Planungsmappe. Effizient. Innovativ. CO 2 -neutral Nachhaltig. Hackgutanlage kw. Qualität Know-how

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1 Planungsmappe Hackgutanlage kw Effizient Innovativ Qualität Know-how CO 2 -neutral Nachhaltig

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3 Inhalt 01 Allgemeines Sicherheitshinweis Wartungshinweis Kesseltemperatur Kaminvorgabe Wirksame Höhe Was sind Hackschnitzel / ist Hackgut eigentlich? Zu verwendendes Hackgut 7 02 Hackgutlagerung Gestaltung des Hackgutlagers Planungshilfe im Detail Heizanlagenbeschreibung Hackgutanlage Mikroprozessorregelung Technische Daten Beschreibung Hackgutkessel Details Hackgutkessel HZ Abmessungen HZ Details Hackgutkessel HZ150 / HZ Abmessungen HZ150 / HZ Fördertechnik / Raumaustragung Beschreibung / Details Fördertechnik Beschreibung / Details Raumaustragung Beschreibung / Details Förderschneckensystem Stokersystem Kesselschnitt Betriebssicherheit Planungsbeispiele Hydaulikschemen 32

4 01 Allgemeines Objekte mit hoher Sicherheit in Bezug auf Wärmeversorgung (Hotelerie, Prozesswärme,...) sind als Doppelkessel-Anlagen auszuführen. Bei Nichtbeachtung lehnen wir sämtliche Forderungen aufgrund von Folgeschäden durch mangelnde Wärmeversorgung ab. Bei einem Biomasseheizsystem bedarf es anlagenbedingt einer entsprechenden Betreuung (durch den Hausmeister, Portier, ), damit die vorgeschriebenen Wartungsarbeiten regelmäßig durchgeführt werden! Bitte beachten Sie, dass im Zuge der Gewährleistung die vorgeschriebenen Wartungsintervalle einzuhalten sind! Bei stark wechselndem Brennstoffmaterial ist der Feuerungsregler durch den Werkskundendienst bei jeder Neubefüllung neu einzustellen! Das Heizsystem ist so auszulegen, dass auf eine Dauer von mindestens 2 Stunden 50% der Kesselsystemleistung abgenommen werden können. 1.1 Sicherheitshinweis Die verpflichtende Wartung der Anlage ist mindestens einmal jährlich, spätestens jedoch nach Erreichen von 1500 Volllaststunden (bei einem Leistungsbereich von % ) vom autorisierten Fachpersonal durchführen zu lassen. Wird KEIN Service durchgeführt, erlischt die Gewährleistung. In Anlehnung an die in Österreich gültigen Richtlinien für vorbeugenden Brandschutz TRVB H 118 sind wöchentlich, monatlich und jährlich kontrollierte Wartungsabläufe erforderlich. Siehe Kontrollbuch HZ welches auf unserer Homepage zum Download zur Verfügung steht. 1.2 Wartungshinweis Wartung gemäß Kontrollbuch HZ Die Wartung ist lt. Kontrollbuch wöchentlich auszuführen. Der Kessel ist mit einer automatischen Wärmetauscherreinigung ausgestattet. Die Reinigung des Rauchrohres und des oberen Abgassammlers (Kesseldeckel oben abnehmen) ist je nach Einbausituation und Hackgutqualität mehrmals jährlich durchzuführen. Putz- und Reinigungsanleitung beachten! Jahreswartung: 1 mal jährlich muss die Anlage von einem Fachmann überprüft, gereinigt und neu eingestellt werden. Wir ersuchen Sie, sich diesbezüglich mit unserer Firma oder mit unserem Vertragspartner in Verbindung zu setzen. Bei nicht genehmigten Umbauten und Manipulationen der Heizanlage erlischt jegliche Gewährleistungspflicht! Gewährleistung: 5 Jahre auf Wärmetauscherdichtheit 3 Jahre auf Kessel und Stahlbau 2 Jahre auf Elektroausrüstung Ausgenommen Verschleißteile 1.3 Kesseltemperatur Der Kessel sollte mindestens eine Temperatur von 70 Grad Celsius erreichen. Wird diese nicht erreicht, so ist der Kessel zu reinigen. Durch eine auf 60 Grad Celsius eingestellte Rücklauftemperaturanhebung wird eine gleichmäßige Durchspülung des Kessels erreicht und die Korrosion der Kesselinnenwände verhindert. Bei fehlerhafter Funktion der Rücklauftemperaturanhebung (Rücklauftemperatur im Regelbetrieb nicht immer über 55 C) erlöschen die Garantieansprüche! 4

5 1.4 Kaminvorgabe Es ist ein feuchteunempfindlicher (FU) Schornstein (Empfehlung Werkstoff bzw ) mit einem maximalen Kaminzug von 30 Pa (0,30 mbar), je nach Anlagentype, erforderlich. Die Verbindungsleitung (Abgasrohr) ist mit mindestens 10 Steigung zu verlegen (optimal sind ) mit einer maximalen Länge von 3,0 Metern. Das Abgasrohr ist mit mindestens 25 mm zu isolieren. Den Kaminanschluss möglichst mit 45 Bögen ausführen. Bei einem Anschluss mit 90 Bögen kann es zu Abgasproblemen kommen. Die Einbindung des Abgasrohres in den Kamin muss so erfolgen, dass kein Kondenswasser in den Kessel fließen kann. Der Heizkessel und der Schornstein müssen aufeinander abgestimmt sein (siehe Kaminempfehlung). Als Berechnungshilfe ist die EN anzuwenden. Der Kamin muss feuchteunempfindlich (FU) sein! Der Einbau eines Zugreglers ist erforderlich. Anlagentyp HZ35 HZ50 HZ100 HZ150 Notwendiger Förderdruck - MIN (mbar / Pa) 0,1 / 10 0,1 / 10 0,15 / 15 Notwendiger Förderdruck - MAX (mbar / Pa) 0,3 / 30 0,3 / 30 0,3 / 30 Kamindurchmesser (mm) / 300 Kaminberechnung nach Norm EN EN EN Anforderungen an das Abgasrohr Das Abgasrohr steigend an den Kamin anschließen mindestens 10, ideal sind 30 bis 45 Das Abgasrohr darf nicht reduziert werden, der Durchmesser des Abgasrohres muss jenem des Abgasstutzen entsprechen Das Abgasrohr muss druckdicht ausgeführt und über die ganze Länge mit mindestens 25 mm dicker Wärmedämmung versehen sein 600 mm >10 _ (30-45 ) ➀ ➀ Der Zugregler ist mindestens 600 mm unterhalb des Abgasrohreintritts in der Abgasanlage einzubauen ACHTUNG: Wird der Kaminzugregler auf Grund der bauseitigen Situation entgegen der unten vorgeschlagenen Stelle, direkt im Rauchrohr eingesetzt, ist mit einer erhöhten Staubbelastung im Heizraum zu rechnen - BITTE bei der Planung beachten! Wirksame Höhe Die wirksame Höhe ist die Kaminlänge zwischen der Abgaseinführung in den Kamin und der Kaminmündung.Der Kamin ist den örtlichen, gesetzlichen Vorschriften anzupassen! Der emissionsarme Betrieb gemäß Qualitätssiegel ist nur dann gewährleistet, wenn die Anlage mit den niedrigen Abgastemperaturen der kleinsten Wärmeleistung (30% der Nennlast) betrieben werden kann. Dies erfordert in der Regel einen säurefesten Kamin. 5

6 1.5 Was sind Hackschnitzel / ist Hackgut eigentlich? Unter Hackschnitzel wird maschinell zerkleinertes Holz verstanden, das zur Beschickung automatisch betriebener Holzfeuerungen dient. Hackschnitzel können unterschiedliche Herkünfte haben. Man unterscheidet Hackschnitzel aus Waldfrischholz, Sägewerksresthölzern, der Landschaftspflege, unbelastetem Altholz, belastetem Altholz und Kurzumtriebsplantagen. Hackschnitzelheizungen sind wirtschaftlich sinnvoll ab einem Energiebedarf von 20 kw und eigenen sich deshalb vorzugsweise für größere Gebäude. Feinhackgut mit Stückgrößen von ca. 3 cm eignet sich aber auch für den Betrieb von Kleinanlagen. Gröbere Hackschnitzel werden in großen Biomasseheizwerken eingesetzt. Bei der Aufbereitung von Waldhackschnitzeln kommen sehr unterschiedliche Verfahrensabläufe zur Anwendung. Sie unterscheiden sich vor allem im Mechanisierungsgrad. Dabei ist stets entweder eine Nutzung bestimmter Holzsortimente (z. B. nur des Schlagabraums oder des Stammes) oder auch eine Vollbaumnutzung möglich. Zur Herstellung von grobem oder feinem Hackgut aus Holz können schnell laufende Hacker und Schredder oder langsam laufende Zerspaner ( Trommelreißer ) eingesetzt werden. Hacker werden als Scheiben-, Trommel- und Schneckenhacker angeboten. Qualität und Lagerfähigkeit von Hackschnitzeln werden vom Wassergehalt geprägt. Hackschnitzel haben waldfrisch eine Feuchtigkeit von ca. 40 %, sofern man das frisch geschlagene Holz ca. 6 Monate im Wald belässt und danach erst weiter verarbeitet. Darüber hinaus ist eine Vortrocknung auf Werte unter 40 % empfehlenswert. Bei der Verbrennung von ungenügend trockenem Hackgut wird nämlich ein Teil der Energie für die Verdampfung des Wassers benötigt und mindert so den Heizwert. Außerdem wird damit die für die Gesundheit bedenkliche Bildung von Pilzsporen bei der weiteren Lagerung vermieden. Trockenes Hackgut benötigt darüber hinaus eine wesentlich kleinere Lagerfläche. Die Maßeinheit bei Hackgut ist der Schüttraummeter (Srm). Er wiegt, je nach Holzart, Teilchengröße und Feuchte, ca kg. Der Energiegehalt liegt bei einer Restfeuchte von 40 % zwischen 2,5 und 4,0 GJ/Srm. Hackschnitzel bestehen zu 100 % aus Holz. Sie haben einen Brennwert von etwa 4,0 kwh (= 14,4 MJ) je kg (je nach Holzart, bei ca. 20 % Wassergehalt) und sind zur automatischen Beschickung von Hackgutanlagen mittels Förderschnecken mit Federblattaustragungen geeignet. Wassergehalt: Je nach Baumart können verschiedene zentrale Eigenschaften der Holzhackschnitzel variieren und somit den Brennwert beeinflussen. Dies betrifft insbesondere den Wassergehalt, der einen wichtigen Einfluss auf den Heizwert der Hackschnitzel hat und die Lagerfähigkeit beeinflusst. Hackschnitzel mit einem Wassergehalt von weniger als 30 % gelten als für die Lagerung geeignet und es wird mit keinem oder keinem wesentlichen mikrobiellen Abbau der Schnitzel gerechnet. Waldfrische Hackschnitzel enthalten dagegen einen Wasseranteil von 50 bis 60 %. Erntefrisches Nadelholz hat einen Heizwert, der etwa bei 2 kwh/kg liegt, bei 20 % Wasseranteil ist der Heizwert doppelt so hoch und liegt bei etwa 4 kwh/kg Größe und Größenverteilung: Weitere Eigenschaften sind die Größe und Größenverteilung und die Schüttdichte der Hackschnitzel und die Energiedichte als Brennstoff sowie die für den Transport und die Lagerung notwendige Raumgröße. Das sehr dichte Eichen und Buchenholz (571 bzw. 668 kg Trockenmasse [TM] / Festmeter [fm] ) hat mit einem Wasseranteil von 20% einen Heizwert von etwa 1100 kwh/schüttraummeter, das weniger dichte Pappelholz (353 kg Trockenmasse [TM] / Festmeter [fm] ) weist dagegen bei gleichem Wasseranteil einen Brennwert von nur 680 kwh/schüttraummeter auf. Rindenanteil: Einfluss auf die Qualität der Hackschnitzel hat auch der Rindenanteil. Wird für Hackschnitzel die als Brennmaterial in kleineren Hackgutanlagen zum Einsatz kommen üblicherweise entrindetes Holz verwendet, so enthalten die geringerwertigen Rindenhackschnitzel größere Rindenanteile. Sie werden vor allem aus Waldrestholz, Schwachholz und anderem minderwertigen Holz (zum Beispiel aus einer Durchforstung, Schnittgut aus Landschaftspflegemaßnahmen) produziert. Sie können für die Produktion von Spanblatten oder zur Energieerzeugung in größeren Anlagen wie Biomasseheizwerken oder Biomasseheizkraftwerken verwendet werden. 6

7 1.6 Zu verwendendes Hackgut Folgender Brennstoff ist für die Biotech Hackgutheizungen zugelassen: Hackgutheizkessel HZ50: Hackgut nach EN P16A/B - P45A / M35, A1.0 Hackgutheizkessel HZ100: Hackgut nach EN P16A/B - P45A / M35, A1.0 Hackgutheizkessel HZ150: Hackgut nach EN P16A/B - P45A / M35, A1.0 Hackschnitzel: Größenklassen (Feinanteil < 1 mm: < 5 %) Klasse ÖNORM M 7133 P16A P16B P45A P45B G30 G50 Minimum 75 m-% in Hauptfraktion, mm a 3,15 P 16 mm 3,15 P 16 mm 8 P 45 mm 8 P 45 mm Feinanteil m-% (<3,15 mm) 12 % 12 % 8 % b 8 % b Grobfraktion, m-% 3 % > 16 mm und alle 30 mm c 3 % > 45 mm und alle 120 mm c 6 % > 63 mm und max. 3,5 % > 100 mm, alle < 120 mm 6 % > 63 mm und max. 3,5 % > 100 mm, alle < 350 mm P63 G100 8 P 63 mm 6 % b 6 % > 100 mm und alle < 350 mm P P 100 mm 4 % b 6 % > 200 mm und alle < 350 mm Klasse: P16 Größe Hauptfraktion: zwischen 3,15 Millimeter und 16 Millimeter. Feinanteil: Holz kleiner als 3,15 Millimeter; Anteil maximal zwölf Prozent. Größe Grobanteile: größer als 16 Millimeter in Variante P16A und als 31.5 Millimeter in Variante P16B Klasse: P45 Größe Hauptfraktion: zwischen 8 Millimeter und 45 Millimeter. Feinanteil: Holz kleiner als 3,15 Millimeter; Anteil maximal acht Prozent. Größe Grobanteile: größer als 100 Millimeter. a Die Werte (P-Klasse) für die Dimensionen referenzieren zur Partikelgröße, die durch ein Sieb nach pren passt. b Hauptfraktion für P45B ist 3,15 P 45 mm, für P63 ist 3,15 P 63 mm und für P100 ist 3,15 P 100 mm und weiters darf der Feinanteil 25-Gew.% nicht überschreiten, wenn das Ausgangsmaterial Reststoff aus der Schlägerung ist, welches Zweige, Nadeln oder Blätter enthält. c Der Querschnitt der übergroßen Partikel darf für P16 <1 cm 2, für P45 < 5 cm 2, für P63 < 10 cm 2 und für P100 < 10 cm 2 sein. 7

8 Klassifizierung der Herkunft: Erntefrisches Holz: Herkunft: Vollbäume ohne Wurzeln Laubbaumholz Nadelbaumholz Handelsform: Holzhackschnitzel Eigenschaften: P16A/B P45A, Wassergehalt M35, Aschegehalt A1.0 Herkunft: Stammholz Laubbaumholz Nadelbaumholz Handelsform: Holzhackschnitzel Eigenschaften: P16A/B P45A, Wassergehalt M35, Aschegehalt A1.0 Herkunft: Waldrestholz Trocken, Laubbaumholz Trocken, Nadelbaumholz Handelsform: Holzhackschnitzel Eigenschaften: P16A/B P45A, Wassergehalt M35, Aschegehalt A1.0 Industrie-Restholz: Herkunft: Chemisch unbehandelte Holzrückstände Holz ohne Rinde, Laubbaumholz Holz ohne Rinde, Nadelbaumholz Handelsform: Holzhackschnitzel Eigenschaften: P16A/B P45A, Wassergehalt M35, Aschegehalt A1.0 Gebrauchtholz: Herkunft: Chemisch unbehandeltes Holz Holz ohne Rinde Handelsform: Holzhackschnitzel Eigenschaften: P16A/B P45A, Wassergehalt M35, Aschegehalt A1.0 Hackschnitzel: Heizwert in Abhängigkeit des Wassergehaltes Wassergehalt M 0 % 15 % 20 % 30 % 50 % Feuchte u 0 % 18 % 25 % 43 % 100 % Heizwert Nadelholz [kwh/srm] Heizwert Laubholz (hart) [kwh/srm] Heizwert Laubholz (weich) [kwh/srm]

9 Schüttdichte Klassengrenzen Bezeichnung S160 S 160 kg/m 2 Geringe Schüttdichte Holzhackgut S kg/m 2 < S 200 kg/m 2 Mittlere Schüttdichte Holzhackgut S250 S > 200 kg/m 2 Hohe Schüttdichte Holzhackgut Schüttdichte von Hackgut nach ÖNROM M7133 Aschegehalt Klassengrenzen Bezeichnung A1 A o,5 % Holzhackgut mit geringem Rindenanteil A2 0,5 % < A 2,0 % Holzhackgut mit geringem Rindenanteil Aschegehalt von Hackgut nach ÖNROM M7133 9

10 02 Hackgutlagerung Bei der Lagerung von Hackschnitzeln sind wesentlich mehr Aspekte als bei der Holzlagerung zu beachten. Die Stoffwechseltätigkeit von Pilzen und Bakterien kann zu einer Wärmeentwicklung der frisch eingelagerten und feuchten Hackschnitzel führen. Dabei können Temperaturen von über 80 C erreicht werden. Unter Umständen ist eine weitere Temperaturerhöhung auf über 100 C möglich. Diese kann zu einer Selbstentzündung führen. Ob und wie schnell es zu einer Temperaturerhöhung kommt, hängt von Wassergehalt, Materialstruktur, Materialdichte, eingelagerter Menge, Ort und Art der Einlagerung, Biomasseart, Verunreinigungen, Umgebungstemperatur und vom Anfangsbefall mit Bakterien oder Pilzen ab. Neben der Wärmeentwicklung kann es infolge von Pilzwachstum und bakterieller Aktivität zu einem Substanzabbau der brennbaren organischen Substanz kommen. Zur Minimierung solcher Verluste, muss die biologische Aktivität möglichst unterbunden werden. Dazu bieten sich die folgenden Maßnahmen an Einlagerung möglichst trockener Hackschnitzel Vermeidung von Nadeln und Blättern als leicht mikrobiell angreifbares Material Minimierung der Lagerdauer Schutz vor Befeuchtung (Niederschlagsschutz) Gute Belüftung (Wärme- und Feuchteabfuhr) Optimale Schütthöhe Vermeidung der Entwicklung von zu vielen Feinsubstanzen Aktive Trocknung oder Belüftungskühlung Das Vermeiden von Pilzwachstum ist auch wegen der Gesundheitsgefährdung durch freigesetzte Pilzsporen von großer Bedeutung. Zu den wichtigsten Einflussfaktoren für das Pilzwachstum zählen Temperatur und Wassergehalt der Hackschnitzel. Risiken für die menschliche Gesundheit gehen vor allem von den Pilzsporen aus. Sie können sich bei der Lagerung bilden und können dann bei Um- bzw. Auslagerungsvorgängen in die Atemluft gelangen. Folgen sind verschiedene Arten von Gesundheitsschäden wir z.b. Allergien. Holz sollte möglichst in ungehackter Form vorlagern (z.b. 6 Monate im Wald) bzw. vortrocknen Die Schnitzel sollten nicht zu lange gelagert werden Grünanteile (Nadeln oder Laub) sollten minimiert und nicht eingelagert werden Der Anteil der Feinfraktion (Staub) soll niedrig sein Das Hackschnitzellager sollte möglichst entfernt von Arbeits- und Wohnplätzen angelegt sein Das Lager sollte nicht entgegen der Haupt-Windrichtung liegen Hackschnitzel sollten in der Reihenfolge der Einlagerung verbrannt werden (alte Hackschnitzel vor neuen) Heizräume und Lager sollten möglichst sauber gehalten werden Bei Außenlagerung sollten die Haufen in Form von Spitzkegeln ausgebildet werden, damit die Durchfeuchtung bei Regen möglichst gering bleibt Bei Innenlagerung ist die Dammform vorzuziehen Die Lagerräume sollen hoch und zugig sein, damit Kondensation über den Haufen verhindert wird Bei Innenlagerung soll ein Abluftsystem vorhanden sein Kleider, Nahrungs- oder Genussmittel dürfen nicht in Hackschnitzellagern aufbewahrt werden 10

11 Aufgrund ihrer Herstellungsweise sind Hackschnitzel nur in größeren Mengen und als Schüttgut erhältlich. Dies hat wiederum Einfluss auf die Größe der Lagerfläche. Die benötigten Lagerflächen sind nur in Ausnahmefällen im Einfamilienhausbereich gegeben. Gut eignet sich dagegen die Verwendung von Hackschnitzeln in Mehrfamilienhäusern, Bauernhöfen und zur Beheizung von Mikronetzen. 2.1 Gestaltung des Hackgutlagers Die Ausgestaltung des direkten Hackschnitzellagers an der Feuerungsanlage kann, wie die Beispiele darstellen, sehr unterschiedlich sein. Die Lagerbeschickung erfolgt dabei durch entsprechende Ladefahrzeuge wie z.b. Traktoren. Raumaustragung mit Steigschnecke Befüllung des Lagerraums mit Frontlader Befüllung des Lagerraums mit Gebläse Raumaustragung mit Fallrohr Länge des Schneckenkanals bis max. 12 Meter möglich (mehrere Bauteile) Die abgebildeten Einbaubeispiele dienen nur als Darstellung und können nicht 1:1 auf Ihre individuelle Einbausituation übertragen werden! 11

12 03 Planungshilfe im Detail Verwendungszweck und Einsatzgebiet: Die Kesselbaureihe HZ35 bis HZ150 ist für den Betrieb des in dieser Unterlage angeführten Brennstoffs geeignet. Die Verwendung anderer Brennstoffe oder die nicht bestimmungsgemäße Verwendung führt ausnahmslos zum Verlust der Gewährleistung. Die konstruktive Auslegung der angeführten Anlagen beruht auf einer durchschnittlichen und üblichen Jahresdauerlinie. (Der Betrieb der Anlagen erfolgt vorwiegend im Teillastbetrieb, da nur wenige Stunden bzw. Tage pro Jahr die max. Leistung erforderlich ist.) Werden die Anlagen als Grundlastkessel (vorwiegender Betrieb mit Nennlast, oder annähender Nennlast) betrieben, ist mit entsprechend hohem Verschleiß und Wartungsaufwand zu rechnen. Im Falle von Leistungen größer 300 kw empfehlen wir daher auf die von uns angebotenen Anlagen für Industrie und Gewerbe zurückzugreifen. Größe des Lagerraumes Der Lagerraum sollte in etwa so bemessen sein, dass möglichst wenige Befüllungen (max. 4 pro Jahr) notwendig sind! Da ein runder Lagerraum in den meisten Fällen nicht möglich ist, sollte man bei der Planung darauf achten, dass der Lagerraum möglichst quadratisch ist. Als Faustformel für den Gesamtjahresverbrauch gilt: 2 m3 Lagerraum pro kw Heizlast Beispiel für unsere HZ50 (Hackgutanlage mit 50 kw Leistung): 50 kw x 2 = 100 m 3 Hackgut/Jahr 100 m 3 / 4 Befüllungen pro Jahr = 25 m 3 Lagerraumvolumen 25 m 3 / 2 m Raumhöhe = 12,5 m 2 Lagerraumfläche Lösung: Die Lagerraumgrundfläche sollte im Bereich 3,5 x 3,5 m und 4 x 4 m liegen Als Alternative kann der Lagerraum bis zu einem Meter zwischen Länge und Breite abweichen. z.b. 3 x 4 m Wichtige Hinweise: Die maximale Lagerraumgröße beträgt 6 x 6 m, wobei bei dieser Dimension das Hackgut aus den Ecken nicht mehr ausgetragen werden kann (Max. Länge Federblatt beträgt 3000 mm) Unsere Raumaustragung ist auf eine Schütthöhe von bis zu 6 Meter ausgelegt! HINWEIS: Übersteigt die Schütthöhe mehr als 6 Meter, muss dies gesondert geprüft und freigegeben werden! Wichtig: Bei jeder (Neu-) Befüllung des Lagerraumes muss das Rührwerk solange fahren, bis die Rührwerksblätter vollständig eingedreht sind! Mauerdurchführung: Der Übergangstrog sollte nicht mit dem Mauerwerk einbetoniert werden, da es zu Geräuschübertragungen ins Mauerwerk kommen kann! Darum sind die Zwischenräume bei der Mauerdurchführung mit Dämmmaterial gemäß DIN bzw. ÖNORM B 3836 auszuführen. Empfehlung: Die Mauerdurchführung als Revisionsöffnung ausführen (Zur einfachen Beseitigung eventueller Verstopfungen durch überlanges Material) Seitlicher Wandschutz: Da es bei rechteckigen Lagerräumen mit den Rührwerksblattfedern zum Kontakt mit der Wand kommen kann, ist es empfehlenswert einen ca cm hohen Beschlag aus Hartholz an der Lagerraumwand anzubringen. Damit wird verhindert, dass das Mauerwerk beschädigt wird und die Rührwerksblattfedern werden geschont. Empfehlung: Für lange Brennerlaufzeiten, zur Reduzierung der Start-Stop-Emission und zur Reduzierung des Wartungsaufwandes: Heizkessel mit Pufferspeicher, Thermosiphon-Pufferspeicher oder Kombispeicher ausstatten. In der Praxis haben sich Puffergrößen zwischen 40 und 75 Liter/kW bewährt. Beachten Sie die landesspezifischen Anforderungen für Pufferspeicher. Der Betrieb der Anlage ist nur dann zulässig, wenn gewährleistet werden kann, dass für eine Dauer von mindestens 2 Stunden 50% der Kesselnennwärmeleistung abgenommen werden. 12

13 Zwischenboden: Der Zwischenboden verhindert das Liegenbleiben von Material unterhalb vom Rührwerk. Diese Konstruktion muss selbsttragend sein und darf sich unter der Belastung des Hackguts nicht verformen. Kamin / Rauchrohranschluss: Auf Grund der niedrigen Abgastemperatur (hoher Kesselwirkungsgrad) ist der Kamin feuchteunempfindlich (FU) auszuführen. Es ist ratsam, bereits in der Planungsphase den Rauchfangkehrer (Kaminkehrer) mit einzubeziehen, da er die Rauchgasanlage auch abzunehmen hat. Ein Kaminzugregler ist einzubauen! Die optimale Position für die Montage eines Kaminzugreglers ist im Kamin unterhalb der Einmündung der Abgasleitung. Wasseranschluss: Für eine lange Lebensdauer muss die Anlage mit einer Rücklaufanhebung (55 C) laut Anschlussschema ausgestattet werden. Eine Mischeransteuerung für die Rücklaufanhebung ist in der Regelung standardmäßig integriert! 04 Heizanlagenbeschreibung Hackgutanlage Die geprüfte Hackgutfeuerung Biotech HZ besteht aus: Heizkessel mit Verbrennungsteil und Ascheaustragung Fallstufe mit geprüfter Rückbrandeinheit (RSE) Stokerschnecke, Raumaustragungsschnecke, Bodenrührwerk mit Federblättern SPS-Steuerungseinheit mit Bedienfeld und Display. Funktion: Die Raumaustragungsförderschnecke, die von einem Getriebemotor, welcher sich im Heizraum befindet, direkt angetrieben wird, bewegt über ein Winkelgetriebe das Bodenrührwerk mit den Federblättern. Das Hackgut fällt durch die Fallstufe, in welcher die Rückbrandklappe integriert ist, in die Stokerschnecke. Folgend wird der Brennstoff mittels frontalem Einschubs in den Brennraum befördert und (in einer rechteckigen Retorte) verbrannt. Der Nachschub wird über den Glutbettfühler kontrolliert. Der Brennraum wird durch einen Kipprost (HZ35 / HZ50) od. Stufenrost (HZ100 / HZ150) mit Entaschungsschiebern automatisch entascht. Die drehzahlgeregelten Verbrennungsgebläse fördern die Verbrennungsluft als Primärluft in den Brenner und als Sekundärluft oberhalb des Brennstoffbettes in die Nachverbrennungszone. Die heißen Rauchgase durchströmen den sich automatisch reinigenden Mehr-Zugröhrenwärmetauscher und geben die Heizenergie an das Kesselwasser ab. Vor dem Rauchrohranschluss befinden sich das drehzahlgeregelte Saugzuggebläse, die Lambdasonde und der Abgastemperaturfühler, deren Messwerte für die exakte Regelung der Anlage ausgewertet werden. Die Überwachung des Brennraumunterdrucks erfolgt bei allen Anlagentypen mittels Druckmessdose. Die Zündung des Heizmaterials erfolgt durch ein Heißluftgebläse vollautomatisch. Unter dem Verbrennungsteil, auf dem der Wärmetauscher aufgeflanscht ist, befindet sich die Ascheaustragungsschnecke (HZ100 / HZ150), welche die Asche in einen Behälter befördert. Die Steuerungseinheit regelt den automatischen Betrieb der Anlage. Nach dem Einschalten der Anlage wird Brennstoff in den Brennraum gefördert und durch die elektrische Zündeinrichtung entzündet. Die gewünschte Kesseltemperatur wird am Bedienfeld der Steuerung eingestellt. Die zur optimalen Verbrennung benötigte Brennstoffmenge, Primärund Sekundärluft wird von der Steuerungseinheit mittels Glutbettfühler, Lambdasonde, Temperaturfühler und Unterdruckmessung erfasst und verarbeitet. 13

14 Sicherheitseinrichtungen: Sicherheitstemperaturbegrenzer: Rückbrandklappe: Fallschacht: Temperaturfühler: Schaltet die gesamte Anlage bei einer Kesseltemperatur von über 90 Celsius ab. Im Fallschacht eingebaut. Schließt automatisch bei Zündung, Gluterhaltung und bei Störungen oder Abschaltung der Anlage. Trennt die Förderschnecke von der Stokerschnecke. Auf der Oberkante des Stokerschneckenkanals angebracht. Bei einer Fühlertemperatur von über 70 C schließt die Rückbrandklappe und der Inhalt der Stokerschnecke wird in den Brennraum befördert. 05 Mikroprozessorregelung Die logische Menüführung in Verbindung mit der Klartextanzeige erspart Ihnen den Griff zur Bedienungsanleitung. Neben der perfekten Verbrennungsregelung mit Lambdasonde, können bis zu 16 Heizkreise mit Hilfe von externen Modulen angesteuert werden. Die Bedienung wird mit Hilfe des Raumfernverstellers auf das Einfachste reduziert. 14

15 06 Technische Daten Anlagentype HZ50 HZ150 / HZ100 Nennwärmeleistung (kw) 49,00 164,00 / 99,00 Wirkungsgrad Volllast (%) 92,40 92,80 Wirkungsgrad Teillast (%) 91,80 93,80 Max. einstellbare Kesseltemperatur (C ) Zulässiger Betriebsdruck (bar) 3 3 CE Kennzeichnung gem. Niederspannungsrichtlinie CE CE Abmessungen Breite Kessel (mm) Tiefe Kessel (mm) Tiefe gesamt (mm) Höhe Kessel (mm) Höhe Rauchrohranschluss (mm) Höhe Vorlauf (mm) Höhe Rücklauf (mm) Höhe Entlüftung (mm) Rauchrohranschlussdurchmesser (mm) / 300 Gesamtgewicht Lose (kg) Wasserinhalt (ltr.) Ascheladevolumen (ltr.) Anschlüsse Vorlauf (Zoll) 1 1/4 2 Rücklauf (Zoll) 1 1/4 2 Entlüftung für Kessel (Zoll) n.b. n.b. Kesselentleerung (Zoll) n.b. n.b. Heizwasserseitiger Durchflusswiderstand ΔT= 20 K (mbar) 5 12 ΔT= 10 K (mbar) Abgaswerte Abgastemperatur bei Volllast (C ) 117, Abgastemperatur bei Teillast (C ) 74,20 90 Abgasmassestrom bei Volllast (g/s) Abgasmassestrom bei Teillast (g/s) Notwendiger Förderdruck bei Volllast (mbar/pa) 0,1-0,3 / ,15-0,3 / Notwendiger Förderdruck bei Teillast (mbar/pa) 0,1 / 10 0,15-0,2 / Feuerraumtemperatur (C ) ca.1000 ca.1000 Co 2 bei Volllast (mg/m 3 ) Co 2 bei Teillast (mg/m 3 ) No x bei Vollast (mg/m 3 ) No x bei Teillast (mg/m 3 ) n.b HC bei Vollast (mg/m 3 ) HC bei Teillast (mg/m 3 ) Staub bei Volllast (mg/m 3 ) Staub bei Teillast (mg/m 3 ) n.b Elektrische Leistungsaufnahme Elektrische Aufnahme 400VAC, 50Hz, 8A, max 1800W 400VAC, 50Hz, 8A, max 1800W Standby (W) 5 6 Stromverbrauch bei Volllast in % der Volllastleistung 0,4 0,3 Stromverbrauch bei Teillast in % der Teillastleistung 0,3 0,1 Mindestabstand Mauerwerk Links zum Mauerwerk, bei Anschluss Stoker links (mm) Rechts zum Mauerwerk, bei Anschluss Stoker links (mm) Links zum Mauerwerk, bei Anschluss Stoker rechts (mm) Rechts zum Mauerwerk, bei Anschluss Stoker rechts (mm) Nach vorne, bei Anschluss Aschetonne / Box vorne (mm) Nach vorne, bei Anschluss Aschetonne / Box hinten (mm) Nach hinten, bei Anschluss Aschetonne / Box vorne (mm) Nach hinten, bei Anschluss Aschetonne / Box hinten (mm) Mindestraumhöhe Mindestens (mm) ) exkl. Saugzug und Stokereinheit 2) exkl. Rauchabzugkasten 3) Emisionswerte bezogen auf 13% O 2 trocken 4) inkl. Saugzug 5) von vorne gesehen Einzelne Werte basieren auf der Normtypenprüfung. Diese können in der Praxis abweichen. 15

16 HZ 50 HZ 150 / HZ mm Länge Hackgutaustragung ➊ ➍ ➎ ➌ ➋ ø Federblattpaket 1 Kessel 2 Stokereinheit 3 Hackgutaustragungsschnecke 4 Rührwerk 5 Federblattpaket Prüfinstitut aller HZ Anlagen: BLT Wieselburg HZ50 = 071/07 HZ100 = 076/07 TÜV Süd HZ150 =

17 07 Beschreibung Hackgutkessel 7.1 Details Hackgutkessel HZ50 HZ50 Ansicht HZ50 bestehend aus: Spezialmehrzugröhrenwärmetauscher mit automatischer Reinigungsvorrichtung Edelstahlbrennkammer mit automatischer Entaschung Automatischer Kipprost Integrierter Aschebehälter und Flugascheabscheider Verkleidungseinheiten pulverbeschichtet und demontierbar Stokerschnecke mit Antrieb und Infrarot-Füllstandssensor, Anschluss Stoker seitlich links oder rechts möglich Heißluftzündgebläse Primär- und Sekundärdruckgebläse und Saugzuggebläse drehzahlgeregelt Raumaustragung bestehend aus: Antriebsteil mit Motor und Brandschutzklappe Winkelantrieb und Rührwerk Steuerungseinheit bestehend aus: Bedienteil und I/O Platine 380V Brenner- und Einschubüberwachung mittels Glutbettfühler und Temperatursensor Ansteuerung der Stoker- und Raumaustragungsschnecke Ansteuerung des Rücklaufanhebesystems mit 3-Wege-Mischer Umwälzpumpe und Rücklauftemperatursensor 17

18 7.2 Abmessungen HZ50 Mauer- Abstände: Brenner rechts Brenner rechts Brenner links Brenner links 18 Minimale Raumhöhe: 2000 mm

19 7.3 Details Hackgutkessel HZ150 / HZ100 HZ150 / HZ100 Ansicht HZ150 / HZ100 bestehend aus: Spezialmehrzugröhrenwärmetauscher mit automatischer Reinigungsvorrichtung Edelstahlbrennkammer mit automatischer Entaschung Stufenrost mit automatischen Entaschungsschiebern Biotech DCS System - mit diesem System wird der Unterdruck im Brennraum mittels eines Saugzuggebläses geregelt Integrierter Aschebehälter und Flugascheabscheider Verkleidungseinheiten pulverbeschichtet und demontierbar Stokerschnecke mit Antrieb und Infrarot-Füllstandssensor, Anschluss Stoker nur vorne links oder vorne rechts möglich Heißluftzündgebläse Primär- und Sekundärdruckgebläse und Saugzuggebläse drehzahlgeregelt Raumaustragung bestehend aus: Antriebsteil mit Motor und Brandschutzklappe Winkelantrieb und Rührwerk Steuerungseinheit bestehend aus: Bedienteil und I/O Platine 380V Brenner- und Einschubüberwachung mittels Glutbettfühler und Temperatursensor Ansteuerung der Stoker- und Raumaustragungsschnecke Ansteuerung des Rücklaufanhebesystems mit 3-Wege-Mischer Umwälzpumpe und Rücklauftemperatursensor 19

20 7.4 Abmessungen HZ150 / HZ100 Mauer- Abstände: Minimale Raumhöhe: 2500 mm

21 08 Fördertechnik / Raumaustragung 8.1 Beschreibung / Details Fördertechnik Allgemein: Optimale Raumausnutzung des Lagerraumes durch Kompaktbauweise der Stokerschnecke und der Antriebseinheit der Raumaustragung. Der Raumbedarf der Heizanlage im Heizraum wird durch dieses einzigartige Konzept auf ein Minimum reduziert Unser 250 mm Förderschneckensystem (auch nach oben) ermöglicht individuelle Lösungen für die Befüllung des Lagerraumes. 8.2 Beschreibung / Details Raumaustragung Rührwerk: Schwerlastenwinkelgetriebe (3000 Nm) Eingangsseitig wird Klauenkupplung druckentlastet Massive Abdeckplatte der Getriebeeinheit schützt Getriebe vor Kollision mit den Rührwerksfederblättern und bewahrt die Getriebeoberseite vor Brennstoffablagerungen Massive Ausführung der Getriebeaufnahme bewahrt das Rührwerk vor Schäden während des Befüllvorgangs Je nach Kesselleistung kann das Rührwerk mit ein-, zwei- oder vier Rührwerksblattfedern versehen werden um eine ausreichende Brennstoffzuführung zu gewährleisten Durch Querbauweise der 80 mm breiten Federstahlpakete wird erhöhte Steifigkeit der Rührwerksblattfedern erreicht 8.3 Beschreibung / Details Förderschneckensystem Förderkanal: 4mm Wandstärke verleiht dem 170 mm breiten Scheckenkanal die notwendige Steifigkeit. Durch das spezielle Profil des Kanals und durch die Teilabdeckung wird ein Aufsteigen der Förderschnecke verhindert Förderschnecke: Die Kraftübertragung auf das Winkelgetriebe mittels einer Klauenkupplung verhindert Schäden am Getriebe und Fördersystem Progressive Steigung der 140 mm Förderschneckenbleche (80 mm 140 mm) verhindert Überfüllung des Schneckenkanals im geschlossenen Förderteil Zur sicheren Umlenkung des Brennstoffes in die Fallstufen wird eine linksgängige Gegenwendel verwendet Hinweis: Maximale Schneckenlänge: 12 Meter. Die Maximale Steigung der Förderschnecke beträgt 25, da ansonsten das Federnrührwerk nicht mehr ausreichend Hackgut in den Förderkanal einbringen kann! 8.4 Stokersystem Der um 60 abgewinkelte Stokerkanal ermöglicht in Verbindung mit zwei drehbaren Flanschen unser äußerst platzsparendes Anlagenkonzept. Weitere Vorteile ergeben sich durch die Verwendung entweder als linke oder als rechte Austragungsvariante. Außerdem können durch Verdrehen der Flansche sowohl die linke als auch die rechte Anschlussvariante realisiert werden. Die Stokerschnecke ist beidseitig gelagert. Die Antriebsseite ist mit einer Labyrinthabdeckung gegen Staub geschützt. Ausführung: HZ 35 / 50 Kanaldurchmesser: 130 mm Schnecke: 100 mm HZ 150 / 100 Kanaldurchmesser: 160 mm Schnecke: 135 mm 21

22 09 Kesselschnitt Baureihe HZ 100 / HZ 150 Ausführung mit Stufenrost Baureihe HZ 50 Ausführung mit Kipprost 22

23 10 Betriebssicherheit 1. Überlastschutz der Getriebemotoren Die Antriebssteuerung erkennt das Blockieren der Schnecke und schaltet automatisch die Drehrichtung um. Diese Drehrichtungsumkehr kann maximal vier Mal erfolgen. Wird kein freier Lauf der Schnecke erreicht, geht die Anlage auf Störung. Diese automatische Drehrichtungsumkehr wird bei der Raumaustragungsschnecke, Stokerschnecke und Ascheaustragung verwendet. 2. Raumaustragung Antrieb Der Raumaustragungsantrieb ist so konzipiert, dass beim Öffnen der Abdeckung keine Verletzungsgefahr durch drehende Schneckenteile entstehen kann. Zu diesem Zweck wurde die Austragungsschnecke mit einer separaten Abdeckplatte versehen. So kann man einen eventuellen Rückstau des Brennstoffes ohne Gefahr beheben. 3. Temperaturüberwachung des Stokerkanals Am vorderen Ende des Stokerkanals ist eine Haltehülse für einen Temperaturfühler angebracht, mit dessen Hilfe die Temperatur im Kanal gemessen wird. Steigt die Temperatur nach Abstellen des Kessels über einen eingestellten Wert an, so wird der Stokerschneckenantrieb eingeschaltet und das heiße Material in den Brennraum geschoben. Übersteigt die gemessene Temperatur während des Betriebes die eingestellte Temperatur so geht die Anlage auf Störung und das Material wird ebenfalls in den Brennraum gefördert. Das Auftreten dieser Fehlermeldung lässt auf einen Rückstau des Rauchgases im Kessel oder Rauchrohr (infolge Ascheablagerung) schließen. Bei sehr trockenem Brennstoff kann man die Stokerschnecke auch generell leerfahren, d.h die Anlage verbrennt den in der Stokerschnecke befindlichen Brennstoff nach dem Abschaltbefehl und geht erst dann auf den Aus-Zustand. 4. DCS System von Biotech Biotech Hackgutkessel sind mit dem DCS Druckmesssystem ausgestattet. Dieses erfasst den Unterdruck im Brennraum. Bei Unterschreiten eines eingestellten Minimalunterdrucks im Brennraum wird die Anlage mit einer Fehlermeldung abgestellt. Mit dieser Sicherheitsausstattung wird ein Rückstau der Rauchgase sicher erfasst und die Gefahr eines Rückbrandes während des Betriebes verhindert. Des Weiteren ermöglicht das DCS eine Anpassung der Anlage an den tatsächlich herrschenden Kaminzug, indem hier die Drehzahl des Saugzuggebläses angepasst wird. Auch die Verbrennungsqualität wird durch konstante Brennraumverhältnisse positiv beeinflusst. 23

24 5. Rückbrandsicherungseinheit Bestehend aus gasdichter Rückbrandklappe (IBS Linz geprüft) mit Federspeichermotor (schließt die Rückbrandklappe bei Störung, Stromausfall). 6. STB (Sicherheitstemperaturbegrenzer) Der STB verhindert eine Übertemperatur des Kessels in dem der Antrieb der Förderschnecke bei ca. 100 Kesseltemperatur bleibend abgeschaltet wird. Der STB muss vor erneutem Betrieb per Hand entriegelt werden. 7. Schnelle Regelbarkeit der Anlage Bei der Typenprüfung wird die sogenannte Schnelle Regelbarkeit geprüft. Diese sagt über die Temperaturen, die bei plötzlichem Stromausfall, Fühlerbruch, etc. entstehen können, aus, dass sie weder 110 übersteigen noch dass gefährliche Gaskonzentrationen im Brennraum auftreten. Durch die positive Prüfung erspart man sich den Einbau einer thermischen Ablaufsicherung welche sonst mithilfe eines eingebauten Wärmetauschers die Kesseltemperatur mit Kaltwasser herunter kühlt. 8. Glutbettfühler Der Glutbettfühler überwacht und regelt die Brennstoffhöhe im Brennraum mittels der Brennerfüllstandskralle. Der Verdrehwinkel wird mit einem Potentiometer erfasst und die Regelung verändert das Förderverhalten des Stokerantriebs. Vorteile: Exakte Materialhöhe beim Zündvorgang Sichere Zündung Minimale Füllstandshöhe beim Verbrennungsvorgang Erreichen des richtigen Lambdawertes trotz wechselnder Brennstoffqualität 9. O2 Sonde: Die O2 Sonde (Lambdasonde) erfasst den nach der Verbrennung verbleibenden Restsauerstoff im Rauchgas und ermöglicht so eine optimale Verbrennungsregelung in allen Leistungsbereichen, bei wechselnden Brennstoffen und veränderlichen äußeren Bedingungen. 24

25 11 Planungsbeispiele 11.1 Planungsbeispiel HZ50 - Lagerraum darüber Grundriss des Hackgutlagers im Obergeschoss Achtung: Länderspezifisch muss der Schornstein im Hackgutlager ummauert werden. Hackgutlager und darunterliegender Heizraum Fallrohr mit 70 Gefälle l = 3200 mm 25

26 11.2 Planungsbeispiel HZ50 Lagerraum vorne offen mit kleiner Zwischenwand zur Einbringung des Hackguts (zb. mittels Radlader) 26

27 11.3 Planungsbeispiel HZ100 27

28 28

29 11.4 Planungsbeispiel HZ100-2 Rührwerke Bei dieser HZ100-Heizanlage mit zwei Austragungen und einer HZ-Zusatzaustragung ist sicherzustellen, dass immer nur eine Raumaustragung betrieben wird, damit es in der HZ-Zusatzaustragung zu keinem Materialstau kommen kann. 29

30 11.5 Planungsbeispiel HZ100 und HZ150 30

31 11.6 Planungsbeispiel HZ150 31

32 12 Hydaulikschemen 32

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34 34

35 Version: DE

36 Natürlich & nachhaltig heizen mit Pellets- und Hackgutheizungen von Biotech. Biotech Energietechnik GmbH Furtmühlstraße 32 A-5101 Bergheim T F office@biotech-heizung.com