Raumsparend lagern, sicher transportieren

Pellets lassen sich bei geeigneter Umgebung unbegrenzt lagern, ohne ihre Eigenschaften zu verlieren. Da sie sehr trocken sind, kann kein biologischer Abbau stattfinden. Pellets gehen vom Lager, in dem üblicherweise ein Jahresvorrat liegt, über ein Entnahme- und Fördersystem in den Tagesbehälter des Kessels. Der Tagesbehälter fasst 30–60 kg und wird über die Kesselsteuerung zyklisch befüllt. Zur Beförderung gibt es zwei Systeme: pneumatische Saugturbinen oder elektrische Förderschnecken. Beide Entnahmesysteme sind mit den diversen Lagerarten grundsätzlich kombinierbar.

Auswahl der Lagervariante

Beim Neubau ist es schon vor der Vergabe der Kesseltechnik erforderlich, sich zu entscheiden für Außenlager (wetterfeste Silos bzw. unterirdische Speicherbehälter) oder Innen­lager (frei stehende Gewebesilos bzw. umgebauter Kellerraum).

Außenlager sind ideal bei stark wärmegedämmten und intensiv genutzten Gebäuden, deren Innenraum für die Brennstofflagerung zu wertvoll ist. Beim neu erstellten Einfami­lienhaus und bei repräsentativen Bauwerken werden unterirdische Behälter bevorzugt, zumal der zusätzliche Aufwand für den Aushub geringfügig ist und daher vernachlässigt werden kann.

Bei der Modernisierung von vorhandenen Wohngebäuden werden idealerweise Innenlager gewählt, um Erdarbeiten zu vermeiden. Hier sollte geprüft werden, welche Lösung die günstigste ist. Falls der Innenraum nicht vorhanden ist, kann ein Außentank auch z.B. unter der Garageneinfahrt eingebaut werden. Wird ein Lager im Selbstbau hergestellt, sollten die „Empfehlungen zur Lagerung von Holzpellets, Informationsblatt 01-2005-A“ und die nachfolgende aktuellere Ausgabe des DEPV verwendet werden.

Planungshinweis: Ab 50 kW Kesselleistung muss Heiz- und Lagerraum laut Feuerschutzverordnung der Brandschutzklasse F90 entsprechen. Bis 15000 kg Pellets dürfen im Heizraum ohne Brandschutz gelagert werden; Abstand vom Brenner: mindestens 1 m.

Werden die Pellets von unten entnommen, ist man darauf angewiesen, dass der Brennstoff durch die Schwerkraft nach unten zur Entnahme rutscht. Dadurch werden Schrägen oder Trichter unter dem Pellet-Lager notwendig. Das Raumvolumen unter den Schrägen bei Silos als auch bei Lagerräumen ist ungenutzter Raum. Abhilfe schafft die Entnahme von oben (Maulwurf-Prinzip). Dabei ist fast das gesamte untere Volumen verfügbar, da die Entnahme zu den Pellets wandert und diese im Lager abholt.

Lagervolumen im Neu- und Altbau

Die Größe des Lagerraumes hängt vom Wärmebedarf des Gebäudes ab. Grundsätzlich sollte darauf geachtet werden, dass die für ein Jahr erforderliche Brennstoffmenge mit einer Reserve gelagert werden kann. Als Faustregel gilt:

– Pro 1 kW Heizlast 0,9 m3 Raum inkl. Leerraum

– Nutzbarer Lagerraum 2/3 Raum inkl. Leerraum

– 1 m3 Pellets 650 kg

– Energieinhalt 5 kWh/kg

Beispiel Einfamilienhaus

Für ein Einfamilienhaus mit einer Heizlast von 12 kW wird ein Jahresbedarf von 4700 kg Pellets angenommen. Bei einem Heizwert nach DIN von 5,0 kWh/kg sind das 23 500 kWh. Das Äquivalent dazu sind 2350 Liter Heizöl EL (extra leicht) oder 2350 m3 Erdgas. Die Größe des Brennstofflagers soll den Jahresbedarf plus 20 % fassen. Beim Lagerraum im Gebäude ist die Faustformel für den Jahresbedarf:

Heizlast 12 kW x 0,9 m3/kW = 10,8 m3 (incl. Luftraum und Leerraum unter den Zwischenschrägböden).

Bei Außenspeicher kann das Nutzvolumen ermittelt werden durch die Formel:

4700 kg : 650 kg/m3 = 7,2 m3 (zuzüglich Luftraum).

Altbau / Modernisierung

Beim Altbau bzw. bei einer Modernisierung ist die Heizlast (meist) nicht bekannt. Dafür kann man sich auf den Energieverbrauch aus der Vergangenheit stützen. Mit dem aktuellen Öl- oder Gasverbrauch lässt sich der zukünftige Pellet-Bedarf bestimmen. Faustregel: Der Energiegehalt von Holzpellets liegt bei 5 kWh/kg, der von Öl und Erdgas etwa bei 10 kWh/l bzw. 10 kWh/m3. Für den Ersatz von einem Liter Öl werden 2 kg Pellets benötigt; diese nehmen ein Volumen von 3 Litern ein.

In der Regel wird der tatsächliche Verbrauch niedriger sein, da die heutige Heiztechnik einen wesentlich besseren Wirkungsgrad hat und möglicherweise neben dem Kesseltausch weitere energiesparende Modernisierungsmaßnahmen durchgeführt wurden.

Lager innerhalb des Gebäudes

Bei der Lagerung von Pellets im Kellerräumen hat sich in der Praxis ein quadratischer oder rechteckiger Grundriss des Lagerraumes bewährt. Meist bietet sich der ehemalige Öl­lagerraum an, oft genügt das Raumvolumen auch für Pellets. Die Einblas- und Absaugstutzen sollten vorzugsweise an der schmalen Seite angeordnet werden und so, dass sie leicht zugänglich sind. Nach Möglichkeit legt man die Anschlüsse nach draußen, so dass bei der Belieferung keine Schläuche durch das Haus gelegt werden müssen.

Das Konstruktionsprinzip von Gewebetanks und -silos innerhalb des Gebäudes ist bei ­allen Dimensionen gleich: Geschlossene Gewebesäcke, in einem Metallrahmen aufgehängt, haben oben eine rechteckige Form, unten die einer umgedrehte Pyramide als Auslauf. Bei den meisten Modellen ist das Gewebe als Filter ausgelegt, so dass bei der Befüllung nicht abgesaugt werden muss. Inzwischen werden auch Behältnisse aus Blech und Kunststoff angeboten.

Planungshinweis: Die maximal mögliche Ausnutzung des beanspruchten Raumes liegt beim Gewebesilo bei ca. 40 %, beim Bunkerlager bei ca. 70 % und beim Maulwurftank bei ca. 90 %.

Planungstipp: Bei geschlossenen Lagerräumen im Haus sollte zur Sicherheit eine Überdrucköffnung eingebaut werden, damit das Lager „eigensicher“ ist.

Lager außerhalb des Gebäudes

Für Großanlagen werden Silos aus Kunststoff oder Metall aufgestellt. Speicher zum unterirdischen Einbau für Anlagen jeder Größe sind Fertigteilbehälter aus Beton oder Kunststoff. Sie werden mit Saugsystemen kombiniert, da sich Förderschnecken schwer durch das Erdreich verlegen lassen.

Auswahlkriterien für unterirdische Speicher

– Der Grundwasserstand muss unterhalb von Behälterfugen liegen, die nicht gegen drückendes Wasser gesichert sind.

– Bei hohem Grundwasserstand und leerem Behälter muss die Auftriebssicherheit gewährleistet sein.

– Beim maschinellen Verdichten mit Verfüllmaterial oder späteren Befahren muss der Behälter ausreichend stabil sein.

– Die Lage des Behälters muss mit der Zufahrt für das Lieferfahrzeug abgestimmt sein. Üblicherweise kann ein Tankfahrzeug die Pellets als loses Schüttgut mindestens 30 m weit einblasen.

– Es soll möglich sein, für Wartungszwecke das Austragungssystem auch im befüllten Zustand aus dem Speicher ausbauen zu können.

Nach Berechnung durch den Fachplaner und Bestellung durch den Heizungsbauer wird der Pellet-Tank ab Werk geliefert. Das Fahrzeug des Herstellers ist mit einem eigenen Kran ausgestattet. Bis zu 12 m3 große Behälter können damit direkt in Baugruben absetzt werden, wenn der Lkw zum Abladen weit genug heranfahren kann. Die Lieferung kleinerer Pellet-Speicher erfolgt komplett vormontiert. Bei größeren Speichern werden auf Grund des hohen Gewichts Behälter und Konus auf der Baustelle montiert.

Pellet-Fördersysteme

Das Entnahme- und Fördersystem sorgt dafür, dass die Pellets aus dem Vorratsraum nach Bedarf automatisch zum Heizkessel gebracht werden. Kriterien für die Auswahl der Systeme sind:

– Raumnutzung

– Flexibilität bei Anordnung von Vorratsraum und Heizkessel

– Schonender Umgang mit den Pellets

– Entmischung und Unabhängigkeit vom Fließverhalten der Pellets

– Montageaufwand und Kosten

– Zuverlässigkeit und Wartungsfreundlichkeit

Das Fördersystem bringt die Pellets aus dem Vorratsraum zum Heizkessel. Es haben sich hier zwei Systeme etabliert:

Förderschnecke

Eine langsam drehende Wendel schiebt die Pellets durch ein Rohr oder einen Kanal. Diese Austragungsart ist nur geeignet, wenn der Kessel direkt neben dem Lagerraum aufgestellt werden kann. Dabei muss die Lage des Kamins und der Heizungseinbindung berücksichtigt werden. Die Konstruktion ist einfach und kostengünstig, Schnecken sind sehr leise; die Pelletentnahme erfolgt von unten.

Nachteil: Förderschnecken sind wenig flexibel in der Anordnung und erhöhen den unerwünschten Abriebanteil der Pellets. Schnecken sind aufwendig zu planen. Die Entfernung und die Höhendifferenz müssen exakt stimmen. Deshalb wird die Planung der Förderschnecke nach der Bestellung vom Lieferanten geprüft.

Vakuum-Saugsystem

Nach dem Prinzip eines Staubsaugers mit geschlossenem Luftkreislauf werden die Pellets durch einen Schlauch befördert. Saugsysteme können je nach Hersteller bis zu 25 m Entfernung und maximal 5 m Höhe überwinden. Damit kann der Vorratsraum weiter vom Heizraum entfernt sein als bei der Austragung durch Förderschnecken. Die Saugturbine sitzt beim Heizkessel und wird von diesem nach Zeitvorgabe gesteuert. Da die Turbine je nach Witterung etwa 30 Minuten am Tag läuft, wird das Zeitfenster durch den Benutzer so gesetzt, dass ihn das Betriebsgeräusch nicht stört. Wichtig ist, dass die Saugleitungen zwischen Behälter und Heizkessel geerdet sind, um elektrostatische Aufladung zu vermeiden.

Pellet-Entnahmesysteme

Das Entnahmesystem bringt die im Vorratsraum liegenden Pellets zum Fördersystem.

Schnecke als Fördersystem

Wird eine Schnecke als Fördersystem eingesetzt, sind zwei Entnahmetechniken möglich:

• <b>Raumentnahmeschnecke: </b>Eine auf der Längsachse angebrachte Schnecke bringt die Pellets aus dem Vorratsraum und übergibt sie an die Förderschnecke. Teilweise wird Raumentnahme und Förderung in einer so genannten Knickschnecke zusammengeführt. Im Vorratsraum werden Schrägen in Form eines umgedrehten Dachs angebracht. Die Pellets rutschen auf den Schrägen zu der am tiefsten Punkt angebrachten Schnecke. Wichtig sind ein Schrägenwinkel von mindestens 40&deg; und eine glatte, möglichst beschichtete Oberfläche der Schrägen. Dies gewährleistet ein zuverlässiges Nachrutschen der Pellets. Das System eignet sich insbesondere bei lang gestreckten Vorratsräumen. Nachteilig sind der Raumverlust unterhalb der Schrägen sowie der bauliche Aufwand.
• <b>Punktentnahme:</b> Bei eher quadratischer Raumgeometrie können die Pellets durch vier Schrägen zu einem Punkt in der Mitte des Lagers geführt werden. Dort werden die Pellets dann direkt an die Förderschnecke über­geben.

Transport per Saugsystem

Wird ein Saugsystem für den Pellet-Transport eingesetzt, gibt es neben den oben beschriebenen Techniken zwei weitere verbreitete Techniken:

• <b>Saugsonden und Saugweichen: </b>An mehreren Punkten im Lager werden so genannte Saugsonden installiert, die über ein Vor- und Rückluftschlauchsystem mit dem Vakuumsystem verbunden sind. Silos haben gelegentlich ein solches Schneckengetriebe, das eine Saugweiche mit Pellets von oben bedient. Diese Schnecke kann vom Kessel her in Intervallen gesteuert werden. Sie verhindert, dass es zur Brückenbildung im darüber liegenden Behälter kommt.

Bei der Entnahme von unten können durch das Fließverhalten der Pellets Störungen und Restvolumina entstehen. Auch Brücken- und Schlotbildung wird hin und wieder beobachtet. Um dies zu vermeiden, gibt es verschiedene Hilfssysteme wie z.B. Rührfinger am Saugrohr unten; kleine Schnecke an der Übergabe zum Saugrohr (Dosierung); Rüttelmotoren am Entnahmetrichter.

Tipp: Mit einem Saugsystem können zwischen Pellet-Lager und Kessel Hindernisse überwunden werden. Dennoch sollte der Schlauch möglichst geradlinig verlaufen, da jede Krümmung einen Druckverlust bedeutet. Dem entsprechend sind zwischen 10 und 20 m Schlauchlänge möglich.

• <b>Maulwurfentnahme:</b> Der Pellet-Maulwurf lässt sich nur mit Pellet-Kesseln kombinieren, die Saugförderung haben. Das Prinzip der Pellet-Entnahme aus dem Lager wird umgekehrt &ndash; die Pellets werden nicht mehr am tiefsten Punkt, sondern von oben aus dem Speicher entnommen. Der Pellet-Maulwurf wandert selbsttätig über die Pellets, saugt zunächst in einer flächigen Kuhle den Gro&szlig;teil der Pellets ab und entleert den Speicher auch in den Ecken. Am Boden angelangt, arbeitet er sich mit Hilfe eines Bewegungsmechanismus entlang der verbliebenen Böschungen aktiv durch den Rest und entleert so den Speicher bis auf eine Reservemenge. Der Einbau von Schrägen am Boden ist nicht erforderlich. Dieses Entnahmeprinzip kann in allen gängigen Lagertypen eingesetzt werden.

Unerwünschte Feinanteile

Werden die Pellets durch das Entnahmesystem von unten aus dem Lager entnommen, rieselt der Vorrat wie bei einer Sanduhr durch die Schwerkraft in den entstandenen Trichter nach. Dabei entmischen sich die verschiedenen Fraktionen: Lange Pellets, kurze Pellets und Feinanteil. Dabei treten zum Ende der Lagerentnahme regelmäßig Feinanteile von über 10 % auf. Fördertechnik und Brenner sind allerdings auf gleichmäßige Mate­rialmischung ausgelegt. Durch den vermehrten Feinanteil am Ende der Lagerentnahme sind Störungen und eingeschränkte Verbrennungseigenschaften möglich. Bei der Entnahme von oben, bleibt der Brennstoffvorrat in Ruhe, die Mischung unbeeinflusst und homogen. Der enthaltene Feinanteil wird von Anfang an in kleinen, verträglichen ­Dosierungen mit verbrannt.

Der abgedruckte Fachbeitrag ist ein Auszug aus der Broschüre „Ratgeber Pellet-Lagerung – Lagern und Fördern von Holzpellets“. Diese im Juni 2007 erschienene Planungshilfe enthält eine Vielzahl informativer Fotos und Grafiken.

Autoren: Klaus W. König und Helmut Schellinger; Herausgeber: Mall GmbH, Donaueschingen; Umfang: 32 Seiten; Format: DIN A4, ISBN 3-9803502-3-1; Preis: 12 Euro (ggfs. zzgl. Versand);

weitere Infos: https://www.mall.info/ und https://schellinger-kg.de/