Heizsysteme

Der Stückholzkessel dient als Zentralheizung. Er wird im Heizraum installiert. Er wird manuell beschickt und ermöglicht sowohl die Beheizung der Räume als auch die Warmwasserbereitung.

Moderne Stückholzkessel sind Hightech-Produkte, die hohen Bedienkomfort bieten. Meist sind sie mit einem automatischen Zündsystem ausgestattet. Dank des mit der Lambdasonde gekoppelten Flammenfühlers werden die Verbrennungsgase in einem festgelegten Verhältnis mit Sekundärluft gemischt und bei hoher Temperatur in der Ausbrand- oder Nachbrennkammer vollständig verbrannt. Der Wartungsaufwand beschränkt sich neben dem Nachlegen von Stückholz auf das gelegentliche Entleeren des Aschebehälters.

Für den Leistungsbereich von Einfamilienhäusern und kleinen Zweifamilienhäusern werden in der Regel Halbmeterspälten (50 cm) verbrannt. Es gibt auch Kessel, die für Meterspälten (1 m) ausgelegt sind, wodurch die Nachfüllintervalle verlängert werden können.

Bei Stückholzkesseln ist ein Energiespeicher vorgeschrieben. Ein Mindestvolumen ist gesetzlich vorgeschrieben, wobei ein grösseres Volumen den Betrieb erleichtert, da es die Anzahl der Zündvorgänge reduziert. Das Stückholz muss ordnungsgemäss getrocknet und gelagert werden, um einen Wassergehalt von maximal 20 % zu erreichen.

Bei der Planung sollte ein ausreichend grosser Heizraum sowie ein kurzer, gut begehbarer Weg zwischen dem Holzlager und dem Kessel vorgesehen werden. Ausserdem müssen Bauart und Durchmesser des Kamins auf den Kessel abgestimmt sein. Das Warmwasser wird im Winter vom Holzkessel und im Sommer idealerweise durch Sonnenkollektoren erzeugt.

Einige Hersteller bieten Kombikessel für Stückholz und Pellets an, die den Bedienkomfort noch weiter erhöhen, da die Pellets bei Bedarf automatisch einspringen und so eine längere Abwesenheit in den Wintermonaten ermöglichen, ohne dass man sich Sorgen um einen starken Temperaturabfall in der Wohnung machen muss.

Ein Pelletkessel (Pellets aus gepresstem, naturbelassenem Sägemehl) übernimmt die Funktion des Wärmeerzeugers für eine Zentralheizung oder eines Wärmeverbunds. Im Gegensatz zum Stückholzkessel arbeitet er vollautomatisch.

Da bei einem Pelletkessel der Brennstoff präzise zugeführt werden kann, lässt sich die Leistung modulieren und leicht an den Bedarf anpassen. Die Bundesgesetzgebung schreibt bei einer Leistung von bis zu 70 kW keinen Energiespeicher vor, dieser wird jedoch für einen optimalen Betrieb des Kessels empfohlen. Bei höheren Leistungen ist ein Mindestspeichervolumen von 25 Litern pro kW installierter Leistung vorgeschrieben. Ein Energiespeicher ermöglicht es, die Anzahl der Zündvorgänge zu begrenzen und somit die Verschmutzung des Feuerraums sowie den Verschleiss der Anlage zu verringern.

Die Befüllung des Lagerraums erfolgt mit Silowagen, die die Pellets in den Lagerraum einblasen. Die Nachfüllintervalle hängen von der Grösse des Lagerraums ab. In der Regel reichen eine oder zwei Lieferungen pro Heizsaison aus.

Für die Förderung der Pellets vom Lagerraum zum Kessel gibt es verschiedene pneumatische und mechanische Systeme. Beim Ersatz einer Ölheizung durch eine Pelletheizung kann der bisherige Tankraum oft zum Pelletlager umgebaut werden.

Pelletkessel können auch in Wärmeverbunden eingesetzt werden, wo der verfügbare Platz für Lagerung und Wärmeerzeugung begrenzt ist. Die Gesamtleistungen liegen selten über 500 kW, obwohl es Ausnahmen gibt.

Bei einer installierten Gesamtleistung von weniger als etwa 500 kW kommen Unterschubfeuerungen oder Kipprostfeuerungen zum Einsatz. Bei Leistungen über 70 kW muss ihre Dimensionierung den Empfehlungen von QMmini des Qualitätsmanagements QM Holzheizwerke entsprechen (Link zu QM Holzheizwerke). Kessel dieser Leistungsklasse versorgen Wohnhäuser, kleine Wärmeverbunde oder Gewerbebetriebe (KMU). Der Einsatz mehrerer Kessel in Kaskadenanordnung macht die Wärmeerzeugung flexibler und ermöglicht es, den Einsatz fossiler Spitzenlastkessel zu vermeiden.

Die Qualität der lokal produzierten Holzschnitzel ist ein wesentlicher Faktor und muss den Anforderungen des Kesselherstellers sowohl hinsichtlich des Wassergehalts als auch der Stückigkeit (Korngrössenverteilung), des Feinanteils und des Aschegehalts entsprechen. Es dürfen ausschliesslich unter Abdeckung natürlich getrocknete oder technisch getrocknete und gesiebte Holzschnitzel (sogenannte «Qualitätsschnitzel») verwendet werden (weitere Informationen finden Sie in unserer Broschüre «Holzschnitzel in optimaler Qualität»). Der maximale Wassergehalt beträgt 35 % (natürlich getrocknet) bzw. 20 % (technisch getrocknet). Trockene Holzschnitzel ermöglichen eine automatische Zündung und gewährleisten eine optimale Steuerung der Wärmeerzeugung. Holzenergie Schweiz stellt einen Mustervertrag für die Lieferung von Holzschnitzeln zur Verfügung (link zum Mustervertrag).

Die Gesetzgebung schreibt ein Mindestspeichervolumen von 25 Litern pro kW installierter Leistung vor; QMmini von QM Holzheizwerke empfiehlt jedoch ein grösseres Volumen. Die Einhaltung der QMmini-Empfehlungen ermöglicht dem Betreiber letztlich Einsparungen bei den Unterhaltskosten und beim jährlichen Holzverbrauch. Je nach Situation ist es sinnvoll, einen zusätzlichen Anschluss am Speicher für eine allfällige Einbindung von Solarenergie (Solarthermie oder Photovoltaik) oder einer Wärmepumpe vorzusehen.

Moderne Holzschnitzelfeuerungen sind mit hochleistungsfähigen Mess- und Regelsystemen ausgestattet, die einen vollständigen Ausbrand der Rauchgase gewährleisten. Der Einbau eines Elektrofilters zur Abscheidung von Feinstaub ist bei Kesselherstellern mittlerweile Standard, um die Einhaltung der Emissionsgrenzwerte sicherzustellen.

Bei Wärmeverbunden mit einer installierten Gesamtleistung von über etwa 500 kW wird der Einsatz von trockenen Holzschnitzeln aufgrund zu hoher logistischer Anforderungen (z. B. Notwendigkeit einer überdachten Lagerfläche) in der Regel vermieden. In diesem Fall werden vorgetrocknete Holzschnitzel (aus Rundholz, das mehrere Monate bis ein Jahr im Polter gelagert wurde) oder frische Holzschnitzel (aus Rundholz mit Ast- und Kronenmaterial) verwendet. Diese weisen während der Heizperiode einen Wassergehalt von über 40 % auf, der bei frischen Holzschnitzeln sogar über 55 % betragen kann. Für diesen Brennstoff, der mitunter sehr grob ist und viel Asche erzeugen kann, ist eine Rostfeuerung erforderlich.

Die Beschickung erfolgt über Fördereinrichtungen (Schubboden, Förderschnecken), die den Brennstoff vom Silo zu einem beweglichen Vorschubrost befördern. Dieser Rost sorgt für einen kontrollierten Transport des Holzes und ermöglicht so eine optimale Trocknung, Vergasung und Verbrennung, selbst bei hohem Wassergehalt.

Die Verbrennungsluft wird präzise geregelt, um den Wirkungsgrad zu maximieren und die Emissionen zu minimieren. Die erzeugte Wärme wird über einen Wärmetauscher an das Heizwasser übertragen, während ein automatisches Reinigungssystem die Effizienz aufrechterhält, indem es Ablagerungen verhindert. Ein Zyklon (Multizyklon) scheidet den Grobstaub ab; die Asche wird automatisch abgeführt. Ein nachgeschalteter Elektrofilter scheidet den Feinstaub ab und gewährleistet so die Einhaltung der Emissionsgrenzwerte. Eine adaptive Steuerung überwacht das gesamte System und passt die Parameter in Echtzeit an, um kontinuierlich Sicherheit und Energieeffizienz zu gewährleisten.

Der kaskadierte Betrieb von zwei (oder sogar mehr) Holzkesseln in Verbindung mit einem oder mehreren Energiespeichern ist mittlerweile die Regel, um den Verbrauch fossiler Brennstoffe zu begrenzen und den im Laufe des Jahres stark schwankenden Wärmebedarf zu decken.

Die richtige Dimensionierung der gesamten Anlage, einschliesslich Lagersilo, Brennstofftransport sowie Wärmeerzeugung und -verteilung, wird durch die Umsetzung der Empfehlungen von QM-Standard des Qualitätsmanagements «QM Holzheizwerke» gewährleistet. Ein QM-Beauftragter begleitet die wichtigsten Projektphasen von der Planung bis zur Inbetriebnahme und Abnahme. Im darauffolgenden Jahr überprüft er den ordnungsgemässen Betrieb der Kessel, indem er die kontinuierlich aufgezeichneten Hauptparameter analysiert. Für den Bauherrn ist dies die Garantie für eine Anlage, die sowohl bei der Investition als auch im Betrieb wirtschaftlich ist und jederzeit den Wärmebedarf decken kann (Link zur Website QM Holzheizwerke).