein Unterdruck herrscht, der sich infolge des Kaminzugs bildet.

Zur Versorgung des Glutbereiches wird die primäre Luft, alos die Verbrennungsluft über den Brennstofffüllschacht zugeführt. In der separaten Nachbrennkammer wird die sekundäre Luft als weitere Verbrennungsluftzuführung zur Versorgung der im Glutbett und der Ausgasungszone gebildeten Brenngase mit Sauerstoff in der separaten Nachbrennkammer zugeführt.

Damit in der seperaten Nachgrennkammer eine möglichst lange Verweildauer bei hoherTemperatur und guter Durchmischung von Brenngasen und Verbrennungsluft erreicht wird, muss die Brennkammer eine ausreichende Größe sowie so genannte Verwirbelungszonen aufweisen. Eine möglichst „ heiße Brennkammer“ wird dadurch erreicht, dass die (Haupt-)Wärmeabnahme erst im nachgeschalteten Wärmetauscher erfolgen.

Im Wärmetauscher des Scheitholzkessels ist eine gute Verwir belung der ausgebrannten Gase wichtig. Hier geht es darum, Staubablagerungen an den Wänden zu vermeiden, da sie den Übergang der Wärme vom Heißgas auf das Heizmedium behindern. In die Rauchrohre des Scheitholzkessels werden deshalb häufig Spiralen eingehängt (so genannte „ Turbulatoren“) die, um sie auch für die Reinigung der Heizflächen nutzen zu können, häufig beweglich angebracht sind. Die Turbulatoren können dann übereinen Hebel auf und ab bewegt werden, dies geschieht bei manchem Kesselanlagen automatisch und so können Staubablagerungen entfernt werden . Fehlen solche Einrichtungen, müssen die Heiz flächen von Hand gereinigt werden. Nicht gerenigte Wärmetauscher in Scheitholzkesseln führen zu überhöhten Abgastemperaturen und damit zu Wärmeverlusten und einem schlechten Wirkungsgrad des Kessels.

Regelung von Scheitholzkesseln

Die Leistung eines Scheitholzkessels wird meist über die zugeführte Primärluftmenge gesteuert, die die abbrennende Menge an Holz bestimmt. Dabei wird die im Scheitholzkessel produzierte Wärme an den von der Heizungsanlage gemeldeten Wärmebedarf angepasst. Hierzu muss die Kesselwasser temperatur erfasst werden und mit dem von der Hei zungsanlage gemeldeten Sollwert verglichen werden .

Die für eine vollständige Oxidation der Brenn gase im Scheitholzkessel erforderlichen Mengen an Primärluft und Sekundärluft stehen bei den verschiedenen Holzqualitäten und verschiedenen Lastzuständen nicht immer in festem Verhältnis zueinander. Um die Sekundärluftmenge an den tatsächlichen Bedarf anzupassen, können im Abgasstrom Sauerstoffsonden installiert sein, aufgrund deren Messsignal die Sekundärluftzufuhr bemessen wird („ abgasgeführte Regelung“). In manchen Kesselanlagen werden zu diesem Zweck auch Kohlenwasser stoffsensoren eingesetzt.

So lässt sich eine abgasgeführte Regelung über einen weiteren Lastbereich regeln. Sie lassen sich oft ohne nennenswerte Einbußen in der Ver brennungsqualität auf nur noch 50 % der Nennwär meleistung herunterregeln

Die Planung einer Scheitholzkessel Anlage

Folgende Bedingungen sollten Sie bei der Anschaffung eines Scheitholzkessels vorher berücksichtigen und klären:

* mit dem Schornsteinfeger die notwendige Kaminanlage

* Der höchste Punkt des Kamines sollte mindestens einen Meter über den in der Nähe befindlichen Fenstern und Türen liegen, dies gilt für einen Abstand dieser Fenster zum Kamin im Umkreis von 15 m

* gibt es in ihrer Gemeinde spezielle Vorschriften in Bezug auf Scheitholzkessel Anlagen, auch hier kann ihnen der Schornsteinfeger nähere Auskünfte erteilen.

* Sprechen sie auch mit ihren Nachbarn über ihr Vorhaben

Konzeptionierung der Heizungsanlage auf Basis eines Scheitholzkessels

Der Wärmebedarfssituationen ihrer Zentralheizung ist im Verlauf des Jahres sehr unterschiedlich. Im Sommer, wenn nur Brauchwaser und kein Heizungswaser erwärmt werden muss, beträgt der Wärmebedarf üblicherweise weniger als 5 % der Nennwärmeleistung des eingesetzten Scheitholzkessels.

Der Betrieb von Scheitholzkesseln bei Niedriglast ist mit Einbußen in der Verbrennungsqualität verbunden. Zur Vermeidung solcher Betriebszustände sind folgende Maßnahmen empfehlenswert:

Wärmespeicher oder Pufferspeicher

Der Wärmespeicher nimmt die momentan nicht benötigte Wärme auf, speichert sie und gibt sie bei Bedarf wieder ab. Bedenken Sie, dass der Scheitholzkessel mit einer gewissen Mindestmenge von Brennholz gefühlt werden muss, damit dieser angeheizt werden kann. Den Verbrennungsprozess dieses Holz ist können Sie nicht einfach unterbrechen. Dies bedeutet einen Scheitholzkessel kann nicht wie eine Gasheizung einfach an und abgeschaltet werden. Somit entsteht vor allem in den Sommermonaten überschüssige Wärme, die sie in den Wärmespeicher einleiten. Beim Aufladen des Wärmespeichers fließt das im Scheitholzkessel erhitzte Heißwasser so in den Speicherbehälter, dass sich eine ungestörte, gleichmäßige Temperaturschichtung aufbaut.

Die Dimensionierung des Pufferspeichers kann nach DIN EN 303/5 erfolgen. Für eine grobe Abschätzung wird häufig ein Speichervolumen von ca. 100 Litern je Kilowatt Kesselleistung empfohlen.

Solare Heizungsunterstützung

Durch die Einbindung einer Solaranlage, es muss sich dabei um eine Thermosolaranlage handeln, kann im Sommer die Warmwasserbereitung fast zu 100 % durch Solarenergie bewältigt und eine Verkürzung der Kesselbetriebszeit erreicht werden. Ungünstige und emissionsreiche Betriebsphasen, also das nur kurze andere sind eines Scheitholzkessels nur zur Warmwasserbereitung, werden so reduziert.

Es gibt sehr viele verschiedene Möglichkeiten einen Scheitholzkessel mit einem Wärmespeicher und vielleicht sogar einer bestehenden Heizungsanlage zu koppeln. Ein so genanntes Anschlussschema für einen Wärmespeicher in einem kombinierten Holz-Solar-Heizsystem bekommen sie von ihrem Heizungs Fachmann oder im Internet.

Es gibt Kesselhersteller, die solche Systeme mit den entsprechenden Schnittstellen oder komplett anbieten.

Parallele Öl-, Gas- oder Pelletfeuerung mit einem Scheitholzkessel

Ist parallel zum Scheitholzkessel eine Öl-, Gas- oder Pelletfeuerung installiert, kann der Scheitholzkessel in den Sommermonaten außer Betrieb genommen werden. Es existieren Kombinationen mit getrennten und gemeinsamen Feuerräumen und Wärmeübertragern.

Bei der Auswahl des Scheitholzkessels beachten Sie der Umwelt zuliebe folgende Punkte:

* Bei Volllast herrschen die günstigsten Verbrennungsbedingungen. Wichtig ist es daher,
einen Kesseltyp mit der richtigen Nennwärmeleistung zu wählen. Die Heizlast des Gebäudes können sie von einem Energieberater odervon einem Heizungsbauer ermitteln lassen.

* Entscheiden Sie sich für einen modernen Scheitholzkessel mit Zertifikat einer Feuerstättenprüfstelle, in dem die Einhaltung folgender Emissionswerte bescheinigt wird:

– CO: max. 250 mg/m ³ (bei Nenn- und Teillast)

– Staub: max. 50 mg/m ³ Wirkungsgrad: über 90 %

Anfrage für einen Scheitholzkessel oder eine Scheitholzkesselanlage, hier klicken…