Holzpellets: Lager und Austragung

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• Die objektbezogene Planung einer Holzpellet-Heizung muss auch die Anlieferung, die Einbringung und die Lagerung sorgfältig berücksichtigen.
• Bei der Errichtung und beim Betrieb des Brennstofflagers sind Sicherheitsempfehlungen und baurechtliche Vorgaben zu beachten.
• Austragungs- und Fördersysteme verbinden das ­Lager mit dem Wärmeerzeuger, und ermöglichen es, den Holzpellet-Heizkessel auch in einiger Entfernung und oberhalb des Lagers aufzustellen.

Damit ein dauerhaft störungsfreier Betrieb gewährleistet ist, müssen Holzpellet-Wärmeerzeuger, Austragungs- und Fördersystem sowie der Lagerbehälter ein aufeinander abgestimmtes System bilden. Darum bieten viele Hersteller von Holzpellet-Wärmeerzeugern die entsprechenden Komponenten mit an. Sollen andere Bauteile als vom Hersteller empfohlen zum Einsatz kommen, ist die Kompatibilität unbedingt frühzeitig zu prüfen. Zur Sicherheit sind heute alle modernen Holzpellet-Heizkessel mit einer Rückbrandsicherung versehen, die ein Übergreifen der Flamme in den Förder- bzw. Lagerbereich verhindert.

Als Daumenwert gilt, dass ein Lager möglichst Platz für einen Jahresvorrat oder mehr an Brennstoff bieten sollte. Damit erhöht sich für den Anlagenbetreiber die Flexibilität bei der Nachschubbeschaffung, üblicherweise sind Holzpellets in den Monaten Mai, Juni und Juli besonders günstig. Die Größe des Lagers hängt somit in erster Linie vom JahresHeizwärmebedarf des Gebäudes ab. Laut Deutschem Energieholz- und Pellet-Verband (DEPV) ist bei einem Pelletlager mit Schräg­boden pro 1 kW Heizlast mit 0,5 m³ (Lager)Raum zu rechnen, wobei hierbei der Leerraum unter einem Schrägboden inbegriffen ist. Der nutzbare Rauminhalt beträgt etwa zwei Drittel des Lagerraums. Für ein Einfamilienhaus mit 15 kW Heizlast sind das 7,5 m³ Lagerraumvolumen bzw. 5 m³ nutzbarer Rauminhalt. Je nach Raumhöhe entspricht dies einer Fläche von 3 bis 3,5 m².

Holzpellets werden in Tonnen gehandelt, zur praktischen Umrechnung wird ein Wert von 650 kg/m³ bzw. 0,65 t/m³ benutzt. Geht es um einen Kesselaustausch, bei dem keine weiteren Eingriffe in die Substanz erfolgen, kann der bisherige Verbrauch von Erdgas bzw. Heizöl als Anhaltspunkt gelten: Für 1 m³ Erdgas bzw. 1 l Heizöl sind dann 2 kg Holzpellets vorzuhalten. Bei einer Umstellung von Heizöl auf Holzpellets kann in der Regel nach dem Ausbau der Öltanks der frei gewordene Platz für ein Pelletlager genutzt werden. Der Lagerbedarf in m³ ergibt sich überschlägig aus dem doppelten Jahresheizölverbrauch in Liter durch 650 geteilt. Pro 1000 l Heizölverbrauch entspricht das einem Lagerbedarf von 3,1 m³ (2 t).

Anlieferung und Zufahrtswege

Üblicherweise werden Pellets mit einem Silowagen angeliefert und von dort in das Lager eingeblasen Abb. 1. Dazu ist eine befestigte Zufahrt von 3 m Breite und 4 m Höhe notwendig, die die Last großer Fahrzeuge (über 15 t) tragen kann. Die maximale Pumpschlauchlänge beträgt ca. 30 m, die Befüllstutzen dürfen nicht weiter entfernt sein. Außerdem muss ein 230-V-Stromanschluss (mit 16 A abgesichert) für das Absauggebläse vorhanden sein, das die Treibluft und entstehenden Staub austrägt.

Befüllstutzen

Für das Einblasen werden, in der Regel gut zugänglich an der Außenwand, zwei Kupplungsstutzen (System Storz A 110 nach DIN 14323) aus Metall mit 100 mm Durchmesser benötigt. Füll- und Absaugstutzen sind mit mindestens 4 mm² Kupferader über die Hauspotenzialschiene zu erden. Der Abstand der Stutzen zueinander, die Beschaffenheit sowie der Leitungsverlauf (eingesetzte Bögen) sind insbesondere bei selbst errichteten Lagern sorgfältig zu planen, denn diese Faktoren beeinflussen während des Befüllvorgangs die Beschaffenheit der Pellets. Zu enge Radien oder raue Schläuche erhöhen den Abrieb und damit den Feinanteil.

Aus Sicherheitsgründen raten DEPV und TÜV Rheinland bei Lagern bis 10 t die Stutzen (nur im Außenbereich) zur Belüftung mit speziellen Deckeln zu versehen, die über Lüftungsöffnungen von je 20 cm² freie Öffnungsfläche verfügen Abb. 3. Durch diese Maßnahme soll eine gefährliche Kohlenmonoxid-Konzentration vermieden werden, die womöglich durch natürliche Abbauprozesse der Lignine im Holz entstehen kann. Größere Lager über 10 t sollten laut VDI-Richtlinie 3464¹⁾ zur Sicherheit über weitere Belüftungsmöglichkeiten verfügen. Mindestens eine Stunde vor einer Befüllung ist die Heizung auszuschalten (zusätzlich sind die Vorgaben des Kessel-Herstellers zu beachten).

Der DEPV hat Warnschilder mit Sicherheitshinweisen zur Anbringung an Pelletlagerräumen bis 10 t Abb. 2 und über 10 t veröffentlicht, die auf https://depv.de/ kostenlos bestellt werden können.

Brandschutzanforderungen

Die wichtigsten Aspekte bei der Pelletlagerung betreffen den Brandschutz und die Vermeidung von Feuchtigkeit. In der Musterfeuerungsverordnung (MFeuVO, Webcode 375417 wird festgehalten, dass Pellets bis zu einer Menge von 10000 l (ca. 6,5 t) im Aufstellraum der Heizungsanlage gelagert werden dürfen (§ 5 Abs. 1 Nr. 1 in Verbindung mit § 11 Abs.1 Nr. 1). Größere Mengen sind in eigenen Brennstofflagerräumen zu lagern, die eine entsprechende Beschaffenheit aufweisen müssen Abb. 4. Nicht alle Bundesländer haben die Vorlage bisher in der landeseigenen FeuVO umgesetzt, in einigen Ländern gilt als Grenze noch die Menge von 15000 kg. Darum sind die Bestimmungen im Einzelfall zu prüfen.

Des Weiteren spielt bei der Lagerung die Größe des Heizkessels eine Rolle. Hier zieht die MFeuVO eine Grenze bei 50 kW: Bis 50 kW Nennleistung dürfen Feuerstätten für feste Brennstoffe unter Beachtung weiterer Bestimmungen in Räumen ohne anderweitige Nutzung (ausgenommen ist davon u.a. die Brennstofflagerung bis zu der oben genannten Grenze) aufgestellt werden, über 50 kW Nennleistung muss die Aufstellung in einem Heizraum erfolgen. Auch hier dürfen Holzpellets bis zu der oben genannten Grenze gelagert werden. Ein Heizraum muss zahlreiche Bestimmungen einhalten, u.a. mindestens ein Volumen von 8 m³ und eine lichte Raumhöhe von 2 m oder mehr aufweisen; Wände, Decken (oben und unten) und Lüftungsleitung sind in F90-Standard auszuführen, stets in Fluchtrichtung öffnende Türen müssen selbstschließend und feuerhemmend (T30) sein. Außerdem muss ein Ausgang ins Freie oder in einen notwendigen Flur führen. Zudem muss die Raumlüftung und Verbrennungsluftversorgung sichergestellt werden (siehe Feuerungsverordnungen), was aber grundsätzlich bei jeder Aufstellung zu beachten ist.

Schutz vor Feuchtigkeit

Der „größte Feind“ von Holzpellets ist Feuchtigkeit. Das liegt u.a. an der Herstellung: Trockene, naturbelassene Späne werden unter hohem Druck durch eine Matrize gepresst; aufgrund der dabei entstehenden Wärme kann der natürliche Inhaltsstoff Lignin als „Klebstoff“ wirken. Die Oberfläche der Holzpellets sollte somit glatt, glänzend und ohne Risse sein. Genormter Brennstoff hat dann einen Feuchtegehalt von unter 10 %. Kommen die Pellets später mit zu viel Feuchtigkeit in Kontakt, verlieren sie ihre Struktur – sie quellen auf und werden unbrauchbar. Für den Lagerraum bedeutet dies, dass nur die normale Luftfeuchtigkeit toleriert werden kann. Feuchte Wände oder Kondenswasser an Rohren gelten als Warnzeichen. Wasserleitungen sollten darum nicht durch ein Lager führen. Elektroinstallationen, wie Schalter, Licht oder Verteilerdosen sind nicht zulässig. Eine staubdichte Ausführung des Lagers gewährleistet, dass beim Einblasen keine staubhaltige Luft in die umliegenden Räume gelangt (das Absauggebläse kann bei zu großen Undichtigkeiten keinen ausreichenden Unterdruck aufbauen).

Mögliche Pelletlager

Die bisher genannten Punkte betreffen vor allem Kellerräume, die umgenutzt werden sollen, etwa bei einer Heizungsumstellung von Heizöl auf Holzpellets Abb. 5. Der Raum muss nach dem Entfernen des Öltanks geprüft werden: Nicht nur auf Feuchtigkeit, sondern auch auf Schäden an den Wänden – Putzabrieb verunreinigt den Brennstoff. Bei großen Lagermengen muss auch die Statik (Boden und Wände) überprüft werden. Bei der Bemessung ist zu bedenken, dass nachträglich installierte Schrägböden und die maximale Füllhöhe die Lagerkapazität (um rund ein Drittel) verringern. Bei Eigenbaulagern übernimmt der Bauherr die Verantwortung für die Sicherheit und Stabilität. Wichtig ist darum, in diesem Fall alle Schnittstellen eindeutig zu definieren.

Alternativen bestehen in vorgefertigten Systemen, die es in zahlreichen Ausführungen gibt und die sich zu größeren Einheiten zusammenschließen lassen. Auch hier ist je nach Aufstellort die Statik des Gebäudes zu beachten. Folgende Lager stehen zur Verfügung:

• Sacksilos / Gewebesilos
• Silos aus glasfaserverstärktem Kunststoff
• Stahlblechtanks <b>Abb. 6</b>
• Tanks aus Kunststoff oder Beton für die ­Aufstellung außerhalb des Gebäudes bzw. für den Einbau im Erdreich

Jedes Lager sollte über eine Reinigungsmöglichkeit verfügen. Dazu dienen Einstiegsöffnungen, die sowohl in selbst gebauten als auch konfektionierten Lagern vorhanden sein sollten (vor dem Öffnen und Einsteigen sind wichtige Sicherheitsbestimmungen zu beachten, insbesondere muss vor dem Einsteigen gründlich gelüftet werden, DEPV und TÜV Rheinland empfehlen mindestens 15 min Abb. 2).

Des Weiteren können Systeme zur Füllstandsmessung eingebunden werden. Für Sacksilos stehen beispielsweise Wägesysteme zur Verfügung, die bis auf 100 kg genau den Inhalt des Behälters angeben. Sie werden unter einen Fuß des Tragegestells installiert. Außerdem lassen sich Sensoren integrieren, die beim Unterschreiten eines vorher festgelegten Punkts – z.B. auf einem Schrägboden – ein Signal abgeben. Einfacher ist es, die verbrauchte Menge am Kessel selbst abzulesen. Bei Geräten des Herstellers Windhager ist der Gesamtverbrauch in Tonnen an der Bedieneinheit abzulesen. Wird der Wert regelmäßig ab der Inbetriebnahme festgehalten, ermöglicht er einen kontinuierlichen Überblick über den Verbrauch. Ebenfalls erhältlich sind Füllstandsbegrenzer für Pelletlager, um ein Lager vollständig zu nutzen (Webcode 269835).

Systeme für die Austragung

Die Wahl des Lagers bzw. Behälters hängt eng mit der Austragungsform zusammen, außerdem mit den räumlichen Gegebenheiten und dem Aufstellort des Kessels. Der Einsatz von Förderschnecken setzt ein genaues Anbinden an den Wärmeerzeuger voraus, da ein solches System entweder gerade oder in einem festgelegten Radius verläuft. Kessel und Lager müssen dann direkt nebeneinander liegen.

Dies ist bei sogenannten Maulwurf- oder Sondenaustragungen nicht erforderlich. Durch solche Saugsysteme lassen sich Entfernungen von bis zu 25 m und Höhenunterschiede von maximal 5 m überbrücken. Je nach Ausführung wird entweder von oben oder von unten auf den Brennstoff zugegriffen.

Ein gutes Beispiel für die Austragung von unten ist das von Windhager patentierte Vakuum-Saugsystem, das für verschiedene Lagergrößen zur Verfügung steht. Die Ein-Sonden-Lösung Abb. 6 wurde besonders für den kleinen Bedarf entwickelt und eignet sich für die Kombination mit Stahlblech- und Gewebetanks. Die klassische Variante für ein durchschnittliches Schrägbodenlager besteht aus drei Sonden Abb. 5, die jeweils zu- und abgeschaltet werden können. Für große Lager ohne Schrägböden bietet das Unternehmen die Acht-Sonden-Lösung Abb. 8 an. Durch die Verteilung im Raum wird eine gleichmäßige Entleerung sichergestellt.

Die Mehrsondenlösungen arbeiten wartungsfrei, denn an der Umschaltstation wird von einer Sonde zur nächsten weitergeschaltet. Sollte der Pelletfluss einmal gestört sein, wird eine Rückspülung aktiviert, die den Schlauch sozusagen reinigt. Von diesen Vorgängen bemerkt der Anlagenbetreiber nichts, denn sie laufen automatisch ab. Darüber hinaus kann man am Kessel die Zeiten für den Pellet-Transport vom Lager in den Vorratsbehälter direkt am Kessel Abb. 9 definieren, damit in Ruhezeiten keine Betriebsgeräusche auftreten.

Sicherheit durch genormte Pellets

Der störungsfreie Betrieb wird durch die Qualität des Brennstoffs mitbestimmt. In Deutschland gilt seit 2010 die Norm DIN EN 14961-2²⁾, die drei Güteklassen unterscheidet. A1 entspricht größtenteils der früheren DINplus-Qualität und sollte bevorzugt eingesetzt werden, A2 und B sind Stufen geringerer Qualität. Außerdem hat das Deutsche Pelletinstitut (DEPI) das Zertifikat ENplus eingeführt, das neben den Kriterien für die Holzpellets Anforderungen an die Produktion, die Qualitätssicherung, die Lagerung und Logistik sowie die Auslieferung stellt Abb. 10. Ein wesentliches Kriterium bildet der Feinanteil, der bei genormtem Brennstoff ≤1 % sein muss. Er kann sich allerdings durch den Umgang mit dem Material – vor allem durch unsachgemäße Befüllbedingungen – erhöhen und womöglich zu Störungen bei der Zuführung zum Kessel oder bei der Verbrennung führen.

Marion Paul-Färber, Pressebüro Dieter Last

1) VDI-Richtlinie 3464 (Entwurf) Emissionsminderung – Lagerung von Holzpellets beim Verbraucher – Anforderungen an das Lager unter Sicherheitsaspekten. Berlin: Beuth Verlag, September 2012

2) DIN EN 14961-2 Feste Biobrennstoffe – Brennstoffspezifikationen und -klassen – Teil 2: Holzpellets für nichtindustrielle Verwendung. Berlin: Beuth Verlag, September 2011

Mehr Infos zum Thema im TGAdossier Pellets: Webcode 720

Die richtige Abgasanlage für Holzpellet-Heizkessel erfüllt folgende Voraussetzungen:

Wenn die Abgasanlage für den feuchte-unempfindlichen Betrieb eingesetzt wird, muss das System über eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung verfügen. Außerdem muss es rußbrandbeständig sein, wenn eine Feuerstätte für den Brennstoff naturbelassenes Holz (gilt ebenso für Gas und Heizöl EL) für die trockene Betriebsweise angeschlossen wird.

Für Neubau und Sanierung werden verschiedene ­Systeme in unterschiedlichen Abmessungen ange­boten. Dazu zählen z.B. einwandige Abgasanlagen Abb. 11, die in bestehende Schornsteine eingebaut werden, und Leichtbauschächte, die Keramik- oder Edelstahlrohre aufnehmen. Doppelwandige Edelstahlelemente Abb. 11 eignen sich für die Außen- und Innenmontage. Bei letzterer ist eine Verkleidung mit entsprechendem Feuerwiderstand notwendig. Im Sockelbereich wird ein Kondensatabfluss mit Siphon integriert. Außerdem empfiehlt es sich, eine Nebenlufteinrichtung einzubauen, die den gleichmäßigen Schornsteinzug gewährleistet und so die Verbrennung des Wärmeerzeugers optimiert. Sie sitzt entweder im Verbindungsstutzen zwischen Feuerstätte und Schornstein oder in der Schornsteinwange.