Heizen mit Holz – Betrieb des Holzvergasers

Ein Erfahrungsbericht in vier Teilen

Inhalt

Vorwort: Umweltengel oder Dreckschleuder?
1 Eine zeitgemäße Holzheizung: Der Scheitholzvergaser
2 Installation der Anlage (Eigenmontage)
3 Betrieb
4 Ein Jahr später

Anzünden

Einige teure Kessel erlauben das Anzünden bei befülltem Kessel, z.B. durch ein spezielles Anzündtürchen. Die Bedienungsanleitung unseres Atmos-Kessel schreibt jedoch vor, zuerst eine “größere Menge Trockenholz” zu entflammen und dann erst den Kessel voll zu füllen. Es geht aber auch bei uns anders: Bei befülltem Kessel lässt sich die Vergasungsdüse als “Anzündtürchen” missbrauchen, d.h. man kann das Feuer von der Vergasungskammer aus entfachen [1]. Auf diese Weise benötige ich ca. 10 Minuten (Edit: Übung macht den Meister: 5 Minuten, wenn das Holz bereits im Heizraum liegt) für das Füllen und Anzünden. Gelegentlich kommen jedoch noch weitere Arbeiten hinzu: Kleinholz zum Anzünden hacken und die Kesselreinigung.

Einstellungssache

Der Atmos-Kessel bietet verschiedene Einstellregler, mit denen die Verbrennungsqualität beeinflusst wird und die je nach Holzart eingestellt werden müssen. Was am Anfang erschreckend kompliziert aussieht, ist eigentlich relativ einfach. Allerdings stiftet die Bedienungsanleitung, nicht zuletzt wegen der teilweise schlechten Übersetzung, gelegentlich zusätzliche Verwirrung.

Die folgenden Erläuterungen entsprechen meinem Verständnis welches ich mir aus verschiedenen Quellen “zusammen gereimt” habe. Sollte etwas falsch sein, bitte ich um Aufklärung:

Die Leistungsregelung erfolgt im Normalbetrieb über die Rauchgastemperatur. Ist sie zu hoch, schließt ein kleiner Elektromotor eine Drosselklappe und verringert so die Luftzufuhr. Zusätzlich existiert ein elektromechanischer Thermostat, der die Luftzufuhr mittels einer zweiten Klappe reduziert, wenn die Vorlauftemperatur zu hoch wird.

Die maximal erlaubte Kesseltemperatur kann der “Kesselthermostat” begrenzen, indem er den Abgasventilator ausschaltet. Wenn der Ventilator nicht läuft, arbeitet der Kessel mit geringerer Leistung und deutlich weniger effizient. Der Ventilator sollte also möglichst immer laufen, eine künstliche Reduktion der Kesseltemperatur sollte vermieden werden und ist beim Befüllen eines Puffers auch unerwünscht. Wenn die maximale Kesseltemperatur öfter überschritten wird,
kann man die Temperatur in gewissen Grenzen durch den Austausch der Thermostatpatrone im Laddomat senken. Diese sorgt dafür, dass die Temperatur des Kesselrücklaufs einen bestimmten Mindestwert nicht unterschreitet, damit die Holzgase im Kessel nicht kondensieren. Je höher diese Temperatur – desto besser. Auf keinen Fall sollte sie unter 65°C sinken.

Ein weiterer Rauchgasthermostat schaltet Kessel samt Pumpe für den Ladekreislauf ab, wenn die Rauchgastemperatur nach Abbrand unter einen voreingestellten Wert sinkt.

Über zwei Metallstangen auf der Rückseite des Kessels kann die Primär- und Sekundärluft variiert werden. Die Primärluft regelt die Vergasungsleistung, die Sekundärluft die Verbrennungsqualität. Hartholz und Weichholz verlangen hier unterschiedliche Einstellungen. Wer nur Hart- oder nur Weichholz verbrennt, muss die Einstellung nur einmal vornehmen und kann sich dabei zunächst auf die aufgedruckten Empfehlungen verlassen. Wenn der Schornsteinfeger jedoch zuviel oder zu wenig Restsauerstoff misst, darf die Sekundärluft nachjustiert werden.

Abbrand

In der Regel müssen die oben genannten Einstellungen nur einmal vorgenommen werden. Danach heißt es: Füllen, Anzünden, fertig. Bis eine Füllung verbrannt ist, vergehen mehrere Stunden. Sollte der Pufferspeicher dann noch nicht voll sein, kann Holz nachgelegt werden.

Ob der Kessel im emissionsarmen Vergasungsbetrieb arbeitet, hört man übrigens am Geräusch der Flamme. Sollte das tiefe Wummern einmal nicht zu hören sein, hat es möglicherweise einen Hohlbrand gegeben, d.h. Brennholz hat sich verklemmt und rutscht nicht nach. Nach einiger Zeit löst sich dieses Problem von alleine, wenn das blockierende Holzstück zusammenfällt. Man kann aber auch mit dem Schürhaken etwas nachhelfen.

Asche

Asche produziert der Kessel erwartungsgemäss wenig. Sogar mein Schornsteinfeger war erstaunt, wie sauber der Kamin noch aussieht.
Übrigens kann man an der Asche auch die Verbrennungsqualität erkennen: Feine, weiße Asche, die unter den Fingern zerfällt, ist die Visitenkarte eines guten Abbrandes.

Stimmt der Wirkungsgrad?

Natürlich wollte ich wissen, ob mein Kessel den aufgedruckten Wirkungsgrad von fast 90% auch tatsächlich erreicht. Dazu habe ich das Brennholz vor dem Einfüllen mit einer “Brennholzwippe” gewogen: Ein langes Brett auf einer Achse austariert, auf das eine Ende ein bekanntes Gewicht gestellt und auf das andere Ende Brennholz bis sich die Wippe senkt.
Die im Pufferspeicher angesammelte Wärmemenge kann ich mit 7 Temperatursensoren relativ genau bestimmen.

Haben sich meine Erwartungen erfüllt?
Die ersten Messungen waren eher frustrierend: Wirkungsgrade von 70% bis 75%.
Die Ursache ist jedoch klar: Der Kessel benötigt mehr Holz als gedacht, um auf Temperatur zu kommen: 450 kg Stahl und 105 L Wasser müssen erwärmt werden und gehen nach dem Abbrand ungenutzt verloren. Außerdem läuft der Kessel während der Aufwärmphase mit niedrigerem Wirkungsgrad. Nach meiner Messung benötigt der Kessel ca. 8kg Holz für die Aufwärmphase. Danach arbeitet er tatsächlich in etwa mit dem angegebenen Wirkungsgrad.

Fazit: Möglichst große Holzmengen am Stück verbrennen, dann fallen die Restwärmeverluste nicht ins Gewicht. Das habe ich bei meinen ersten Tests nicht getan.

Evtl. erlaubt ein zusätzlicher Wirbulator eine weitere Steigerung des Wirkungsgrads [2]. Ein entsprechender Test steht auf meiner ToDo-Liste, ich werde hier darüber berichten.

Update: Inzwischen liegen fast zwei Heizperioden hinter uns und ich habe meine Erfahrungen in einem Folgeartikel zusammen gefasst.

Status Online

Der aktuelle Zustand unseres Heizungssystems (Füllstand Puffer, Temperaturen, etc.) ist im Internet abrufbar. Die Daten werden alle 30 Minuten aktualisiert.

Quellen

[1] Atmos-Forum
[2] Thread im Atmos Forum zum 4. Wirbulator