Pufferspeicher für Scheitholzkessel: Lieber eine Nummer größer?
Für Scheitholz ist die Notwendigkeit trotz technischer Weiterentwicklung keine Diskussion, und im Grunde genommen auch für Holzpellets nicht. Denn Kessel, die mit fester Biomasse heizen, haben eine längere Reaktionszeit als Systeme auf Basis von Heizöl oder Gas. Der Kessel fährt eine gewisse Zeit an, bis er optimal verbrennt und außerdem lässt sich die Verbrennung nicht einfach abschalten.
Eine Installation ignoriert diese systembedingte relative Trägheit dann, wenn kein Pufferspeicher eingebaut wird. Das hätte häufige Start-Stopp-Phasen des Kessels zur Folge und damit auch eine suboptimale Verbrennung, mehr Asche und einen erhöhten Stromverbrauch wegen der vielen Zündphasen. Für Scheitholzvergaser gehört ein Pufferspeicher erst Recht zur notwendigen Grundausstattung. Daran ändert sich auch nichts, obwohl die modernen Vergaser bereits in gewissem Umfang modulieren können.
Leistung limitiert über Primärluft
Stand der Technik sind heute Scheitholzkessel, die über eine automatische Leistungs- und Feuerungsregelung verfügen. Sie haben Kesselwirkungsgrade zwischen 88 und 95%.
Im Unterschied zu einem Volllastkessel brennen diese Kessel das Brenngut nicht nur auf einer Stufe, der Maximalstufe, herunter. Sie sind in der Lage, die Kesselleistung an die Wärmeabnahme zu koppeln, was mal mehr, mal weniger sein kann. Dies geschieht automatisch. Die Leistung wird über die Primärluft limitiert. Die Menge wird über die Gebläsedrehzahl geregelt. Sie dehnen das Intervall, an dessen Ende der Kessel aufs Neue befüllt werden muss, auf ein Maximum aus. Denn sie binden die Leistung an die Wärmeabnahme. Sie machen also nicht immer „Volldampf“.
„l/kW“ hat begrenzte Aussagekraft
In Deutschland schreibt die 1. BImSchV diesen Anlagen mindestens 55 l/kW Pufferspeicher vor. Übers BAFA-BEG-Programm erhalten Scheitholzvergaser nur in Verbindung mit mindestens 55 l Puffer pro kW eine Förderung. Allerdings ist der Bezug der Speichergröße auf die Kesselleistung allein genommen bei genauerer Betrachtung nicht zielführend, selbst wenn unbedingt immer auch die Heizlast des Gebäudes berücksichtigt werden muss.
Vielmehr zählt, das Pufferspeichervolumen nach dem Fassungsvermögen des Füllraums zu bemessen. Denn die kW-Zahl ist in diesem Zusammenhang ja nur die Größe dafür, wie schnell der Kessel das Brenngut abarbeiten kann. Genauso wichtig ist aber auch, wieviel Brennstoff pro Ladevorgang verbrannt wird und hier ist das Volumen des Füllraums die bestimmende Größe. Die 1. BImSchV „übersetzt“ indes die l/kW Untergrenze auch in l pro l Füllraum: mindestens 55 l/kW bzw. mindestens 12 l pro l Füllraum.
Schlussendlich bezieht das l/kW-Verhältnis auch nicht das Verhalten des Benutzers ein. Wer möglichst selten Holz nachfüllen will, also immer volllädt, benötigt tendenziell einen größeren Pufferspeicher als jener, dem häufigeres Nachladen nichts ausmacht. Grundsätzlich lässt sich für Pufferspeicher an einem Scheitholzvergaser diese Empfehlung aussprechen: Er sollte eher größer als zu klein bemessen sein.
Speicher nach Vorschrift ist klein
Aber was ist klein und was ist groß? Die die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR) gibt in ihrer nach wie vor aktuellen Marktübersicht „Scheitholzvergaserkessel/Kombikessel 2020“ eine Orientierung, was man als „großen“ und was man als „kleinen“ Speicher sehen kann: Wer ohne Probleme auch mehrere Befüll- bzw. Nachlegeintervalle pro Tag akzeptiert, könne sich an der Untergrenze von 55 l/kW orientieren. Ein Nutzer, der von seinem Kessel einen weitgehend autonomen Betrieb erwarte oder aus Zeitgründen nur maximal einmal pro Tag nachlegen könne oder wolle, sollte eher ein Pufferspeichervolumen von 100 l/kW wählen. Die FNR sieht damit auch einen Pufferspeicher, der die BImSchV-Vorschrift erfüllt, eher als einen kleinen Speicher an.
Blick in die Praxis
Auch Hersteller teilen die FNR-Sicht. Selbst wenn die konkreten Empfehlungen auseinander gehen, ist doch der Tenor gleich, dass man eher größer dimensionieren sollte. Kesselhersteller HDG Bavaria empfiehlt in der Regel immer mehr Puffervolumen, als in der 1. BImSchV gefordert ist, bei 30 kW sollten es mindestens 2.000 l Pufferspeicher sein, so das Unternehmen aus Massing bei München. Ab 30 kW empfiehlt HDG mindestens 3.000 l Speicher. „Unsere Kunden bauen aber häufig sogar noch einen größeren Speicher ein“, berichtet Florian Mittermeier, Produktmanager bei HDG.
KWB empfiehlt als Faustregel 16 l Puffer pro l Füllraum. Produktmanager Manfred Breitenbrunner erläutert auch, wieso zwischen Groß und Klein allerdings immer eine gewisse Jonglage besteht: „Ist der Puffer zu klein dimensioniert, schaltet sich der Kessel immer wieder in den Betriebszustand „Feuer-Erhaltung“. In diesem Betriebszustand wird die Verbrennungsluft auf ein Minimum reduziert, die Flamme erlischt und es kommt zu Teerbildung im Füllraum. Ist der Puffer hingegen zu groß dimensioniert, sind auch die Abstrahlverluste (Wärme) vom Puffer viel größer. Empfehlenswert ist natürlich ein auf die jeweilige Anforderung individuell dimensionierter Pufferspeicher. Im Zweifelsfall ist eine Überdimensionierung besser als ein zu kleiner Pufferspeicher. Ein zu großer Pufferspeicher bereitet der Anlage keine Probleme, er hat aber mehr Abstrahlungsverluste.“
Horst Seeger, Schulungsreferent bei Windhager, bringt noch einen weiteren Aspekt pro größerer Pufferspeicherdimensionierung ein als die vom Gesetzgeber geforderte. Zwar wären z.B. bei einem 18-kW-Kessel ein Puffer mit 990 l rein rechnerisch förderfähig. Er argumentiert aber, dass das für den Komfort nicht förderlich sei: „Ein Betreiber solcher Anlagen kann in den Übergangszeiten seinen Kessel nicht voll schichten. Er muss genau schauen, was noch in den Kessel darf bzw. was der Puffer noch aufnehmen kann.“
Alle Beteiligten empfehlen wärmstens, sich an die Auslegungskonzepte zu halten. „Wenn man dies beachtet, dann sollte nichts schiefgehen“, resümiert Ferdinand Tischler, Geschäftsführer bei ETA.
Dittmar Koop ist Journalist für Erneuerbare Energien und Energieeffizienz.
