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Sie haben Freude am Heizen mit Holz und wollen die Energie der Sonne nutzen? Mit einer thermischen Solaranlage und einer einzigen Feuerstelle im Haus sind Sie von primären Energieträgern unabhängig und schonen unsere Umwelt. Mit dem richtigen Anlagekonzept ist das möglich. 

Der Heizkessel steht im Wohnraum

Alle POWALL Öfen sind Holzvergaseröfen mit wasserführenden Wärmetauschern für den Wohmraum zur Versorgung des zentralen Heizsystems. Als freistehender Kaminofen oder Kachelofeneinsatz können Sie - dank großer Sichtscheibe- das Flammenspiel genießen. Im Inneren arbeiten die POWALL Öfen mit hocheffizienter Naturzug-Holzvergasertechnologie und einem patentierten thermolytischen Wärmetauschersystem. Die Einsatzöfen, der POWALL Vario K und der POWALL OfKa, sind leistungsstarke Heizöfen mit enormer heizwasserseitiger Leistung, wobei die effektive raumseitige Strahlungsleistung je nach Einbauart (Speichermasse) nur 2,5 bis 5 kW beträgt. Sie sind damit ideal für den Einsatz in Niedrigenergiehäusern geeignet. Durch das ausgeklügelte Verbrennungssystem weisen die POWALL-Geräte vorbildliche Abgaswerte auf. POWALL Heizeinsätze und Kaminöfen unterschreiten durch die patentierte, hochentwickelte Verbrennungstechnik bereits jetzt die nach 2014 geforderten strengen Abgaswerte.

Der schnelle Weg weg von Öl und Gas

Wir wollen die Energiewende und wir wollen unabhängig werden von den immer teurer werdenden Energieträgern Öl und Gas. Holzvergasertechnologie hilft, dieses Ziel zu erreichen. Die Energie des Holzes wird umweltschonend nutzbar gemacht. Helfen auch Sie, die Energiewende zu meistern; werden Sie unabhängig – mit Sonne + Holz!

Für die POWALL Holzvergaser Kamin- und Speicheröfen geben Hersteller und Powall Partner Wirkungsgrade zwischen 86-87% an.

„Viel zu gering“ hören wir immer wieder, „andere Holzvergaser Scheitholzöfen erreichen Wirkungsgrade von weit mehr als 90%“.

So jedenfalls steht es in den Dokumenten der Testinstitute oder eben nur in den Flyern und Hochglanzbroschüren der Anbieter.

Im Testlabor wird unter idealen Bedingungen getestet, das Holz ist kammergetrocknet und gereinigt, die Luftzuführung optimiert, der Zug der Abgaseinrichtung exakt auf die Anforderungen des Ofens eingestellt und die Verbrennungsluftzufuhr justiert.

Doch ideale Bedingungen herrschen im täglichen Betrieb eines Ofens nicht in gleicher Weise vor und jeder sollte sich die Frage stellen, mit welchem Wirkungsgrad ein Ofen im eigenen Haus betrieben werden kann und ob auch dort die Vorgaben der 1. BImSchV erfüllt werden.

Powall Holzvergaser Kamin- und Einsatzöfen erfüllen die Anforderungen der 1. BImSchV auch im täglichen Betrieb, solange die Systemvoraussetzungen eingehalten und die Planungsvorgaben der Powall Partner bei der Installation berücksichtigt werden.

Naturzugöfen - wie die POWALL Holzvergaser Kamin- und Einsatzöfen - versorgen den Brennraum allein durch den Zug des Schornsteins mit Luftsauerstoff. Der Schornstein zieht die Luft durch den Ofen und transportiert so die Verbrennungsgase ins Freie. Eine Vielzahl von Faktoren ist für die störungsfreie Funktion eines wasserführenden Naturzug Scheitholzofens verantwortlich.

Beginnen wir mit dem Brennstoff Holz.

In einem wasserführenden Stückholzofen darf nur reines, naturbelassenes Holz verfeuert werden. Die Holzfeuchte sollte bei ca. 15% liegen, auf jeden Fall aber unter 20% betragen. Die Feuchtigkeit im Holz schadet der Verbrennung, weil Feuchtigkeit den Brennraum kühlt und hohe Brennraumtemperaturen erst erreicht werden, wenn das Wasser im Holz vollständig verdampft ist.

Um einen Holzofen zu betreiben, muss ausreichend Verbrennungsluft zugeführt werden. Brennbare Gase, die aus Kohlenwasserstoffverbindungen bestehen, oxidieren unter Wärmeabgabe mit Sauerstoff zu Kohlendioxid und Wasser. Dieser Prozess kann aber nur bei Temperaturen ab 600°C ablaufen. Ist die Temperatur im Brennraum geringer, so enthalten die Abgase einen hohen Anteil an Kohlenmonoxid, Stäuben und brennbaren Gasen, die ungenutzt ins Freie gelangen. In den POWALL Holzvergaser Kaminöfen und Einsatzkesseln werden Temperaturen in der Nachbrennkammer von bis zu 1200°C erreicht.

Das hohe Temperaturniveau im Ofen macht eine schadstoffarme Verbrennung erst möglich. Das trifft besonders für wasserführende Holzfeuerungen zu, da das Wasser in den Wärmetauschern mit 60-85°C die Rauchgaszüge im Ofen kühlt und so die Wärme für das Heizungswasser aufnimmt.

Doch kommen wir jetzt zu den eigentlichen Faktoren, die den Wirkungsgrad eines Scheitholzofens bestimmen:

Luftzuführung und Luftverteilung im Ofen

Externe Verbrennungsluft wird dem Ofen über den Luftzuführungsanschluss zugeführt. Von dort wird die Luft über Roste, Luftkanäle und Düsen im Ofen verteilt.

• Primärluft für die Anheizphase (zugeführt über den Brennrost von unten)

• Sekundärluft, um die Holzgase von oben und von den Seiten mit Luftsauerstoff zu versorgen

• Tertiärluft, um den Rauchgasen beim Durchströmen der Durchbranddüse zur Nachbrennkammer zusätzlich Sauerstoff zuzuführen

Je besser dieses Luftverteilungssystem funktioniert, umso höher sind die Temperaturen in den Brennräumen. Sichtbare Auswirkungen sind saubere Scheiben und sehr geringe Rußablagerungen an den Brennraumwänden.

Brennraumauskleidung

Brennräume von Scheitholzöfen werden mit unterschiedlichen Materialien ausgekleidet. Sie sollen die Wärme aufnehmen, den Brennraum gegenüber dem Stahlmantel isolieren (zur Verringerung der Strahlungsleistung in den Aufstellungsraum), gegen mechanische Belastungen schützen und gleichzeitig zur Verbrennungsluftverteilung beitragen.

POWALL Öfen sind mit Hochtemperaturstahl und Siliziumcarbid Keramik ausgekleidet, um schnell hohe Brennraumtemperaturen zu ermöglichen und gleichzeitig den hohen thermischen, chemischen und mechanischen Belastungen standzuhalten.

Schornsteinzug

Der Schornstein ist der Motor eines jeden Ofens. Sein Auftrieb und der dadurch entstehende Unterdruck (in Pascal gemessen) zieht die Luft durch den Ofen. Er muss dafür sorgen, dass die Luft und Abgase von der externen Luftzuführung bis zum Schornsteinaustritt mit einem - für den Ofen spezifischen - Volumenstrom durch den Ofen strömt. Nur so wird sichergestellt, dass dem Ofen, entsprechend seiner Leistung, ausreichend Luftsauerstoff für die Verbrennung zur Verfügung steht. Moderne Schornsteine sind dreischalig aufgebaut. Alte, gemauerte Schornsteine sollten für moderne Holzvergaseröfen nicht verwendet oder aber fachgerecht saniert werden.

Abgastemperatur

Die Abgastemperatur, gemessen am Rauchrohrstutzen des Ofens, ist nicht nur eine wichtige Messgröße für den Wirkungsgrad, sondern bestimmt auch die thermischen (Zug) Verhältnisse im Schornstein. Bei wasserführenden Scheitholzöfen wird die Abgastemperatur von dem Volumenstrom der Luft im Ofen und der Fläche der Wärmetauscherrippen bestimmt. Alle POWALL Holzvergaser Kamin- und Einsatzöfen erreichen eine konstruktionsbedingte Abgastemperatur von ca.170-200°C.

Diese Temperaturen sind in der Regel ausreichend, um Abgastemperaturen am Schornsteinkopf von ca. 100°C zu gewährleisten, und so Taupunktunterschreitungen im Schornstein sicher zu vermeiden.

Sauerstoffgehalt im Abgas

Ob ein Kaminofen die Vorgaben der 1. BImSchV Stufe 2 einhalten kann oder nicht, wird durch die Messung der Abgasbestandteile bestimmt. Für Holzfeuerungsanlagen sind der Gehalt an Sauerstoff (O₂), Kohlendioxid (CO₂) und Kohlenmonoxid (CO) für die Bestimmung der Abgasverluste maßgebend.

Für Naturzugöfen gibt es einen Bereich idealer Verbrennung. Außerhalb dieses Bereiches herrscht im Ofen entweder Luftmangel oder extremer Luftüberschuss.

Die Luftüberschusszahl wird wie folgt berechnet:

                                                              O₂

                                              λ = 1 + ------------

                                                           21 - O₂

Für Naturzugöfen wird der Bereich idealer Verbrennung näherungsweise durch die Luftverhältniszahl λ (Lambda) im Bereich von λ=1,5 – 2,5 eingegrenzt. In diesem Bereich ist die Verbrennung schadstoffarm und die Abgasverlustkurve erreicht ihr Minimum.

Die Zusammenhänge zeigt das Verbrennungsdiagramm. Bei der Verbrennung gehört zu jedem CO₂ Gehalt ein bestimmter CO bzw. O₂ Wert. Für jeden Brennstoff ergibt sich ein eigenes Diagramm. Der CO₂max Wert für Holz beträgt 20.

Feinstäube im Abgas

Der Anteil an Feinstäuben im Abgas steigt mit dem CO Anteil. Ein hoher Kohlenmonoxid Wert im Abgas weist auf eine unvollständige Verbrennung hin und lässt den Anteil an Rußpartikeln im Abgas steigen.

Vor 2015 errichtete Feuerstätten nach Stufe 1 der 1. BImSchV erlauben einen Staubgehalt im Abgas von 75mg/m³N (Einzelraumfeuerungsanlage) bzw. 100mg/m³N (keine Einzelraumfeuerungsanlage).

Die Stufe 2 der 1. BImSchV verschärft die Werte ab dem Jahr 2015/2017.

Berechnung des Wirkungsgrades

Der feuerungstechnische Wirkungsgrad für Scheitholzöfen bezieht sich auf die, in Form von Holz, eingebrachte Energie (100%). Die Abgasverluste in Prozent werden davon abgezogen und ergeben so den Wirkungsgrad eines Ofens.

Für Holzfeuerungen werden Abgasverluste näherungsweise durch die Siegertsche Formel errechnet. 

( AT – VT )

qA = f -----------------

     CO₂

qA        = Abgasverlust

AT        = Abgas Temperatur

VT        = Verbrennungsluft Temperatur

f          = brennstoffspezifischer Faktor ( für Holz: f = 0,74)

Trägt man die Abgasverluste in einem Diagramm über der Abgastemperatur in Abhängigkeit des Sauerstoffüberschusses im Abgas auf, so kann für jeden Ofen die Abgasverlustkurve bestimmen werden.

Für einen wasserführenden POWALL Phönix Holzvergaser Kaminofen wird der Wirkungsgrad bei einer Abgastemperatur von 183°C und 10% Luftsauerstoff im Abgas mit 86% angegeben.

Würde man den Abgasmassestrom senken (damit auch die Abgastemperatur) und gleichzeitig durch Drosselung der Zuluft den Sauerstoffüberschuss auf unter 5% reduzieren, könnten auch für die Powall Holzvergaseröfen Wirkungsgrade von weit über 90% ausgewiesen werden. Unter diesen Bedingungen werden aber bei vielen Scheitholzöfen die Feinstaubgrenzwerte der 1. BImSchV nicht mehr erreicht.

Ausgewiesene Feinstaubwerte und Kohlenmonoxid Emissionen von Naturzugöfen werden normalerweise bei 13% O₂ Gehalt im Abgas gemessen, also bei Abgasverlusten, die ca. 15% und mehr betragen.

Fazit: Wird für einen Naturzugofen mit einer Abgastemperatur von 250°C ein Wirkungsgrad von über 90% angegeben, so ergibt sich dieser Wert nach der Siegertschen Formel nur bei unrealistischen 0% Sauerstoff Überschuss im Abgas.

Für die POWALL Energietechnik GmbH ist es wichtig, dass angegebene Wirkungsgrade auch im täglichen Betrieb erreichbar sind und nicht nur unter Laborbedingungen gemessen werden.

Wir wollen, dass Ihr Scheitholz Kamin- oder Einsatzofen sauber und schadstoffarm betrieben werden kann und sich die angegebenen Leistungsdaten auch im täglichen Betrieb zeigen. Powall Holzvergaser Technologie wird die Abgasmessungen Ihres Schornsteinfegermeisters „meistern“ und unsere Qualitätsanforderungen sind unser Versprechen an Sie.