Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Aufgrund der wachsenden Bedeutung von Biomassefeuerungen als alternativer W\u00e4rmeerzeuger neben den fossilen Energien w\u00e4chst auch die Bedeutung der Wirkungsgrade und der Emissionen dieser Feuerst\u00e4tten, deren Verbesserungspotential noch nicht zufrieden stellend ausgesch\u00f6pft ist.
\nInnerhalb dieses Vorhabens werden neuartige Keramikwerkstoffe entwickelt, die zum einen den mechanischen und Temperaturbelastungen einer Feuerung standhalten und zum anderen eine m\u00f6glichst vollst\u00e4ndige und emissionsarme Verbrennung beg\u00fcnstigen. Ber\u00fccksichtigt werden sowohl ma\u00dfgeschneiderte Eigenschaften f\u00fcr die Brennraumauskleidung als auch eine optimierte W\u00e4rmespeicherung.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Erreichung emissionsarmer Verbrennung und eines hohen Wirkungsgrades bei gleichm\u00e4\u00dfiger Temperaturabgabe erfordert Materialien mit zum Teil widerspr\u00fcchlichen Eigenschaften. Deshalb liegt gro\u00dfes Augenmerk auf der Materialentwicklung, f\u00fcr die im Laborma\u00dfstab Testmischungen hergestellt, Pr\u00fcfk\u00f6rper gefertigt und charakterisiert und hinsichtlich W\u00e4rmed\u00e4mmung, mechanischer Festigkeit und W\u00e4rmespeicherung optimiert werden. Angestrebt wird die Kombination der Eigenschaften in einem Material mit Sandwichstruktur. Die entwickelten Materialien werden in ersten Versuchen auf Ihre Eignung und Best\u00e4ndigkeit in der Feuerung gepr\u00fcft, w\u00e4hrend Fertigungsversuche im gr\u00f6\u00dferen Ma\u00dfstab unternommen werden. In Folge zur Prototypenherstellung werden die neu entwickelten Materialien in Praxistests auf Ihren tats\u00e4chlichen Effekt auf die Emissionen und den Wirkungsgrad von Biomassefeuerungen untersucht und die Ergebnisse mit denen herk\u00f6mmlicher Werkstoffe verglichen. Weitere Untersuchungen beziehen sich auf das Handling und die Verarbeitbarkeit im handwerklichen Ofenbau. Neben der Wirksamkeitspr\u00fcfung liegt die Konzentration auf einer laufenden Machbarkeits- und Wirtschaftlichkeitsbetrachtung hinsichtlich Rohstoffkosten, Produktionsm\u00f6glichkeiten und erzielbarem Marktpreis. Die entwickelten Materialien sollen in der Formgebung wirtschaftlich und flexibel sein, um einen breiten Einsatz in Feuerungen zu erm\u00f6glichen und damit auch den gew\u00fcnschten Beitrag zur erheblichen Reduzierung von Emissionen und einer effizienteren Energienutzung von Biomasse leisten zu k\u00f6nnen.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Als Ergebnis des Projektes Entwicklung neuartiger Keramikwerkstoffe f\u00fcr die Feuerraumauskleidung und den W\u00e4rmespeicher bei Biomassefeuerungen als Beitrag zur Emissionsminderung und Wirkungsgradverbesserung k\u00f6nnen die nachfolgenden Aussagen getroffen werden.
\nSowohl auf Basis Ton als auch auf Basis Feuerbeton lassen sich f\u00fcr die Anwendung in der Feuerung geeignete Werkstoffe gezielt mit unterschiedlichen Eigenschaften herstellen. Auf Basis Feuerbeton ist die Herstellung eines Sandwichbauteils ebenso m\u00f6glich, wie ein Material mit Wabenstruktur. Die Materialien bestehen den Dauertest von 200 Betriebsstunden und lassen sich handwerklich bearbeiten.
\nEin leichtes Schamotteerzeugnis l\u00e4sst sich, im Technikumsversuch verifiziert, auf herk\u00f6mmlichen Anlagen und im bekannten Prozess herstellen.
\nDas Erreichen repr\u00e4sentativer und vergleichbarer Abbr\u00e4nde bei den Feuerungsversuchen erfordert gro\u00dfen Aufwand. Die Ergebnisse streuen erheblich und erfordern zur Auswertung statistische Methoden. Dadurch lassen sich Unterschiede zwischen den Materialien herausarbeiten. CO, OGC und der Wir-kungsgrad k\u00f6nnen ausgewertet werden. F\u00fcr Staub kann innerhalb dieses Projektes leider keine Aussage getroffen werden.
\nIn der Auswertung zeigt sich, dass mit neuen Materialien erhebliche Verbesserungen gegen\u00fcber herk\u00f6mmlichen Referenzmaterialien erreicht werden k\u00f6nnen. Dies gilt insbesondere f\u00fcr die Gr\u00f6\u00dfen CO (bis zu 14 bzw. 18%) und OGC (bis zu 41 bzw. 63%). Auch der Wirkungsgrad (bis zu 3 bzw. 9%) ist positiv beeinflussbar.
\nMit dem im Technikumsversuch hergestellten leichten Schamottematerial lassen sich gute Effekte erzielen. Die Herstellkosten entsprechen jenen einer Referenz-Schamotteplatte. Entwicklungsbedarf besteht bei diesem Material in der optischen Erscheinung, da der Trend bei m\u00f6glichst hellen glatten Oberfl\u00e4chen liegt.
\nDie besten Ergebnisse hinsichtlich CO und OGC zeigen im Versuch Materialien aus Mullitbeton bzw. Mullit-Bl\u00e4hglas-Beton. Optisch bedienen diese Materialien die Nachfrage nach glatten wei\u00dfen Oberfl\u00e4chen. Die Herstellkosten liegen abgesch\u00e4tzt beim 15fachen einer Referenzplatte aus Schamotte. Hier besteht erheblicher Bedarf zur Reduzierung der Kosten, die insbesondere in den Rohstoffpreisen begr\u00fcndet liegen. Eine Marktakzeptanz dieses Preises f\u00fcr eine breite Anwendung kann ausgeschlossen werden.
\nEs wird davon ausgegangen, dass die Verbrennungstechnik, wie Feuerraumgeometrie und Luftf\u00fchrung, den weitaus gr\u00f6\u00dferen Einfluss auf die erreichbaren Emissionswerte hat. Der Wirkungsgrad wird erheblich durch die Gesamtkonzeption der Feuerung beeinflusst. Die in den Versuchen erzielten Ergebnisse zeigen jedoch, dass sich diese Werte mittels geeigneter Materialien weiter optimieren lassen.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die Ergebnisse sind sehr spezifisch und erkl\u00e4rungsbed\u00fcrftig. Es ist geplant, im Forschungsnetzwerk des Industrieverbandes HKI zu berichten. Dort erreichen sie den gr\u00f6\u00dften Teil der industriellen Anwender der Materialien und die Ergebnisse k\u00f6nnen in verwandte laufende und geplante Forschungsprojekte zur Emissionsminderung von h\u00e4uslichen Feuerst\u00e4tten einflie\u00dfen.
\nWeiterhin werden einige Aussagen in Marketing und Verkauf der WTW Verwendung finden. Es soll dargestellt werden, dass die Herstellung von spezifischen Materialien f\u00fcr die unterschiedlichen Anforderungen und Bereiche von Feuerst\u00e4tten m\u00f6glich sind und diese zur weiteren Optimierung von Verbrennungswerten beitragen k\u00f6nnen. Kann man die Feuerst\u00e4ttenhersteller zur Zusammenarbeit motivieren, kann so das Optimum f\u00fcr die Verbrennungswerte erzielt werden.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Das in einer Biomassefeuerung verwendete Material hat einen Einfluss auf die Verbrennungsqualit\u00e4t. Es k\u00f6nnen nachweislich verschiedene Materialeigenschaften auf verschiedenen Rohstoffbasen erreicht werden. Die Optimierung und Verifizierung der Ergebnisse mit unterschiedlichen Feuerst\u00e4tten sowie die Diskussion \u00fcber einen Kompromiss aus Wirkung, Preis und Optik kann nur mit m\u00f6glichst vielen Feuerst\u00e4ttenherstellern erfolgen. Angestrebt werden die Gespr\u00e4chsaufnahme mit den Herstellern und die Koordination mit im Verband laufenden Forschungs- und Entwicklungsprojekten zur Emissionsminderung durch Prim\u00e4rma\u00dfnahmen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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