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Verbrennungsbedingungen werden verbessert

Modul vermindert Emissionen aus Holzöfen

30.09.2016, 08:30

Brennholz im Wald
Forscher arbeiten daran, die Schadstoffe bei Holzheizungen zu reduzieren. © B. Baumann

Forscher am Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP stellen ein innovatives System vor, das der Effizienzsteigerung und der Schadstoffminderung im Praxisbetrieb von Einzelraumfeuerstätten und Heizkesseln für feste Biobrennstoffe dient. Die neuartige Einbautentechnik ermöglicht sowohl eine Abscheidung von Feinstaub als auch eine Oxidation von brennbaren Rauchgasbestandteilen. Das entsprechende Projekt "Verbesserung des Verbrennungs- und Emissionsverhaltens in biomassebetriebenen Einzelraumfeuerungsanlagen durch den Einsatz spezieller Einbauten" wurde vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) gefördert.

Das Wirkungsprinzip des Moduls basiert auf günstigen Oxidationsbedingungen während der Verbrennung. Es speichert Wärme, die für eine thermische Oxidation von Schadstoffen genutzt werden kann, auch wenn die Rauchgastemperaturen sinken. Das Einbautenmodul sorgt für eine intensive Durchmischung der Rauchgase und verlängert deren aktive Verweilzeit. In den für Emissionen ungünstigen Betriebsphasen von Öfen und Kesseln, wie zum Beispiel beim Nachlegen von Holz, sichert das heiße Modul die Oxidation nicht verbrannter Abgasbestandteile kontinuierlich ab und stabilisiert so den Verbrennungsvorgang. Geringere Verluste im Abgas steigern gleichzeitig die Effizienz der Holzverbrennung.

Die Forschungsergebnisse zeigen, dass die Verbrennung bei Einsatz der Einbautentechnik mit deutlich geringerem Luftüberschuss betrieben werden kann und damit die Wirkungsgrade der Verbrennung merklich ansteigen. Die Umsetzbarkeit der Einbautentechnik wurde an zwei unterschiedlichen Typen von Einzelraumfeuerungsanlagen unter typischen Einsatzbedingungen geprüft und bewertet.

Mohammad Aleysa, Projektleiter und Leiter des Fachgebiets Verbrennungssysteme am Fraunhofer IBP, ist von einem künftigen Markterfolg der Entwicklung überzeugt und stellt die sehr gute Schadstoffreduzierung heraus: "Bei den beiden eingesetzten Einzelraumfeuerungsanlagentypen wurde Kohlenstoffmonoxid um bis zu 78 % und Gesamtkohlenwasserstoffe um bis zu 95 % im Abgas reduziert. Gesundheitsgefährdende Feinstäube ließen sich problemlos um bis zu 86 % mindern."

Unabhängig von der Bedienungsqualität und den eingestellten Betriebsparametern wird ein stabileres Verbrennungsverhalten erzielt und so ein wichtiger Beitrag zum Klima-, Umwelt- und Gesundheitsschutz geleistet. Dank der flexiblen Modulbauweise kann diese Technik in allen Einzelraumfeuerungsanlagen ohne großen technischen Aufwand sowie ohne Bedarf an speziellen Fachkompetenzen integriert werden. Vorteilhaft ist auch die natürliche und nachhaltige Funktion der Oxidation ohne jegliche katalytische Beschichtung.

Die Technik ist sehr langlebig. Strömungswiderstand beziehungsweise Druckverlust sind bauartbedingt sehr gering, die Technik ist so ideal für im Naturzug betriebene Einzelraumfeuerungsanlagen geeignet. "Erste Hersteller haben die Potenziale dieser Technik erkannt und arbeiten mit dem Fraunhofer IBP an der Produktentwicklung und Markteinführung", resümiert Andreas Schütte, Geschäftsführer der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V., und stellt zur Marktbedeutung heraus: "80 % der Staubemissionen aus Holzfeuerungen in Deutschland kommen aus Einzelraumfeuerungsanlagen. Hier besteht deutlicher Handlungsbedarf, die Emissionen zu senken. Dazu braucht es innovative Unternehmen, die effizientere, emissionsarme Feuerstätten entwickeln." Quelle: FNR / pgl

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