{"id":26029,"date":"2023-07-13T15:29:28","date_gmt":"2023-07-13T13:29:28","guid":{"rendered":"https:\/\/www.dbu.de\/projektdatenbank\/30529-01\/"},"modified":"2023-07-13T15:29:28","modified_gmt":"2023-07-13T13:29:28","slug":"30529-01","status":"publish","type":"projektdatenbank","link":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/projektdatenbank\/30529-01\/","title":{"rendered":"Entwicklung emissionsarmer Kleinfeuerungsanlagen durch Integration der ChimCat Katalysatortechnologie"},"content":{"rendered":"<p>Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n<p>Innerhalb des Projektes auf Grundlage der Vorarbeiten bei der Dr Pley Environmental GmbH am Markt verf\u00fcgbare Kleinfeuerungsanlagen durch die Integration der ChimCat Katalysatortechnologie umwelt-freundlicher gemacht werden. Es soll gezeigt werden, dass durch ein kleines und kosteng\u00fcnstiges Bau-teil die umweltsch\u00e4dlichen Emissionen an Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffen und Feinstaub bei den von den Projektpartnern zur Verf\u00fcgung gestellten Feuerst\u00e4tten reduziert werden k\u00f6nnen.<br \/>\nZiel ist es, die Emissionen an Kohlenmonoxid der Feuerst\u00e4tten um mind. 50% bezogen auf den allt\u00e4gli-chen Betrieb zu reduzieren. Bei den Feinstaubemissionen wird ein Grenzwert <30mg\/m3 angestrebt, da hier der auf Grund des Standes der Technik die gravimetrische Staubmessung ihre nat\u00fcrliche Grenze hat. Daneben werden auch die Emissionen an bestimmten Kohlenwasserstoffen mit ber\u00fccksichtig, obwohl diese in den anwendbaren Verordnungen nicht reguliert sind. Selbstverst\u00e4ndlich sollen alle im Projekt bearbeiteten Feuerst\u00e4tten die Anforderung der 2. Stufe der BImSchV unter Pr\u00fcfstandsbedingungen bzw. nach den relevanten Normen erf\u00fcllen.\n\n\n\nDarstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenPro Kleinfeuerungsanlage soll nach dem folgenden Verfahren vorgegangen werden:\n1.\tAnlieferung der Feuerst\u00e4tte und Aufnahmen der Geometrien\nNach Anlieferung der Feuerst\u00e4tte werden die Brennraumgeometrien anhand von seitens der Projektpartner zur Verf\u00fcgung gestellten Zeichnungen oder CAD Dateien oder aber durch ausmessen des Brennraums ein dreidimensionales CAD erstellt. Dadurch lassen sich die Rauchgasstr\u00f6mungen innerhalb der Brennkammer, Temperaturverteilungen und m\u00f6gliche Einbauorte f\u00fcr die Katalysatoren leicht absch\u00e4tzen.\n2.\tAufnahme von Temperaturprofilen und Ermittlung der Emissionen im Anlieferungszustand\nDurch die ersten Abbr\u00e4nde soll das System im Betrieb kennengelernt werden. Es werden \u00fcber mehrere Abbr\u00e4nde die Emissionen bei unterschiedlichen Lufteinstellungen aufgenommen und damit versucht den optimalen Betriebspunkt f\u00fcr die betreffende Feuerst\u00e4tte zu finden. Durch Aufnahme der Abbrandzeit einer bestimmten Holzmenge und in Orientierung an der Nennleistung der Feuerst\u00e4tte soll die f\u00fcr einen Abbrand notwendige Brennstoffmenge ermittelt werden. Durch das Einsetzen von Thermoelementen in den Rauchgasweg nach der Brennkammer werden die Temperaturprofile aufgezeichnet, um damit einen von der Temperatur her m\u00f6glichst optimalen Einbauort f\u00fcr die Katalysatorkassetten zu finden. Ebenfalls aufgenommen wird der Unterdruck in der Brennkammer bei den ermittelten optimalen Lufteinstellungen. Die Emissionen an Staub sollen in Anlehnung an die VDI Richtlinie 2066 mittels einer isokintischen und gravimetrischen Messung erfolgen.\n3.\tHerstellung von Halterungen und Katalysatorkassetten\nNach den Ergebnissen der Punkte 1 und 2 wird ein Einbauort f\u00fcr die Katalysatorkassetten festgelegt. Neben der von einem bestimmten Temperaturprofil vorgegebenen Bereich f\u00fcr den Einbau steht auch die M\u00f6glichkeit f\u00fcr einen manuellen Wechsel der Katalysatorkassetten im Vordergrund. Ebenfalls soll die Feuerst\u00e4tte m\u00f6glichst nicht baulich ver\u00e4ndert werden. Nach diesen Vorgaben wird dann ein Prototyp gefertigt und in die Feuerst\u00e4tte eingebaut.\n4.\tBetrieb mit den integrierten Katalysatoren und Aufnahme der Emissionen\nIn Anlehnung an die Systematik unter Punkt 2 soll nun der Betrieb der Feuerst\u00e4tten mit den integrierten Katalysatoren erfolgen. Dabei werden die Emissionen kontinuierlich aufgezeichnet. Die Ermittlung der Staubemissionen soll wiederum in Anlehnung an die VDI 2066 mittels einer isokintischen und gravimetrischen Methode erfolgen. Auch hier soll ein m\u00f6glichst optimaler Betriebspunkt f\u00fcr die umger\u00fcsteten Feuerst\u00e4tten ermittelt werden. Sind die Ergebnisse gem. den Zielsetzungen erreicht, so wird mit der Abschlussmessung fortgefahren. Ist dies nicht der Fall, so werden die Katalysatorsysteme nochmals ge\u00e4ndert und zu Punkt 3 zur\u00fcckgekehrt.\n5.\tAbschlussmessung und Aufnahme der Emissionen\nZur Abschlie\u00dfenden Aufnahme der Emissionen wird die Feuerst\u00e4tte nochmals mit und ohne Katalysator auf dem Pr\u00fcfstand betrieben. Mit fest eingestellten Zuluftmengen, wie unter Punkt 2 und 4 ermittel, der notwendigen Brennstoffmenge pro Abbrand f\u00fcr den Nennlastbetrieb werden nach Erzeugung einer Grundglut vier zusammenh\u00e4ngende Abbr\u00e4nde gefahren und die Emissionen ermittelt. Der Nachlegezeitpunkt wird anhand der Abgastemperatur festgelegt, bei der kein Flammenbild mehr in der Brennkammer erkennbar ist und die Grundglut wieder erreicht wurde. Durch Auswertung der Emissionsdaten bei den Abbr\u00e4nden soll zum einen das Emissionsverhalten \u00fcber alle Abbr\u00e4nde, nach der Auswertemethode der 1. BImSchV bzw. den g\u00fcltigen Normen und die Emissionsminderungsleistung ermittelt werden. Abschlie\u00dfend sollen jeweils f\u00fcr die betreffenden Feuerst\u00e4tten mit und ohne eingesetzten Katalysatoren jeweils ein Abbrand mit stark reduzierter und gr\u00f6\u00dftm\u00f6glicher Zuluft durchgef\u00fchrt werden. Durch die Aufnahme der Emissionen und deren Auswertung soll die Abscheideleistung der Katalysatoren auch unter nicht optimalen Betriebsbedingung ermittelt werden.\n6.\tAbschlie\u00dfende Normpr\u00fcfung bei einer akkreditierten Pr\u00fcfstelle\nDamit die neu entwickelten Produkte auch in den Verkauf gehen k\u00f6nnen sollen die Feuerst\u00e4tten abschlie\u00dfend nach den geltenden Normen gepr\u00fcft und zugelassen werden. Der Betrieb soll sich dabei an den Betriebsbedingungen orientieren, die bei den eigenen Entwicklungst\u00e4tigkeiten ermittelt und festgelegt wurden.\n\n\n\nErgebnisse und Diskussion\n\nF\u00fcr die Max-Blank GmbH wurde eine Brennkammer, die Grundlage f\u00fcr mehrere Kaminofenmodelle ist, mit der ChimCat Katalysatortechnik ausgestattet. Durch den Einsatz der Katalysatoren konnte eine merkliche Minderung der Emissionen erreicht werden.\nF\u00fcr die Ulrich Brunner GmbH wurden insgesamt f\u00fcnf Kamineins\u00e4tze nach EN13229 mit der ChimCat Ka-talysatortechnologie ausgestattet. Eine Reduzierung der Emissionen wurde durch einen Vergleich des Betriebes mit und ohne Katalysator belegt. Der Betrieb im Teillastbereich unter Einhaltung der Grenzwer-te der 1. BImSchV f\u00fchrte zu einer Reduzierung der Nennw\u00e4rmeleistung um bis zu 30%.\nDie Bullerjan GmbH hat die f\u00fcnf unterschiedlich gro\u00dfen Warmluft\u00f6fen Typ00-05 dem Projekt zur Verf\u00fc-gung gestellt. Durch die prim\u00e4rseitige Optimierung der Verbrennungsluftzuf\u00fchrung und den Einsatz der ChimCat Katalysatormodule wurde die Einhaltung die Grenzwerte der 2. Stufe der 1. BImSchV innerhalb der Typpr\u00fcfung beim DBI in Freiberg best\u00e4tigt. Die im Projekt weiterentwickelten Warmluft\u00f6fen k\u00f6nnen damit auch \u00fcber den 31.12.2014 in Deutschland verkauft und betrieben werden.\nDie Erkenntnisse aus den Integrationsarbeiten und Weiterentwicklung der Katalysatoren selbst flossen in die Entwicklung eines vollst\u00e4ndig neuen Kaminofens. Der \u0084ZD-13\u0093 Kaminofen zeichnet sich durch be-sonders niedrige Emissionen und einen hohen Wirkungsgrad aus. Im Rahmen der durchgef\u00fchrten Typpr\u00fcfung beim T\u00dcV S\u00fcd wurden Emissionen an Kohlenmonoxid von weniger als 50mg\/m3 und Fein-staub von 5mg\/m3 ermittelt. Mit diesem Kaminofen konnte gezeigt werden, dass die aktuell g\u00fcltigen Emissionsgrenzwerte nach der 1. BImSchV nochmals mehr als deutlich unterschritten werden k\u00f6nnen und zu besonders emissionsarmen Feuerst\u00e4tten f\u00fchren. Dieser neu entwickelte Kaminofen wird \u00fcber die Bullerjan GmbH mit der einfachen Bezeichnung B2 vertrieben.\n\n\n\nFazit\n\nBei allen im Projekt bearbeiteten Feuerst\u00e4tten konnte das gro\u00dfe Potential zur Minderung von Kohlenmo-noxid und Feinstaub durch die ChimCat Katalysatortechnologie belegt werden. Die zus\u00e4tzlichen Bauteil-kosten f\u00fcr die Katalysatoren stellen f\u00fcr viele Hersteller ein Problem dar, da die aktuellen Grenzwerte der 1. BImSchV unter Typpr\u00fcfbedingungen auch ohne zus\u00e4tzliche Sekund\u00e4rma\u00dfnahmen erreicht werden k\u00f6nnen. Demnach haben sich die Unternehmen Max-Blank GmbH und die Ulrich Brunner GmbH zum jetzigen Zeitpunkt dazu entschlossen, die neue Technologie noch nicht in eigene Produkte zu integrieren. Die Bullerjan GmbH wird jedoch die im Projekt entwickelten FreeFlow Warmluft\u00f6fen mit den integrierten ChimCat Katalysatoren ausstatten.\n<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Innerhalb des Projektes auf Grundlage der Vorarbeiten bei der Dr Pley Environmental GmbH am Markt verf\u00fcgbare Kleinfeuerungsanlagen durch die Integration der ChimCat Katalysatortechnologie umwelt-freundlicher gemacht werden. 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