20 – 40 % mehr Wärmeenergie aus derselben Menge Biomasse

Mehr Wärmeenergie aus Biomasse: Ein Schritt vorwärts in der Energieeffizienz

Heizsysteme, die mit Biomasse betrieben werden, sind beliebt und werden schon seit Jahrzehnten eingesetzt. Ausgereifte Technologien ermöglichen hohe Wirkungsgrade. Die Effizienzpotentiale sind aber noch längst nicht ausgeschöpft.

StepsAhead, Anbieter von Absorptionswärmepumpen und Schmid energy solutions haben das gemeinsame Ziel, Nah- und Fernwärmenetze über den heutigen Stand der Technik hinaus weiterzuentwickeln. Die beiden Unternehmen haben entschieden ihr Fachwissen zu bündeln und besiegelten dies im Februar 2024.

Aktive Abgaskondensation mit Absorptionswärmepumpe für Biomasse-Heizwerke – 20 – 40 % mehr Wärmeenergie aus derselben Menge Biomasse

Holzheizwerke, die mit einer Abgaskondensationsanlage ausgerüstet sind, können ihren Brennstoffverbrauch durch die Nutzung der Kondensationswärme im Abgas reduzieren.

Von grossem Vorteil dabei bietet der Einsatz der von Schmid neu entwickelten Feuerungsregelung «Revolution adaptive». Sie regelt die Verbrennung automatisch und sorgt so für einen konstant niedrigen Restsauerstoffgehalt im Abgas. Dies steigert die Effizienz der Verbrennung, erhöht die Taupunkttemperatur und erlaubt dadurch eine Steigerung der Wärmerückgewinnung in der Abgaskondensationsanlage sowie einen höheren Wirkungsgrad.

Eine weitere Steigerung der Wärmerückgewinnung und damit der Effizienz wird durch den Einsatz einer Absorptionswärmepumpe ermöglicht. Dadurch wird die Temperatur der Abgaskondensationsanlage unter die Wärmenetz-Rücklauftemperatur abgesenkt. Der grosse Vorteil einer Absorptionswärmepumpe ist, dass diese gegenüber einer Kompressionswärmepumpe nur einen Bruchteil an elektrischem Strom benötigt. Die Absorptionswärmepumpe nutzt als Antrieb heisses Wasser (≥ 105 °C) aus dem Vorlauf des Biomassekessels.

Der besondere Clou der neu entwickelten Lösungen von Schmid und StepsAhead

Die Absorptionswärmepumpe kann mit einem einfachen Warmwasserkessel mit lediglich 105 °C Vorlauftemperatur angetrieben werden. Das ist eine erhebliche Vereinfachung, da bislang der Einsatz nur in Kombination mit einem prüf- und überwachungspflichtigen Heisswasserkessel (ca. 150 °C Vorlauf) möglich war. Die konsequente Optimierung der Schmid-Feuerung wie auch der Absorptionswärmepumpe zahlt sich aus.

Video: Vorteile einer Absorptionswärmepumpe

Bestehende Heizwerke Nachrüsten

Holzheizwerke, die bereits mit einer Abgaskondensationsanlage ausgerüstet sind, können nachgerüstet werden und vom Einsatz der neuen Feuerungsregelung «Revolution adaptive» sowie einer Absorptionswärmepumpe profitieren.

Funktionsprinzip der aktiven Abgaskondensation mit Absorptionswärmepumpe – Effektiv und effizient

Für die Abgaskondensation muss das Abgas unter seine Taupunkttemperatur abgekühlt werden. Je nach Brennstofffeuchte und Restsauerstoffgehalt im Abgas liegt diese Temperatur bei ca. 45 – 60 °C. Je weiter das Abgas in der Abgaskondensationsanlage abgekühlt werden kann, umso mehr Kondensationswärme kann gewonnen werden.

In der Praxis wird häufig der Wärmenetzrücklauf zur Kühlung der Abgaskondensationsanlage genutzt. Dessen Temperatur liegt oftmals im Bereich von 55 – 60 °C und somit nahe an oder über der Taupunkttemperatur. Unter diesen Bedingungen kann der Wasserdampf im Abgas nicht oder nur unzureichend kondensiert werden, die Abgaskondensationsanlage ist in ihrer Leistung limitiert oder gar nicht funktionsfähig.

Die Absorptionswärmepumpe ist Teil des dem Heizkessel nachgeschalteten Systems zur aktiven Abgaskondensation. Diese besteht darüber hinaus aus der Abgaskondensationsanlage mit Economizer (ECO). Die Absorptionswärmepumpe stellt der Abgaskondensationsanlage dabei gesichert ausreichend kaltes Kühlwasser zur Verfügung.

Die aus dem Abgas gewonnene Niedertemperaturwärme wird durch die Absorptionswärmepumpe in ihrer Temperatur angehoben und zusammen mit der Antriebswärme in den Netzrücklauf eingekoppelt.

Video: Funktionsprinzip einer Absorptionswärmepumpe

Kooperation mit einigen Vorteilen

 Mit dem Schulterschluss von StepsAhead und Schmid energy solutions konnten Konzepte, die bis anhin projektspezifisch ausgearbeitet wurden, standardisiert werden. Da sich der Engineering-Aufwand deutlich reduziert, sind Anlagen mit Absorptionswärmepumpen schneller umsetzbar und auch für Heizwerke mit einer Leistung ab ca. 1’000 kW wirtschaftlich interessant.

Schmid energy solutions und StepsAhead sind zwei innovative Unternehmen, welche die Energietechnik unvoreingenommen betrachten und zukunftsorientierte Wege beschreiten, die wirtschaftlich und ökologisch sinnvoll sind.

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