Die Beschickung von Pelletbrennern mit Holzpellets wird in Pelletöfen mit unterschiedlichen Systemen durchgeführt.
Der Transport der Pellets in die Brennschale des Ofens erfolgt je nach Technikdesign von oben, von der Seite oder von unten. Entsprechend nutzt man „Fallschachtfeuerungen“, „Seiteneinschubfeuerungen“ oder „Unterschubfeuerungen“. Stromlose Pelletöfen werden mit Füllschachtfeuerungen bedient.
In automatisierten Pelletöfen wird in der Regel die Fallschachtfeuerung eingesetzt.
Fallschachtfeuerung #
Mittels einer Förderschnecke werden die Pellets aus dem Vorratstank in eine Position oberhalb des Brenners transportiert. Von dort rutschen sie über eine Fallrinne in den Brennertopf.
Die Zündung der Pellets erfolgt über eine Zündpatrone, in der durchströmende Luft auf ca. 800°C erhitzt und dem Brennertopf gezielt zugeführt wird.
Für den nötigen Luftzug sorgt ein abgasseitig angeordnetes Saugzuggebläse. Die Verbrennungsluft wird in den Brennraum hinein „gesaugt“, und die Abgase werden anschließend in den Schornstein geblasen.
Die zur Verbrennung notwendige Primärluft wird dem Brennertopf über seitliche Düsen zugeführt. Der Verbrennungsbereich ist klar definiert, die Verbrennung kann exakt gesteuert werden.
Die Steuerung der Verbrennung -also die momentane Wärmeleistung- wird in der Regel über einen Temperatursensor eingestellt. Die Leistung wird aus der Abgas- oder Brennraumtemperatur ermittelt. Anpassung erfolgt über die Drehzahl des Saugzuggebläses (Verbrennungsluftzufuhr) und die Fördergeschwindigkeit der Förderschnecke (Brennstoffmenge).
Der Pelletnachschub und die Glutzone sind konstruktiv getrennt. Hierdurch kann die Anlage schnell, emissionsarm und rückbrandsicher abgestellt werden. Die Pelletzufuhr von oben ermöglicht eine gleichmäßige, statistische Verteilung der neu eingebrachten Pellets über das gesamte Glutbett. Neu zugeführte Pellets brennen einheitlich an, mit konstanter Verbrennung über die gesamte Brennerfläche.
Die exakte Verteilung des Brennstoffs sorgt für eine saubere Verbrennung mit hohem Wirkungsgraden und niedrigen Schadstoffemissionen. Der Anteil der Restasche ist gering.
In wasserführenden Pelletöfen befindet sich in der Regel hinter dem Brennraum eine am Heizkreislauf angeschlossene Wassertasche. Zusätzlich werden die heißen Abgase durch einen Abgaswärmetauscher geführt und erhitzen hierdurch ergänzend das Heizwasser. Je nach Ofentyp werden circa 10 – 30 % der Verbrennungswärme über die Sichtscheibe und das Gehäuse direkt an den Aufstellungsraum abgegeben.
Seiteneinschubfeuerung #
Die vergleichsweise aufwändigen Seiteneinschubfeuerungen finden ihre Anwendung vorrangig im Kesselbereich, bei Kombigeräten (Scheitholz + Pellets) und in Sonderanwendungen.
Die Pellets werden über eine Förderschnecke von der Seite in das Glutbett geschoben. Vorteil dieser Bauweise ist, dass, im Vergleich zur Fallschachtfeuerung mit Pelletrutsche, keine Bauteile in den Brennraum ragen. Entsprechend kann der Brennraum variabler ausgeformt werden. In Kombigeräten kann ein Brennraum für die Scheitholzfeuerung gestaltet werden, der einen optimalen Ausbrand ermöglicht.
Anstelle eines Brennertopfes wird bei der Seiteneinschubfeuerung ein flach geformter Brennteller eingesetzt.
Nachteilig beim Seiteneinschub ist insbesondere die ungleiche Verteilung von glühenden und neu zugeführten Pellets. Die Verbrennung der frischen Pellets findet nicht von unten nach oben, sondern von einer Seite zur anderen statt. Das Glutbett befindet sich dabei in voller Ausprägung immer an der von der Schnecke abgewandten Seite. Es ist daher ein ausgeklügeltes System an Primärluftbohrungen erforderlich.
Das Schneckenende befindet sich permanent im heißen Verbrennungsbereich. Entsprechend muss die Schnecke gegen Verschleiß gesichert werden. Des Weiteren sind Maßnahmen zu treffen, die verhindern, dass es zu einem Verklemmen oder Verstopfen der Schnecke durch Verbrennungsrückstände kommt. Außerdem ist die Rückbrandsicherheit zum Pellettank zu gewährleisten.
Unterschubfeuerung #
Hier werden die Pellets mittels einer Förderschnecke von unten in einen Brennteller (Feuermulde/Retorte) gedrückt. Nach der Verbrennung wird die verbleibende Asche durch die nachgedrückten Pellets über den Tellerrand geschoben und fällt in den darunterliegenden Aschebehälter.
Ein Metallrohr, an dessen Ende sich die Loch-Brennschale aus Stahl befindet, bildet die Basiseinheit des Unterschubbrenners. Von unten einströmende Luft (Primärluft) lässt das Brenngut relativ gleichmäßig abbrennen. Die entstehenden brennbaren Gase vermischen sich mit der Sekundärluft. Diese wird durch seitliche Düsen als Nachverbrennungsluft eingeblasen.
Die von unten eingeschobenen Pellets werden zunächst vorgeheizt, danach gelangen sie in die Glutzone, wo sie ausgasen. Die Reste werden in der Verbrennungsflamme nachverbrannt. Dieser kontinuierliche Prozess ermöglicht eine sehr effiziente Brennstoffausnutzung mit hohem Wirkungsgrad.
Ein weiterer Vorteil der Unterschubfeuerung ist der konstante Asche- und Schlackeaustrag.
Da sich keine Verbrennungsrückstände am Brennerboden sammeln, sind die Reinigungszyklen wesentlich verkürzt, insbesondere, wenn das Gerät ohne Pausen über längere Zeiträume betrieben wird. Auch kann der Brennraum für die Nachverbrennung ohne Einschränkungen ideal gestaltet werden.
Da Förderschnecke und Fördertrog in der Ausbrandphase sehr hoch temperaturbelastet werden, des Weiteren die Rückbrandsicherheit gewährleistet sein muss, ist eine teure und aufwändige Konstruktion notwendig. Die Unterschubfeuerung wird nur im Kesselbereich, bei planbar langen Betriebszyklen, genutzt.
Füllschachtfeuerung (stromlose Pelletöfen) #
Der namensgebende Füllschacht dieser Geräte besteht aus einem, meist hinter der Brennkammer angeordneten, schlauchartigen Pellettank, welcher sich unten zu einer Pelletrutsche verengt und in einer breiten Feuermulde endet. Die Verengung findet dabei nur in der Schachthöhe statt. Die Pelletrutsche erstreckt sich nahezu über die gesamte Breite der Brennkammer.
Die Pellets rutschen durch Schwerkraft in die Feuermulde, wo sie zunächst manuell entzündet werden. Die Verbrennung läuft von hinten nach vorne ab.
Die Füllmenge beträgt meist 1 Sack Pellets (15 kg). Über Naturzug erfolgt der Abbrand mit weicher Flamme über einen Zeitraum von 10-20 Stunden. Die Verbrennungsluft kann manuell an die gewünschte Heizleistung und den Schornsteinzug angepasst werden.
Vorteilhaft ist der einfache Aufbau der Geräte, ohne mechanisch zu bewegende Bauteile. Nachteilig ist, dass keine automatisierte Verbrennung stattfinden kann. Das Feuer muss von Hand entzündet werden. Der Abbrand umfasst immer die komplette Füllung. Nach dem Abbrand sind evtl. Aschereste aus der Brennkammer manuell zu entfernen.
Als Nischenprodukte werden stromlose Pelletgeräte vorrangig in Gebäuden oder Räumen eingesetzt, die über keinen Elektroanschluss verfügen.
Die automatisierten Öfen von ORANIER werden grundsätzlich mit Fallschachtfeuerung betrieben.
