Karlsruher Forscher am Institut für Sensorik und Informationssysteme der Hochschule Karlsruhe haben einen Sensor entwickelt, der den Abbrand in der Brennkammer mit Hilfe eines Mikroprozessors optimiert. Auf diese Weise werden Pelletöfen nicht nur mit neuer Technik ausgestattet, sondern sie werden kaum noch Feinstaub und giftige Abgase emittieren. Wann die Sensoren in den ersten handelsüblichen Pelletöfen zum Einsatz kommen, welches Unternehmen die Technik produziert, steht noch nicht fest.
Die Idee, Sensoren für die Abbrandoptimierung in Pelletöfen einzusetzen, kam Professor Heinz Kohler vom Karlsruher Institut für Sensorik und Informationssysteme schon vor mehr als 10 Jahren. Damals wurden erste Grenzwerte für Holzfeuerungsanlagen festgelegt. Seither entwickelt Kohler am ISIS seine Sensortechnik permanent weiter, bis er die neuen Sensoren im Frühjahr 2015 erstmals vorstellen konnte.
Funktionsweise der Pelletofen-Sensoren
Das neue System funktioniert ähnlich wie eine Lambda-Sonde in einem PKW. Ein Sensor im in der Nachbrennzone des Pelletofens misst permanent die Abgastemperatur, während ein zweiter Sensor die Sauerstoffkonzentration im Abgasrohr misst. Beide Datenströme werden von einem Mikroprozessor ausgewertet, der den erforderlichen Sauerstoffbedarf für einen optimalen Abbrand durch einen Vergleich mit voreingestellten Ist-Werten ermittelt. In der Brenn- und Nachbrennzone regeln schließlich zwei Gebläse flexibel die Luftzufuhr.
Laut Kohler kann der Prozessor die Luftzufuhr jederzeit durch die individuelle Ansteuerung der Gebläse optimiert werden. Sinkt die Sauerstoffkonzentration im Abgas, wird Luft zugeführt, ist die Temperatur zu niedrig, kann Luft in den Brennraum zugeführt werden, damit das Feuer intensiver und heißer wird.
Die Technik soll sich vor allem in der Anheizphase bewähren, da dort üblicherweise der meiste Feinstaub sowie giftige Abgase entstehen, weil die ersten Pellets nicht vollständig verbrennen. Schon 2009 hat sein Team bereits eine spezielle Regelungselektronik für die Luftzufuhr konzipiert, welche vor allem die Verbrennung in der Zündphase optimiert und für weniger Feinstaub
Schon 2009 hat sein Team bereits eine spezielle Regelungselektronik für die Luftzufuhr konzipiert, welche vor allem die Verbrennung in der Zündphase optimiert, damit weniger Feinstaub, giftiges CO (Kohlenmonoxid) sowie PAK (Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe) entstehen. Das Patent auf diese Erfindung ist bereits beim Europäischen Patentamt eingereicht worden und wartet auf Freigabe.
Professor Kohler sieht die Sensortechnik insgesamt auch gegenüber Feinstaubfiltern im Vorteil, da sie giftige Gase und Feinstaub gar nicht erst emittieren lässt, weil diese bereits bei der Verbrennung stark minimiert werden.
Marktstart steht noch nicht fest
Wann das ausgeklügelte Steuerungssystem für den Abbrand in Pelletöfen auf den Markt kommt, steht noch nicht fest. Aufgrund der erforderlichen Umbauten soll sich die Nachrüstung für bestehende Pelletöfen nicht lohnen. Es ist vermutlich sinnvoller, neue Geräte gleich damit auszustatten. Wir das Gerät in neuen Pelletöfen gleicht installiert, geht man in Karlsruhe im günstigsten Fall von ca. 100 EUR Zusatzkosten aus.
Laut Angaben der Karlsruher Forschungsgruppe des ISIS um Professor Kohler soll die Technik für Pelletöfen bereits so ausgereift sein, dass sie von der Industrie direkt übernommen werden kann. Mittlerweile forschen er und seine Mitarbeiter daran, dass auch Kaminöfen, die mit Holzscheiten befeuert werden, mit Sensortechnik ausgestattet werden können.
Das Institut ist übrigens schon seit längerem bekannt für einschlägige Forschung an Verbrennungsanlagen. So wurden in Kooperation mit dem Karlsruher Institut für Technologie und dem Deutschen Biomasse-Forschungszentrum in Leipzig sowie weiteren Partnern Gassensoren entwickelt, welche Brände noch früher erkennen können oder Verbrennungsprozesse optimieren können.
Fazit
Die neue Sensortechnik scheint vielversprechend zu sein, was die Feinstaubemissionen und den Ausstoß von giftigen Abgasen vor allem in der „kritischen“ Anzündphase angeht. Mit einer solchen Technik ausgestattete Pelletöfen können vor allem auch als wasserführende Modelle für noch mehr Energieefizienz und eine umweltfreundliche Verbrennung sorgen. Die Technik liefert somit wichtige Antworten auf die Fragen nach einer zukunftsweisenden Nutzung alternativer Energieformen. Vermutlich wird die von Professor Kohler und seinem Team auch für Kaminöfen entwickelte Lösung für noch mehr Aufmerksamkeit und noch mehr Nutzen sorgen, da Pelletöfen ohnehin schon niedrigere Emissionen verursachen als reine Holzöfen. Verbraucher wie Händler dürfen gespannt sein, welche Innovationen die nächsten Jahre noch bringen werden.
Weitere Informationen: http://www.vdi-nachrichten.com/Technik-Wirtschaft/Staub-schadstoffarm-zuenden