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.

Günstige Oxidationsbedingungen
Das Wirkungsprinzip des innovativen Pall-Ring-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 z. B. 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.

Stabileres Verbrennungsverhalten
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 bzw. Druckverlust sind bauartbedingt sehr gering, die Technik ist so ideal für im Naturzug betriebene Einzelraumfeuerungsanlagen geeignet.

Innovative Unternehmen gefragt
„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.“

Dank der technischen, ökonomischen und ökologischen Vorteile hat die Einbautentechnik bereits grosses Interesse und Akzeptanz in der Branche Kleinfeuerungsanlagenhersteller erlangt und wird bereits mehrfach, u. a. von Ambio GmbH, Camina Schmid Feuerungstechnik GmbH & Co. KG, Wodtke GmbH und CTM Deutschland verwendet. Diese innovative und zukunftsträchtige Technik ist aber nicht nur für Einzelraumfeuerungen, sondern auch für den Einsatz in automatisch sowie in handbeschickten Heizkesseln geeignet. Das Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP strebt daher an, effiziente Einbautensysteme für weitere Anwendungen im Bereich der Kleinfeuerungsanlagen gemäss 1. BImSchV zu entwickeln.

Text: Deutsche Fachagentur für nachwachsende Rohstoffe (FNR)