Pellet-Heizsysteme mit Brennwert und KWK Thüringer EnergieAgentur 01. September 2016 in Erfurt www.oekofen.de Seite 1
Wer steht da vorne? Philipp Tomaschko Dipl.-Ing.(FH) Umwelt- und Verfahrenstechnik Produktmanagement ÖkoFEN Heiztechnik GmbH Schelmenlohe 2, 86866 Mickhausen Tel. 08204 2980-0 / Fax 08204 2980-190 E-Mail: info@oekofen.de, www.oekofen.de www.oekofen.de Seite 2
Pellet-Heizsysteme mit Brennwert und KWK Vorstellung Heizen mit Pellets Pellet-Brennwerttechnik ÖkoFEN Brennwerttechnik Brennwerttechnik im Detail Lösungen für Wohn- und Nichtwohn-Gebäude Rahmenbedingungen Pellet-Brennwerttechnik Kraft-Wärme-Kopplung mit Pellets Projekt Smart_e Projekt e-max Fazit & Fragen www.oekofen.de Seite 3
ÖkoFEN Einfallsreichtum, Engagement und Energie haben uns zu dem gemacht, was wir heute sind: Europas Spezialist für Pelletheizungen ÖkoFEN Zentrale Europa, Niederkappel, OÖ Deutschland-Zentrale in Mickhausen bei Augsburg www.oekofen.de Seite 4
ÖkoFEN International Vom Familienunternehmen zum internationalen Netzwerk Kanada Dänemark Belgien + NL Deutschland UK + Irland Tschechien Russland USA Frankreich Portugal Österreich Italien China Japan Spanien Schweiz Argentinien www.oekofen.de Seite 5
Produkte www.oekofen.de 6
ÖkoFEN Meilensteine 1989 Gründung ÖkoFEN - Ökologische Forschung und ENtwicklung Holzhackschnitzel, Holzbrikettkessel, Heizherde 1994 Entwicklung der 1. Pelletheizungen 1997 Vorstellung des 1. typengeprüften Pelletkessels 2000 Entwicklung Gewebetanktechnik 2004 Weltweit 1. Pelletheizung mit Brennwerttechnik 2011 Markteinführung der Sonnen-Pelletheizung für Niedrigenergie- und Passivhäuser 2015 Weltneuheit: Pellet-Brennwerttechnik für jedes Wärmeverteilsystem Führender Anbieter in Europa mit über 60.000 Pelletheizungen www.oekofen.de Seite 7
Heizen mit Pellets
Modernste Form umweltfreundlich zu heizen Holzpellets sind CO 2 -neutral und klimafreundlich sind erneuerbar und nachhaltig sind heimisch und versorgungssicher sind günstiger als Öl oder Gas schaffen Arbeitsplätze in Deutschland machen wirtschaftlich und politisch unabhängig sind komfortabel, platzsparend und effizient durch innovative Pelletheiztechnik www.oekofen.de Seite 9
Effizient heizen mit Pellets Pellet- Brennwert bis 107% www.oekofen.de Seite 12
Komfort auf der ganzen Linie Von der einfachen Lieferung über Lagerung und Zuführung zur automatischen Zündung, sauberen Verbrennung, automatischen Reinigung und staubfreien Ascheentnahme. www.oekofen.de Seite 13
ÖkoFEN Brennwerttechnik
PELLEMATIC PLUS Weltweit 1. Pelletheizung mit Brennwerttechnik seit 2004 Wirkungsgrad bis 103 % zusätzliche Brennstoffeinsparung bis 12 % Leistungsgrößen: 12 bis 32 kw Wärmetauscher aus Carbon: optimaler Wärmeübergang Schmutzabweisende Oberfläche Verbesserte Selbstreinigung aufgrund Durchströmung im Gegenstrom www.oekofen.de Seite 15
Weltneuheit 2015: PELLEMATIC CONDENS Die neue Generation der Pelletkessel Pellet-Brennwerttechnik für jedes Wärmeverteilsystem auch bei höheren Rücklauftemperaturen (Heizkörper) Effizienteste Pelletheizung der Welt* mit Top-Wirkungsgraden von bis zu 107,3% Kompakte Bauform geringe Stellfläche von der Größe eines Kühlschranks (nur ca. 70x70 cm) passt in jeden Heizungskeller * Besser als der Sieger des Vergleichs aller zum 01.11.2013 veröffentlichter Prüfberichte nach der Norm 303-5, bezogen auf den Kesselwirkungsgrad Leistungsgrößen: 10, 12, 14, 16, 18 kw www.oekofen.de Seite 16
Hauptkomponenten Pellematic Condens Feuerungsautomat Kessel Zwischenbehälter Brenner www.oekofen.de
Pellematic Condens Brennraum und Wärmetauscher aus Edelstahl Rauchgase können überall im Wärmetauscher kondensieren Kessel kann mit beliebiger Rücklauftemperatur betrieben werden Edelstahl www.oekofen.de
Verbrennungstechnik Luftansaugung Sekundärverbrennungszone aus Feuerleichtbeton MERKMAL Höhere Geschwindigkeiten des Verbrennungsgases = kleinere Wärmetauscherfläche Abgas = kleinere Kesselbaugrößen www.oekofen.de
Kesseltechnik im Detail Wasser Wärmetauscher- Reinigung Mechanische Reinigungseinrichtung MERKMAL Reinigung: mechanisch + Wasser Anforderungen o Kaltwasseranschluss o Kondensatablauf mind. DN50 www.oekofen.de
Condens-Technologie Die neue Dimension der Pellet-Brennwerttechnik Für jedes Wärmeverteilsystem geeignet Pellematic Condens 3-18 kw www.oekofen.de Pellematic Smart XS 3-18 kw mit integriertem 335L-Speicher Pellematic Smart 6-14 kw mit integriertem 600L-Speicher Pellematic Maxi BWT 19-64 kw in Kaskade bis 256 kw
Brennwerttechnik im Detail
Brennwerttechnik Funktionsweise der Brennwerttechnik: Brennwert = Heizwert + Kondensationswärme Das bei der Verbrennung entstehende Abgas wird bis unter die Taupunkttemperatur abgekühlt, so dass es zu einer Kondensation des im Abgas enthaltenen Wasserdampfes kommt. Die dabei freiwerdende Kondensationswärme wird zusätzlich genutzt. www.oekofen.de Seite 23
Das Kondensat Bei vollständiger Kondensation entsteht bei Pellets eine Kondensatmenge von ca. 0,5 L/kg Pellets. Max. 0,1 L/kg kommen aus der Restfeuchte der Pellets Ca. 0,4 L/kg entstehen bei der Verbrennung, durch die Reaktion des Wasserstoffgehaltes im Holz mit Sauerstoff In der Praxis werden Werte von ca. 0,35 l/kg erreicht, je nach Abgastemperatur. Eine Neutralisation ist nicht notwendig, da der ph-wert zwischen 4 6 liegt. www.oekofen.de
Zusätzlicher Energiegewinn bei Brennwerttechnik Brennwertsysteme sind in der Lage, die im Abgas enthaltene latente Wärme zu nutzen. Die Ausnutzung dieser Wärme erfolgt, indem das Abgas so weit abgekühlt wird, dass der im Abgas immer vorhandene Wasserdampf kondensiert (= zu Wasser wird) und dabei die enthaltene Energie = Kondensationswärme freigesetzt wird. Diese wird dem System wieder zugeführt. www.oekofen.de Seite 25
Brennwerttechnologie Heizungsrücklauftemperatur Grundsätzlich gilt : Je niedriger die Rücklauftemperatur, desto höher der Wirkungsgrad Idealfall: Fußboden- oder Wandheizung Ab einer Rücklauftemperatur von ca. 40 C kommt es zu einer teilweisen Kondensation des Rauchgases o RL <= 35 C Optimal = höchster Wirkungsgrad o RL > 35 C..Effizienter als herkömmliche Systeme Abgastemperatur = Rücklauf-Temp + 10 C z.b. Rücklauftemp. 50 Abgastemp. 60 generell hoher Wärmegewinn durch tiefe Abkühlung der Abgase
Brennwerttechnologie Anschluss an Abwasserleitung Zur Ableitung von Kondensat und Spülwasser (automatische Reinigungseinrichtung) ist ein Anschluss an die Abwasserleitung zwingend erforderlich. Anforderungen an die Abflussleitung vom Kessel um Abwasseranschluss: kondensatbeständig mind. Querschnitt DN 50mm freies Gefälle Menge an Kondensat und Spülwasser: ca. 2 m³ Kondensat bei 4,5 to Pellets/Jahr ca. 2 m³ Spülwasser pro/jahr zur Abwasserleitung mind. DN 50 mm
Lösungen für Wohn- und Nichtwohn-Gebäude
PELLEMATIC CONDENS Die neue Generation der Pelletkessel Weniger Installationsaufwand und Investitionskosten: Fertigmontierte Einbringung mit Sackkarre Intelligente Anordnung aller Anschlüsse ermöglicht eck- oder wandbündigen Einbau Kein Pufferspeicher erforderlich Leistungsgrößen: 10, 12, 14, 16, 18 kw www.oekofen.de
Einbaubeispiel Pellematic Condens BEISPIEL Heizraum mit Gewebetank: 6,5m 2 min. 4 cm Condens www.oekofen.de
Einbaubeispiele Pellematic Condens Flexibilität bei der Planung, da kompakt und Eckpositionierung BEISPIEL Heizraum mit 3,6m 2 Condens min. 4 cm Ablage Waschbecken www.oekofen.de
PELLEMATIC SMART Ein einzigartiges Heizsystem, clever kombiniert: Pellet-Brennwertheizung, Pufferspeicher und Solar in einem Gerät Leistungsbereich von 6 bis 14 kw Geringe Grundfläche von nur 1,5 m 2 TOP-Wirkungsgrad von bis zu 106 % durch innovative Brennwerttechnik www.oekofen.de
ÖkoFEN Pellematic-SMART ÖkoFEN entwickelte mit der Pellematic Smart ein Kompaktgerät, das Pelletbrennwertmodul, Pufferspeicher und alle hydraulischen Komponenten auf kleinstem Raum integriert. www.oekofen.de
Einbaubeispiel Pellematic Smart BEISPIEL Heizraum mit Gewebetank, inkl. 600l Puffer, Friwa und Solar-Einbindung: nur 8m 2 www.oekofen.de
SMART PV Innovation 2016 Intelligente Eigenverbrauchsoptimierung für Photovoltaik-Anlagenbesitzer Kann überschüssige PV-Leistung zur Wärmeerzeugung nutzen Optimale Energienutzung spart zusätzlichen Brennstoff Verdeckte Stromfresser werden identifiziert Amortisationszeit privater Stromerzeugung wird verkürzt, da sonst ungenutzter PV- Strom die Heizkosten reduziert Bestehend aus Smart PV Meter und Smart PV Power2Heat für die Pellematic Smart www.oekofen.de
ÖkoFENs Große: 36 bis 64 kw Optimal für Gewerbe und Kommunen! geringer Platzbedarf (passt durch jede 80er Normtür) automatische Brenntellerreinigung (Multisegment-Brennteller) serienmäßig mit externer Aschebox mit Vakuumsaugsystem Multisegment-Brennteller für geringere Wartungskosten durch Selbstreinigung www.oekofen.de Seite 41
PELLEMATIC MAXI jetzt auch mit Brennwerttechnik Innovation 2016 Pellet-Brennwerttechnik bis 256 kw Mit Condens-Brennwerttechnik für jedes Wärmeverteilsystem Top-Wirkungsgrade bis 102,7% Passt durch jede 80 cm breite Tür Verfügt über alle Vorteile der Pellematic Maxi-Baureihe Niedrigste Emissionen Leistungsbereich Pellematic BWT 41 kw Pellematic BWT 55 kw Pellematic BWT 64 kw www.oekofen.de
Starke Teams für mehr Leistung: Kaskadensysteme Ideal für variablen Bedarf Optimierte Betriebszustände Modulierbare Leistung Kompaktes Kesselmaß reduziert Umbaukosten Hohe Betriebssicherheit Geringer Verschleiß Fernüberwachung via Internet möglich www.oekofen.de Seite 43
Heizzentrale zur Außenaufstellung Maße: Breite: 2,78 m / 2,98 m Länge: je nach Bedarf Höhe: 2,84 m (innen 1,47 m) www.oekofen.de Seite 44
Rahmenbedingungen Pellet-Brennwerttechnik
BAFA Förderung Pellet-Brennwerttechnik - Heizungstausch www.oekofen.de
BAFA Förderung Pellet-Brennwerttechnik im Neubau www.oekofen.de
BAFA Förderung Heizungstausch bei Gebäudesanierung auf KfW 55 - Beispielrechnung Pellematic Condens www.oekofen.de
MAP: KfW-Kredite für Großanlagen Neben der BAFA-Förderung können bei der KfW-Förderbank zinsgünstige Darlehen mit Tilgungserlass beantragt werden. Infos zu Konditionen und Möglichkeiten auch für Kommunen erhalten Sie unter www.kfw-foerderbank.de www.oekofen.de Seite 51
Energieberechnung In den Berechnungs-Normen DIN V 4701-10 sowie DIN V 18599 sind für Pelletkessel schlechte Standard-Werte hinterlegt. Diese entsprechen bei Weitem nicht mehr der Energieeffizienz heutiger, marktüblicher Pelletkessel. Bei Energieberechnungen sollten deshalb die tatsächlichen Hersteller-Werte eingesetzt werden. www.oekofen.de Seite 52
Beispiel Kenndaten nach DIN V 4701-10 Variable Kennwert Einheit Standardwerte DIN V 4701-10 η SB η GZ Wirkungsgrad im stationären Betrieb Wirkungsgrad im Grundzyklus Pellematic PE(S) 15 kw Pe Condens 18 kw Brennwert 0,8 0,947 1,073 0,72 0,852 0,966 Q HE,GZ Pel,SB Hilfsenergiebedarf Grundzyklus mittlere elektrische Leistungsaufnahme im stat. Betrieb [kwh] 0,32 0,08 0,05 [W] 160 77 39 www.oekofen.de Seite 53
Beispiel DIN V 4701-10 Beispiel BKI Energieplaner mit Vorlage Referenzprüffall 1 Einheit Ergebnis Standardwerte Ergebnis Pe Smart 6 kw Brennwert Erzeuger- Aufwandszahl Hilfsenergie f. Raumwärme Heizenergie f. Raumwärme Jährl. Heizkosten bei 0,05 /kwh Pellets und 0,30 /kwh Strom 1,39 0,98 [kwh/a] 1.883 472 [kwh/a] 13.372 9.436 [ /a] 1.234 /a 614 /a www.oekofen.de Seite 54
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Mikro-Kraft-Wärme-Kopplung Zukunftstechnologie: dezentrale Mikro-KWK HEIZEN und Strom erzeugen im Eigenheim, wo Wärme und Strom benötigt wird & auf Basis erneuerbare Energieträger! www.okofen-e.com 56
ÖkoFEN_e Aktuelle Entwicklungsprojekte Stirling 0.6 kwe Stirling 4.5 kwe PE Smart_e 0.6 Für Einfamilienhäuser Nennleistung: 9 kwth 0.6 kwe Spitzenleistung: 13 kwth 0.6 kwe Nachrüstung des Stirlingmotors möglich Status: erweiterte Pilotphase in Europa Pellematic e-max Als Grundlastinstallation, in größeren Firmengebäuden/Wohnbauten Neu entwickelter Pelletskessel mit ca. 55 kwth und einem Qnergy Stirlingmotor mit ca. 4.5 kwe Status: Herbst 2015: Typenprüfung am BLT Wieselburg abgeschlossen, erste Feldtestinstallation 2016 www.okofen-e.com 57
Pellematic Smart_e Strom erzeugende Pelletsheizung für den kleinen Leistungsbereich Thermische Nennleistung: 9 kw Elektrische Nennleistung: 0.6 kw (durch Stirlingmotor) Pellets-Brennwertkessel mit integriertem Pufferspeicher von 600 Liter Möglichkeit der Integration eines Frischwassermodul + direkter Aufbau von bis zu zwei HKR-Gruppen Zielgruppe: kleiner Leistungsbereich KWK-Anlage für den Einfamilienhausbereich www.okofen-e.com 58
Energie in Relation Stromverbrauch eines typischen Einfamilienhauses Strom-Grundlast : ca. 200 400 Watt Spitzenlasten - Problematik: ungeschulter Konsument Temperatur und Wochentag abhängig Spitzenlast im EFH mehrere kw Viele Verbraucher gleichzeitig in Betrieb ZIEL KWK-Anlage: %-Eigenbedarfsdeckung (hauptsächlich Grundlast) Nur über Eigenbedarfsdeckung ist* KWK-System wirtschaftlich! Gleichzeitigkeit Stromverbrauch & Stromerzeugung * Bei aktueller Förderungssituation Einspeisevergütung www.okofen-e.com 60
00:03:31 00:27:31 00:51:31 01:15:31 01:39:31 02:03:31 02:27:31 02:51:31 03:15:31 03:39:31 04:03:31 04:27:31 04:51:31 05:15:31 05:39:31 06:03:31 06:27:31 06:51:31 07:15:31 07:39:31 08:03:31 08:27:31 08:51:31 09:15:31 09:39:31 10:03:31 10:27:31 10:51:31 11:15:31 11:39:31 12:03:31 12:27:31 12:51:31 13:15:31 13:39:31 14:03:31 14:27:31 14:51:31 15:15:31 15:39:31 16:03:31 16:27:31 16:51:31 17:15:31 17:39:31 18:03:31 18:27:31 18:51:31 19:15:31 19:39:31 20:03:31 20:27:31 20:51:31 21:15:31 21:39:31 22:03:31 22:27:31 22:51:31 23:15:31 23:39:31 30. November 2015 Pilothaushalt #11 Electricity consumption household [W] Electricity generation Stirling [W] 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 www.okofen-e.com 61
Pellematic e-max Strom erzeugende Pelletsheizung für den mittleren Leistungsbereich www.okofen-e.com 62
Pellematic e-max Strom erzeugende Pelletsheizung für den mittleren Leistungsbereich Thermische Leistung: 55 kw Elektrische Spitzenleistung: 4.5 kw (durch Stirlingmotor) Zielgruppe: Gewerbebetriebe, Hotel- und Wohnanlagen vor allem als Grundlastanwendung in Kombination mit einem Spitzenlastkessel Lieferumfang Pellematic e-max: Gesamtpaket aus Pelletskessel, Qnergy Stirlingmotor und Fronius Wechselrichter (3-phasige Einspeisung) Gesamtsystem wird inkl. Wechselrichter zertifiziert und der Typenprüfung unterzogen Hydraulische Anforderungen: Rücklauftemperaturen sollten aus Effizienzgründen so niedrig wie möglich sein Durchschnittstemperaturen von 50 C sind jedoch kein Problem www.okofen-e.com 63
Pellematic e-max Nächste Schritte Konzepttests im Hinblick auf: Maximale elektrische (Dauer-)Leistung Materialzuverlässigkeit Service- und Reinigungsintervalle Gesamtkonzepttests in unterschiedlichen Einsatzszenarien Pilotphase: Suche & Auswahl geeigneter Testpiloten Realisierung einiger Anlagen in der Heizsaison 2016/2017 Erste Pilot-Anlage wurde im April in Betrieb genommen weitere Pilotprojekte folgen www.okofen-e.com 64
Fazit Holzpellet-KWK: Höchst Effizient durch gekoppelte Wärme- und Stromerzeugung Wirtschaftlichkeit derzeit stark abhängig von Eigenverbrauchsanteil und Jahresleistung Technisch noch in der Erprobung bereits sehr vielversprechend Pellet-Brennwerttechnik: Effizienteste Art, mit Holz zu heizen Wirtschaftlich Technisch ausgereift www.oekofen.de Seite 65
Werden Sie Experte mit der ÖkoFEN Pelletakademie Ob Einsteiger oder Profi, die ÖkoFEN Pelletakademie bietet Seminare speziell für Ihre Bedürfnisse und für die Anforderungen des Heizungsmarktes an! DENA-Tipp: ÖkoFEN bietet auch Seminare mit bis zu 8 Unterrichtseinheiten an Schulung an 8 Standorten in Deutschland durch kompetente Experten Alle Infos im kostenlosen Programmheft oder auf www.oekofen.de www.oekofen.de Seite 66
Fragen www.oekofen.de Seite 67
Heizen mit Pellets Ökonomisch Ökologisch www.oekofen.de Seite 68