Prüfung des integrierten Holzpellets-Kessels/-Brenners BIOMATIC + 30 gemäß der Europäischen Norm EN 303-5

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1 FORSCHUNGSBERICHT NR. -S (5) Angefordert von Auftrag Betreut von Ariterm Oy Uuraistentie Saarijärvi Kantalainen Kimmo Techniker Aimo Kolsi und Forschungsleiter Heikki Oravainen. Prüfung des integrierten Holzpellets-Kessels/-Brenners BIOMATIC + 30 gemäß der Europäischen Norm EN Jyväskylä, 8. November 2006 Technologie Manager Jouni Hämäläinen Forschungsleiter Heikki Oravainen ANHÄNGE AUSFERTIGUNGEN Vier Ariterm Oy s Archive Aimo Kolsi Heikki Oravainen TECHNISCHES FORSCHUNGSZENTRUM Unternehmens-ID

2 FORSCHUNGSBERICHT NR. -S (5) Beschreibung der Arbeiten In diesem Forschungsbericht werden die Ergebnisse der Messungen präsentiert, die von in Jyväskylä gemäß den Anforderungen der Norm SFS-EN durchgeführt wurden. Untersuchtes Gerät Integrierter Holzpellet-Kessel/-Brenner Biomatic + 30 (Seriennummer: , Herstellung: 2006, Wasservolumen: 142 Liter, Gewicht: 330 kg, zulässiger Betriebsdruck: 0,5-1,5 bar, zulässige Wassertemperatur C, Nennleistung: 30 kw). Als Brennstoff eignen sich Holzpellets. Fotos der Versuchsanordnung finden Sie in Anhang 1. Versuchsanordnung Die Verbrennungsanlage wurde mit einem 70-kW-Heizkessel für feste Brennstoffe als Prüfvorrichtung gemäß den Anforderungen der Norm EN untersucht. Das PI-Schema der Prüfvorrichtung finden Sie in Anhang 2. Durchführung der Prüfungen Der Wirkungsgrad des Heizkessels wurde mit einem sogenannten direkten Verfahren gemessen. Der verwendete Brennstoff wurde laufend mithilfe einer Brückenwaage gemessen. Gemäß der Norm wurden die Wärmeleistung des Heizkessels, die Rauchgastemperatur an fünf Messpunkten und die CO 2 -, O 2 -, CO-, NO x - und OGC-Konzentrationen laufend gemessen. OGC ist die Konzentration aller Kohlenwasserstoffe, gemessen mit einem Flammenionisationsdetektor (FID). Die Konzentration der festen Verbrennungsrückstände wurde normgemäß nur bei der Nenn- Wärmeleistungsprüfung ermittelt. Jede Messung der festen Verbrennungsrückstände wurde über eine Dauer von mindestens 30 Minuten durchgeführt. Insgesamt wurden vier Messungen durchgeführt. Der Brenner lief unter Volllast kontinuierlich. Bei der Teillastprüfung wurden die Parameter des Brenners so angepasst, dass er ebenfalls kontinuierlich lief. Messeinrichtung Die Liste der eingesetzten Messmittel finden Sie in Anhang 3. Brennstoffeigenschaften Die Prüfungen wurden mit 8-mm-Holzpellets durchgeführt. Der Heizwert des Brennstoffs wurde im Labor von Enas Oy in Jyväskylä durchgeführt. Die Brennstoffeigenschaften finden Sie in Tabelle 1. Die Verwendung des Namens in Werbematerial und der Veröffentlichung dieses Berichts ist auch nur in Auszügen ausschließlich mit der schriftlichen Zustimmung von zulässig.

3 FORSCHUNGSBERICHT NR. -S (5) Tabelle 1. Brennstoffeigenschaften. Einheit Wert Feuchtigkeitsgehalt % (Feuchteanteil) 8,7 Oberer Heizwert MJ/kg 19,00 Unterer Heizwert MJ/kg 17,14 Messergebnisse Die Mess- und Berechnungsergebnisse der Nenn-Wärmebelastungsprüfung finden Sie in Tabelle 2. Die Ergebnisse sind die Durchschnittswerte über eine Brenndauer von insgesamt sechs Stunden. Die Messund Berechnungsergebnisse der Teillastprüfung finden Sie in Tabelle 3. Der Wirkungsgrad des Kessels wurde über die Menge des verbrannten Brennstoffs und die gemessene Wärmeleistung am Kessel berechnet. Die CO 2 -, O 2 -, CO- und NO x -Konzentrationen wurden mit trockenen Rauchgasen und die OGC-Konzentration (Konzentration aller Kohlenwasserstoffe) wurde mit feuchten Rauchgasen bei ungefähr 180 C gemessen. Die Konzentrationen werden in % oder ppm (= parts per million, Teile pro Million; zum Beispiel ppm = 1 %) und in mg/nm3 sowie gemäß den Anforderungen der Norm umgerechnet auf 10 % Sauerstoff angegeben. Die Emissionen werden zudem in mg/mj angegeben. Die Verwendung des Namens in Werbematerial und der Veröffentlichung dieses Berichts ist auch nur in Auszügen ausschließlich mit der schriftlichen Zustimmung von zulässig.

4 FORSCHUNGSBERICHT NR. -S (5) Tabelle 2. Mess- und Berechnungsergebnisse der Nenn-Wärmebelastungsprüfung. Alle Konzentrationen beziehen sich auf trockene Rauchgase. Einheit Ergebnis Prüfdauer Stunde 6 Ablaufwassertemperatur o C 80,1 Rücklaufwassertemperatur o C 59,7 Umgebungstemperatur o C 21,5 Masse an verbranntem Brennstoff kg 41,41 Energie im Brennstoff kwh 197 Energie zum Wasserkreislauf kwh 179 Kesselwirkungsgrad % 91 Kesselwärmeleistung kw 29,8 Unter Druck im Rauchgasrohr Pa 14,8 Rauchgastemperatur o C 131 CO 2 -Konzentration % 14,5 O 2 -Konzentration % 6,3 CO-Konzentration ppm 57 CO-Konzentration ppm (bei 10 % O 2 ) 43 CO-Konzentration mg/nm 3 71 CO-Konzentration mg/nm 3 (bei 10 % O 2 ) 53 CO-Emissionen mg/mj 24 OGC-Konzentration mg org C/m 3 2 OGC-Konzentration mg org C/m 3 (bei 10 % O 2 ) 1 OGC-Emissionen mg org C/MJ 1 NO x -Konzentration ppm 103 NO x -Konzentration ppm (bei 10 % O 2 ) 77 NO x -Konzentration mg/nm 3 als NO 2 (bei 10 % O 2 ) 158 NO x -Emissionen mg/mj als NO 2 72 Konzentration der festen Verbrennungsrückstände (Staub) mg/nm Messung Messung Messung Messung 4 Durchschnittliche Konzentration der mg/nm 3 (bei 10 % O 2 ) 27 festen Verbrennungsrückstände (Staub) Feststoffemissionen (Staub) mg/mj 12 Die Verwendung des Namens in Werbematerial und der Veröffentlichung dieses Berichts ist auch nur in Auszügen ausschließlich mit der schriftlichen Zustimmung von zulässig.

5 FORSCHUNGSBERICHT NR. -S (5) Tabelle 2. Mess- und Berechnungsergebnisse der Teil-Wärmebelastungsprüfung. Alle Konzentrationen beziehen sich auf trockene Rauchgase. Einheit Ergebnis Prüfdauer Stunde 6 Ablaufwassertemperatur o C 75,8 Rücklaufwassertemperatur o C 59,4 Umgebungstemperatur o C 21,1 Masse an verbranntem Brennstoff kg 12,64 Energie im Brennstoff kwh 60,18 Energie zum Wasserkreislauf kwh 53,02 Kesselwirkungsgrad % 88 Kesselwärmeleistung kw 8,8 Unter Druck im Rauchgasrohr Pa - 9 Rauchgastemperatur o C 72,3 CO 2 -Konzentration % 9,3 O 2 -Konzentration % 11,8 CO-Konzentration ppm 398 CO-Konzentration ppm (bei 10 % O 2 ) 476 CO-Konzentration mg/nm CO-Konzentration mg/nm 3 (bei 10 % O 2 ) 595 CO-Emissionen mg/mj 262 OGC-Konzentration mg org C/m 3 11 OGC-Konzentration mg org C/m 3 (bei 10 % O 2 ) 14 OGC-Emissionen mg org C/MJ 6 NO x -Konzentration ppm 57 NO x -Konzentration ppm (bei 10 % O 2 ) 68 NO x -Konzentration mg/nm 3 als NO 2 (bei 10 % O 2 ) 140 NO x -Emissionen mg/mj als NO 2 62 Oberflächentemperaturen Die Oberflächentemperaturen des Heizkessels bei der Nenn-Wärmebelastung finden Sie in Anhang 4. Die Oberflächentemperaturen wurden mit der Infrarotkamera ThermaCAM E2 gemessen. Die Umgebungstemperatur lag bei 21,6 C. Die Temperaturen an den Heizkesseloberflächen überschritten den zulässigen Grenzwert nicht. Laut Norm liegt dieser bei 21, = 86,6 o C. Zusammenfassung Der untersuchte Heizkessel erfüllt die Anforderungen der Klasse 3 an den Wirkungsgrad und sämtliche Emissionen (CO, OGC und Staub). Klasse 3 ist die beste Klasse auf einer Skala von 3 bis 1. Die Oberflächentemperatur des Kessels überschritt den zulässigen Grenzwert nicht. Die Verwendung des Namens in Werbematerial und der Veröffentlichung dieses Berichts ist auch nur in Auszügen ausschließlich mit der schriftlichen Zustimmung von zulässig.

6 FORSCHUNGSBERICHT NR. -S Anhang 1.1 TECHNISCHES FORSCHUNGSZENTRUM Unternehmens-ID

7 FORSCHUNGSBERICHT NR. -S Anhang 1.2 BIOMATIC + 30 BIOMATIC + 30 TECHNISCHES FORSCHUNGSZENTRUM Unternehmens-ID

8 FORSCHUNGSBERICHT NR. -S Anhang 2 cooling circuit boiler TECHNISCHES FORSCHUNGSZENTRUM Unternehmens-ID

9 FORSCHUNGSBERICHT NR. -S Anhang 3 Position Measurement Type Model Size/ Output connector Supplier measuring range slotch ch.ch PIA01 Pressure of outlet water PT01 Transmitter P transmitter 2088G2S22A1I1 0-6 bar 4-20 ma 209 PV01 Assembly valve with outblow N Schneider TIA01 Temperature of outlet water TE 01 Probe Pt mm/6mm TV01 Well D4 depth 65mm PIA02 Pressure of inlet water PT02 Transmitter P transmitter 2088G2S22A1I1 0-6 bar 4-20 ma 210 PV02 Assembly valve with outblow N Schneider TIA02 Temperature of inlet water TE0 2 Probe Pt mm/6mm TV02 Well D4 depth 65mm QICA02 Mass flow of inlet water QE02 Probe CMF100M-306NM DN kg/h Micro Motion QT02 Amplifier RFT739D4EBC kg/h 4-20 ma 221 Micro Motion PIA30 Pressure of cooling circuit PT30 Transmitter P transmitter 2088G2S22A1I1 0-6 bar 4-20 ma 209 PV30 Assembly valve with outblow N Schneider TIA40 Temperature of combustion air TE40 Probe Pt-100 RTD-W-EYI 275mm/6mm PIA40 Air pressure PT040 Transmitter P transmitter 3051TA1A2B21AI kpa abs ma 219 PDCIA50 Flue draught PDT50 Transmitter dp transmitter 3051CD1A22A1AL4DFI Pa 4-20 ma 220 PDCIA50 Controller 902S/IC/HDC//ARE/VL/XN/// 4 20 ma 4-20 ma Eurotherm TIA51 Flue gas temperature 1 TE51 Probe Pt D21N0000N0275A1 275mm/6mm TIA52 Flue gas temperature 2 TE52 Probe Pt D21N0000N0275A1 275mm/6mm TIA53 Flue gas temperature 3 TE53 Probe Pt D21N0000N0275A1 275mm/6mm TIA54 Flue gas temperature 4 TE54 Probe Pt D21N0000N0275A1 275mm/6mm TIA55 Flue gas temperature 5 TE55 Probe Pt D21N0000N0275A1 275mm/6mm P/12P Set pont for circulation water pump Aout 4-20 ma P Set pont for cooling water pump Aout 4-20 ma 224 YX01 Data logger Logger 2700 Keithley 7706-module slot2 Keithley 7708-module slot1 Keithley AIA1 Flue gas analyser Multi-FID 100 Hartman & Braun AT1.1 OGC-concentration org.c/m3 4-20mA 117 AT1.2 OGC-concentration org.c/m3 4-20mA 118 AT1.3 OGC-concentration org.c/m3 4-20mA 119 AT1.4 OGC-concentration org.c/m3 4-20mA 120 AIA2 Flue gas analyser NDIR Uras 10E Hartman & Braun AT2.1 CO-concentration 0-1/5 % 4-20mA 121 AT2.1 CO2-concentration 0-20 % 4-20mA 122 AT2.1 O2-concentration 0-5/ mA 123 AIA3 Flue gas analyser NDUV Radas 2 Hartman & Braun AT3.1 NO-concentration 0-300/1000 ppm 4-20mA 124 TECHNISCHES FORSCHUNGSZENTRUM Unternehmens-ID