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Title
Der Pellets-Kachelofen : Konzept, Untersuchung, Analyse, Auslegung / Birgit Musil
AuthorMusil, Birgit
CensorHofbauer, Hermann ; Werner, Andreas
Published2005
DescriptionVII, 134 Bl. : Ill., graph. Darst.
Institutional NoteWien, Techn. Univ., Diss., 2005
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Zsfassung in engl. Sprache
LanguageGerman
Bibl. ReferenceOeBB
Document typeDissertation (PhD)
Keywords (GND)Kachelofen / Pellet / Holz / Biomasse / Verbrennung
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-20105 Persistent Identifier (URN)
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Der Pellets-Kachelofen [3.03 mb]
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Abstract (German)

Der Einsatz von Kachelöfen als Raumheizgeräte hat im alpenländischen Raum lange Tradition und ist auch heute noch sehr beliebt. Dies wird durch rund 450.000 installierte Kachelöfen in Österreich bestätigt (ÖSTERREICHISCHER KACHELOFENVERBAND, 2005).

Durch die Entwicklung von Zentralheizungsanlagen in den 1960ern nahm der Anteil der biogenen Brennstoffe auf Kosten fossiler Energieträger, die den vollautomatischen Heizungsbetrieb ermöglichten, ab. Eine Trendwende wurde durch die Einführung des rieselfähigen, biogenen Brennstoffs Pellets vor rund zehn Jahren eingeleitet, heute lösen Pelletskessel und Pelletsöfen vermehrt fossile Heizanlangen ab.

Diese Entwicklung soll auch vor dem traditionellen Heizsystem Kachelofen nicht haltmachen. Das in dieser Arbeit beschriebene Projekt Entwicklung eines pelletsbefeuerten Kachelofens wurde durch den Österreichischen Kachelofenverband initiiert und vom Austrian Bioenergy Centre in Kooperation mit dem Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Technische Biowissenschaften an der Technischen Universität Wien durchgeführt. Um die verbrennungstechnischen Vorteile von Pellets gegenüber von Scheitholz - wie kontinuierliche Brennstoffzufuhr und geringerer Verbrennungsluftbedarf - nutzen zu können, wird die Brennkammer neu dimensioniert und für die Pelletsverbrennung adaptiert. Die Möglichkeit, die Anzahl der täglichen Heizzyklen durch die automatisierte Verbrennung zu erhöhen, wird bei der Auslegung der Wärmespeicher berücksichtigt.

Der optimierte Verbrennungsablauf ermöglicht einen emissionsarmen Abbrand, der durch den Einsatz von Dämmmaterial in der Brennkammer zusätzlich verbessert wird; die gesetzlichen Emissions-Grenzwerte werden dadurch deutlich unterschritten.

Die Heizzuglänge, die für die Einhaltung des gesetzlich vorgegebenen Wirkungsgrades nötig ist, wird durch Analysen des Wärmespeicherverhaltens festgelegt. Es zeigt sich, dass die untersuchten Wärmespeicher für Heizzyklen von 4 bis 8 Stunden besonders gut geeignet sind. Dabei bleibt der positive Einfluss des Kachelofens auf das Raumklima, welcher auf den hohen Anteil von Strahlungswärme zurückzuführen ist, erhalten.

Die Ergebnisse der Untersuchungen werden in der Auslegungsrichtlinie für Pellets-Kachelöfen zusammengefasst. Mit dieser Auslegungsrichtlinie ist es der Hafnerschaft möglich, funktionstüchtige pelletsbefeuerte Kachelöfen mit Nennwärmeleistungen zwischen 3 und 6 kW zu erstellen.

Abstract (English)

Tiled stoves are very traditional heating systems in the alpine region. This is confirmed by an estimated number of 450 000 installed tiled stoves in Austria (ÖSTERREICHISCHER KACHELOFENVERBAND, 2005).

Development of central heating systems in the 1960ies led to an decrease of biogenous fuels and an increase of fossil fuels, which can be operated fully automated. About 10 years ago the biogenous, fluid fuel pellets was introduced to the Austrian market. This led to a reversal of the trend, sales numbers of pellets-boilers and pellets-stoves are growing significantly.

The introduction of pellets as a novel fuel requires the combination of traditional tiled stoves and recent pellets burner technologies. In this paper, the project development of a pellets fired tiled stove is introduced. This project was initialized by the Österreichischer Kachelofenverband and carried out by the Austrian Bioenergy Centre, in close cooperation with the Institute of Chemical Engineering, Vienna University of Technology.

In order to use the benefits of pellets in comparison to log wood, such as fully automated fuel feed and a lower air-fuel ratio, the combustion chamber of the tiled stove needs to be newly dimensioned and adopted for pellets combustion. The possibility of increasing the number of daily heating cycles has to be taken into account when designing the heat storage systems.

An optimised combustion process enables low-emission combustion.

Burn-out gets additionally improved in an insulated combustion chamber and emissions are far below the existing thresholds.

Analysis of the heat storages' temperature-behaviour enables determination of the needed flue length in order to reach the desired degree of efficiency. The heat storages work very well with heating cycles of 4 to 8 hours. The positive impact of tiled stoves on the indoor climate, which is predominantly attributed to the high ratio of radiation, is obtained for pellets fired tiled stoves.

Results of the analyses are comprehended in a guideline for the design of pellets-tiled stoves. This guideline will enable stove fitters to construct and build fully functional pellets fired tiled stoves with nominal heat flows between 3 and 6 kW.

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