Unterirdischer Ovalbehälter für Holzpellets

Bei großen Betonfertigteilbehältern für die unterirdische Bevorratung von Pellets gibt es im Hinblick auf Platzbedarf und Transportkosten eine optimierte Variante, den Ovalbehälter. Er ist kompatibel mit den meisten Pelletkesseln und ist mit automatischer Entnahmetechnik ausgestattet. Ein Erfahrungsbericht nach vier Jahren Heizungsbetrieb.

Die Gemeinde ist im Ortsteil Kappel Eigentümerin einer Gruppe eng zusammenstehender Gebäude aus verschiedenen Architekturepochen, zu der sowohl die Schlossberghalle (ein Mehrzwecksaal) als auch die Grundschule, der Kindergarten und das Feuerwehrgerätehaus gehören. Die Wärme für das Ensemble lieferte 18 Jahre lang eine Ölheizung, die bei der energetischen Sanierung der gesamten Häusergruppe 2019 ausgetauscht wurde.

Bivalentes Heizungssystem, platzsparendes Brennstofflager

Im Zuge der Renovierungsarbeiten und der Neugestaltung der Außenanlagen sollte der Pelletspeicher den Platz des ausgedienten Öltanks, in der Erde unter dem Stellplatz des Seiteneingangs, einnehmen. Füllmenge und Abmessungen des neuen Ovalbehälters entsprachen genau diesen Erfordernissen, so dass keine weitere Baugrube ausgehoben werden musste – ein großer Kostenvorteil beim Hanggelände innerhalb des bestehenden Baugebiets in Kappel. Das Versetzen und die Montage der Betonfertigteile waren in einem Tag erledigt, so dass im Gegensatz zu einer Lösung in Ortbeton für den Bauablauf wertvolle Zeit gespart wurde. Mit reduziertem Gewicht und einer für LKW-Transporte verbesserten Geometrie verringern sich außerdem der Aufwand von Material und Energie bei der Herstellung sowie die Zahl der Fahrten bei der Lieferung der Speicherkomponenten. Das senkt nochmals die Kosten und ist ein Beitrag zur Energiewende im Wärmesektor.

Bei dem hier realisierten bivalenten Heizungskonzept deckt der Brennstoff Holzpellets die Grundlast ab, das sind 100 kW bzw. 80 % der Heizlast. Bei Spitzenlast oder im Notfall und während Wartungsarbeiten springt eine Gas-Brennwerttherme ein. Beide Kessel, sowie ein 3.000-Liter-Heizwasserpufferspeicher, stehen im Keller der Schlossberghalle. Das Trinkwasser wird nach Bedarf über den Wärmeübertrager eines Frischwassermoduls erwärmt.

Klar definierte Schnittstellen

Für Bauleitung und Handwerksbetriebe sind gute Schnittstellen außerordentlich wichtig. Sie sorgen für kurze Montagezeiten und eine klare Gewährleistung. Vom Heizungsbauer wurden von der Saugturbine des Pelletkessels die Schläuche für Saug- und Rückluft durch ein Leerrohr nach draußen in den Erdspeicher gezogen. Angeschlossen hat sie allerdings das Montageteam des Speicherherstellers an der Adapterplatte, der einen Schnittstelle zwischen Heizungskessel und Speicherbehälter. Das dafür genutzte Leerrohr wie auch das Lüftungsrohr vom Speicher zur Gebäudeaußenwand waren vorab ausgeführte Leistungen des Tiefbauunternehmens, begünstigt durch die im Betonspeicher ab Werk schon vorhandenen runden Öffnungen inklusive Wanddurchführung DN 200 und Dichtung.

Bei der zweiten Schnittstelle, dem Steuergerät der Pellet-Entnahmetechnik, war es noch einfacher. Von der Saugturbine bis zur vereinbarten Stelle an der Wand im Heizraum hatte der Elektriker eine Leitung gezogen. Das Montageteam des Speicherherstellers konnte so das Entnahmesystem „Maulwurf“ einschließlich Steuergerät liefern, montieren und nach Anschluss des Elektrokabels in Betrieb nehmen. Damit geht der Impuls des Kessels bei Brennstoffbedarf gleichzeitig an die Saugturbine, die ein Teil des Heizungskessels ist, und an das Entnahmesystem im Erdlager.

Normgerechte Lüftung des Erdlagers

Der in Niedereschach unterirdisch eingebaute Ovalbehälter verfügt über eine Lüftungsleitung DN 200, die zur Gebäudewand hin verlegt wurde und dort ca. einen Meter über Gelände mit einer schlagregensicheren Haube abgedeckt ist. Dies entspricht den Vorgaben der VDI-Richtlinie 3464. Laut Technischer Regel für Gefahrstoffe (TRGS) 900, auf die in DIN EN ISO 20023 verwiesen wird, ist in Deutschland ein kurzzeitiges Betreten unterirdischer Pelletspeicher bzw. Erdlager bis zu 15 Minuten in Anwesenheit einer eingewiesenen zweiten Person erlaubt, wenn die CO-Konzentration im Lager unter 60 ppm beträgt. Ein CO-Warngerät muss eingeschaltet am Körper getragen werden.

Ein längerer Aufenthalt im Lager ist nur zulässig, wenn die CO-Konzentration unter 30 ppm liegt. Warngeräte sollen nicht stationär im Lagerraum bzw. Lagerbehälter angebracht sein, da die im Holz enthaltenen Terpene ebenso wie Druckschwankungen und Staub/Feinanteile die CO-Sensoren auf Dauer schädigen. Um die Hausmeister des Objekts von derlei Gefahren und Vorkehrungen zu entlasten, wurde die während des Betriebs regelmäßig fällige Wartung in die Ausschreibung zur Lieferung des Pelletspeichers einbezogen. Die Gemeinde Niedereschach ist froh, diese Pflichten an den Hersteller abgegeben zu haben.

Wartung der Speicher- und Entnahmetechnik

Mall als Hersteller bietet bei Neuanlagen den Betreibern der Pelletheizung einen Wartungsvertrag an, mit folgenden Leistungen:

• Messung der CO-Konzentration im Speicher
• Kontrolle des (teil-)entleerten Speichers
• Funktionsprüfung des Maulwurfs
• Funktionsprüfung der Steuereinheit
• Kontrolle der Schachtabdeckungen
• Reinigen der Dichtflächen
• Kontrolle der Drainageöffnungen
• Messung des Unterdrucks am Maulwurf
• Sichtprüfung des Verschleißteils „Saugschlauch“
• Sichtprüfung insbesondere der Schlauchverbindungen und der elektrischen Schraub-Steck-Verbindungen

Clemens Hüttinger von Mall erklärt dazu: „Wenn der Kunde es so organisieren kann und er das wünscht, führen wir, bevor der Speicher neu befüllt wird, am gleichen Tag die Wartung aus. Dabei besteht die Chance, einen Facility Manager bzw. Hausmeister in die Besonderheiten einzuweisen und ihm zu zeigen, wie der Pelletlieferant beim Befüllen vorgehen sollte“. Sind ca. 100 t Brennmaterial verheizt worden, ist es an der Zeit, bei der Wartung den Saugschlauch im Speicher vorsorglich auszutauschen. Damit wird sichergestellt, dass der allmähliche Abrieb in den Krümmungen der flexiblen Leitung nicht zu einem Leck und damit zu einer Betriebsunterbrechung führt. Der Saugschlauch ist in dieser Hinsicht vergleichbar mit Reifen oder Bremsbelägen beim Fahrzeug: Selbst die Verwendung des besten Materials kann Verschleiß durch mechanische Beanspruchung nicht verhindern. Verantwortlich handelt, wer als Betreiber Fachkundige im Zuge einer Inspektion regelmäßig einen Blick darauf werfen lässt.

Erfahrungen der Bauherrschaft

Der stellvertretende Bauamtsleiter Andreas Haberer blickt zurück auf die letzten vier Heizperioden und stellt im April 2023 fest: „Wir sind mit der Entscheidung, auf den Brennstoff Holzpellets umzustellen, grundsätzlich zufrieden, wenngleich uns die Preissteigerungen auf das Drei- bis Vierfache in den letzten 12 Monaten zu schaffen machen.“ Im Gegensatz zu einem privaten Heizungsbetreiber muss die Gemeinde Niedereschach vor jeder Pelletlieferung Vergleichsangebote einholen. Das kostet Zeit und Aufmerksamkeit, denn gemäß DIN EN ISO 20023 sollte nach fünf Lieferungen bzw. alle zwei Jahre das Lager vollständig entleert und von Feinanteilen gereinigt werden. Dafür sind üblicherweise die Pelletlieferanten zuständig und mit entsprechender Technik ausgestattet.

Haberer hat jedoch auch Überraschungen erlebt. Nach eineinhalb Jahren war der Brennrost im Heizungskessel durchgeglüht. „Erstaunlich, aber nicht dramatisch – war noch innerhalb der Gewährleistungszeit.“ Dann gab es einen Schaden in der Schnecke der Saugturbine. Durch ein seltsames Metallteil, das aus dem Brennstofflager bzw. der Pelletlieferung gekommen sein muss, wurde die weitere Zufuhr von Pellets in den Kessel blockiert. Hier hat eine Versicherung die Reparaturkosten übernommen. Und im Pelletspeicher hatte der Saugschlauch am pneumatischen Entnahmesystem „Maulwurf“ Schaden genommen, wobei der Speicherhersteller den Austausch kurzfristig vorgenommen habe, berichtet Haberer, und fügt hinzu: „Gut, dass wir durch unser bivalentes System den gasbetriebenen Spitzenlastkessel in Reserve haben. Er überbrückt derartige Situationen automatisch. So kann der Hausmeister in Ruhe die Beseitigung einer Störung veranlassen“.