Wie funktioniert eine Pelletheizung – Aufbau & Funktion

Eine Pelletheizung verbrennt Holzpellets als Brennstoff. Sie zählt daher zu den Heizsystemen, die mithilfe erneuerbarer Energien heizen. Dies ist deutlich schonender für die Umwelt als das Heizen mit fossilen Brennstoffen wie Erdgas oder Heizöl. Aber wie funktioniert eine Pelletheizung? Informationen zu Aufbau und Funktionsweise eines Pelletkessels erhalten Sie in folgendem Artikel.
Georgina Motzke
Dieser Artikel wurde von
Georgina Motzke für www.Heizungsfinder.de verfasst.
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HeizungenPelletheizungTechnik

Wie funktioniert eine Pelletheizung: Übersicht

Inhalt:

Wie funktioniert eine Pelletheizung? Mann befüllt halbautomatische Pelletheizung.Den halbautomatischen Pelletkessel befüllen Sie manuell, während sich seine Funktion nicht von der vollautomatischer Pelletkessel unterscheidet. | Foto © puhimec, Adobe Stock

Vergleichbar ist das Funktionsprinzip einer Pelletheizung mit dem von Gas- und Ölbrennwertheizungen. In der Pelletheizung verbrennt der Brennstoff in Form von Holzpellets. Die entstehende Wärme erhitzt sowohl Ihr Brauchwasser als auch das Wasser im Heizkreislauf und sorgt für die gewünschten Temperaturen.

Unterscheiden Sie dabei Pelletöfen von Pelletkesseln:

  • Pelletöfen versorgen oftmals nur einen Raum Ihres Hauses mit Wärme, indem Sie diese direkt durch Strahlung oder Konvektion abgeben. Wassergeführte Varianten eignen sich darüber hinaus, mehrere Räume mit Wärme zu versorgen, indem Sie zusätzlich das Heizwasser des Heizungskreislaufes erwärmen.
  • Die Pelletheizung erzeugt als Zentralheizung Ihrer Immobilie Wärme für das gesamte Heizsystem. Die Heizungsanlage verfügt über keine offen sichtbare Flamme für ein wohnliches Raumambiente wie ein Pelletkamin oder Ofen. Die Pelletheizung befindet sich im Heizungskeller und ist oftmals über einen Pufferspeicher mit dem restlichen Heizsystem verbunden. Dieses System ist imstande, ohne zusätzliche Heizanlage Ihr Haus als alleinige Heizquelle mit Wärme zu versorgen.

Weiterhin unterscheiden Sie zwei Arten von Pelletkesseln:

  • Der automatische Pelletkessel ist durch ein Fördersystem mit dem Pelletlager verbunden und versorgt die Pelletanlage vollautomatisch mit Brennstoff. Dies geschient je nach Nähe zum Lager mit Förderschnecken oder Vakuumsaugsystemen.
  • Der halbautomatische Pelletkessel kommt meist dort zum Einsatz, wo nicht genügend Platz für ein Pelletlager vorhanden ist. Dieses System besitzt einen Wochenbehälter. Der integrierte Pelletspeicher fasst etwa 100 bis 200 Kilogramm Pellets. Das Auffüllen erfolgt je nach Verbrauch wöchentlich und manuell.

Die Pelletheizung unterscheidet sich in Aufbau und konkreter Funktionsweise von herkömmlichen Öl- und Gasheizungen aufgrund Ihres genutzten Brennstoffes.

Pelletheizung: Aufbau & Bestandteile

Damit eine Pelletheizung sowohl Ihr Brauch- als auch Ihr Heizwasser erwärmt, besteht sie aus verschiedenen Komponenten. Diese greifen nahtlos ineinander und sind für die bestmögliche Funktion optimal aufeinander abgestimmt. Zu den Bestandteilen einer Pelletheizung zählen:

  • das Pelletlager
  • das Fördersystem
  • der Pelletkessel mit Brennkammer
  • der Wärmetauscher

Zusätzlich empfiehlt sich ein Pufferspeicher. Er erhöht die Effizienz der Anlage und speichert das erhitzte Wasser, um es ganz nach Bedarf abzurufen. Gleichzeitig verhindert er, dass überschüssig produzierte Wärme, die nicht unmittelbar benötigt wird, verloren geht.

Weitere Bestandteile im Aufbau der Pelletheizung sorgen für einen reibungslosen Ablauf beim Heizen. Dazu zählen etwa:

  • Einschubschnecke
  • Ascheaustragungssystem & Aschebox
  • Lambdasonde
  • Abgastemperatursystem
  • Rückbrandsicherung
  • Zündelement
  • Frischluftdüsensystem
  • Ventilator & Rauchrohr

Wie funktioniert eine Pelletheizung? Abbildung einer Pelletheizung mit Brennstofftank und Ladesystem.Pelletkessel mit Brennstofftank und Ladesystem. | Foto © mipan, Adobe Stock

Pelletheizung: Funktion

Die Steuerung der Pelletheizung

Die Anlage betreiben Sie oftmals direkt über ein Steuerungsmodul, welches sich an der Pelletheizung befindet. Mit diesem Modul überwachen Sie den Füllstand der Pellets, kontrollieren die Vor- sowie Rücklauftemperaturen und passen diese bei Bedarf individuell an. Manche Pelletheizungen verfügen über spezielle Temperaturfühler und passen die Leistung der Anlage an die entsprechenden Außentemperaturen an. Dies ermöglicht einen effizienteren Betrieb, spart Heizkosten und sorgt für einen vollautomatischen Ablauf bei stets wohnlichen Temperaturen.

Pelletbeförderung vom Lager zur Anlage

Zu Aufbau und Funktionsweise der Pelletheizung zählt ebenfalls die Lagerung des Brennstoffes. Bei der vollautomatischen Pelletheizung ist die Heizanlage durch ein Pelletfördersystem mit dem Pelletlager verbunden. Je nach Entfernung zwischen Kessel und Lager findet die Beförderung mittels Förderschnecke oder Pellet-Saugsystem statt. Das Vakuumsaugsystem bietet hierbei die flexiblere Variante und ermöglicht den Transport der Pellets durch ein Schlauchsystem. Dies gewährleistet einen reibungslosen Bestückungsvorgang, selbst wenn sich das Pelletlager nicht in unmittelbarer Nähe zur Pelletheizung befindet.

Die Verbrennung der Pellets

Die wesentliche Funktion der Pelletheizung ist die Verbrennung der Holzpellets. Vom Lager oder dem integrierten Pellettank bei halbautomatischen Systemen gelangt der Brennstoff automatisch mittels Förderschnecke oder Saugsystem in die Brennkammer des Pellet- oder Heizkessels. Hier befindet sich der Pelletbrenner. Das Zündelement setzt die Verbrennung in Gang und geschieht vollautomatisch. Lambdasonde sowie Abgastemperatursystem überwachen stetig den Prozess, sodass eine optimale Verbrennung der Pellets bei maximaler Effizienz stattfindet.

Die Lambdasonde ermittelt durch Messung der Verbrennungstemperatur die erforderliche Luftmenge, die über die Frischluftdüsen zugeführt wird. Während der Verbrennung entstehen Abgase wie Kohlenstoffdioxid und Feinstaub. Aufgrund des Temperaturunterschieds gelangen die Abgase durch eine Auftriebskraft vom Heizkessel über das Rauchrohr und anschließend über den Schornstein der Pelletheizung nach draußen. Oftmals unterstützen im Pelletkessel befindliche Ventilatoren den Vorgang.

Wärmeübertragung an das Heizsystem

Oftmals arbeitet die Pelletheizung nicht mit der verfügbaren Spitzenlast. Die Leistung kann auf 20 bis 30 Prozent der Nennwärmeleistung gedrosselt werden.

Die entstehende Hitze gelangt über den Wärmetauscher in den Heizkreislauf. Dabei überträgt der von Wasser umschlossene Wärmetauscher die Wärme als thermische Energie auf das kühlere Medium Heizwasser. Das Heizwasser erwärmt sich. Der Heizkessel liefert so lange neue Wärmeenergie, bis er die gewünschte Temperatur erreicht. Fällt die Temperatur unter den eingestellten Wert, startet der Verbrennungsvorgang von Neuem. Das regelmäßige Ein- und Ausschalten der Heizung wird als Taktung bezeichnet. Um die Häufigkeit des Starts des Verbrennungsvorgangs zu reduzieren und die Anlage zu schonen, ist der Einsatz eines Pufferspeichers sinnvoll.

Wie funktioniert eine Pelletheizung mit Pufferspeicher?

Um die Effizienz Ihrer Anlage zu steigern, koppeln Sie die Pelletheizung mit einem Speichersystem. Hierbei handelt es sich um einen großen Behälter, der entweder über das Heizwasser oder als Kombispeicher über Heiz- und Brauchwasser verfügt. Die im Pelletkessel erzeugte Energie erwärmt das Wasser im Speicher mithilfe eines Wärmetauschers. Dies ermöglicht die Speicherung der Wärme für einen längeren Zeitraum. So besteht ein Puffer, bis dieser benötigt wird, und überschüssige Energie geht nicht verloren. Das schont Ihre Heizungsanlage und spart Heizkosten.

Tipp: Um die Pelletheizung darüber hinaus zu schonen und die Heizkosten zu senken, ist die Kombination mit Solarthermie möglich. Die Solarwärme fließt zusätzlich in den Pufferspeicher und schont zudem die Umwelt.

Die Rückbrandsicherung

Damit die Flamme in der Brennkammer nicht unkontrolliert in die entgegengesetzte Richtung schlägt und mit dem übrigen Brennstoff in Berührung kommt, sorgt eine Rückbrandsicherung für die nötige Sicherheit. Hier bieten sich unterschiedliche Optionen:

  • Der Fallschacht einer Pelletheizung schafft eine räumliche Trennung zwischen nachfallenden Pellets und der Brennkammer. Die Pellets gelangen zunächst in den oberen Teil des Austragungssystems, welch er nicht direkt mit der Brennkammer in Kontakt steht. Durch einen Schacht fällt der Brennstoff auf das zweite Austragungssystem, von dem aus er in die Brennkammer gelangt. Weiterhin sorgen spezielle Rückbrandklappen dafür, dass die Flammen nicht in die entgegengesetzte Richtung zurückschlagen können.
  • Die Zellenradschleuse führt die Pellets in kleinen Mengen der Brennkammer über eine Art Schleusensystem zu. Dabei dichtet die Anlage die Etappen jeweils mechanisch ab. Da nicht beide Klappen gleichzeitig geöffnet sind, wird ein Rückbrand verhindert.

Es gibt Pelletanlagen, die zusätzlich über Löschsysteme verfügen. Vollautomatisch fluten diese im Notfall die Kammer mit Wasser und verhindert das Ausbreiten eines Brandes.

Abgase & Ascheabfall

Die entstehenden Abgase gelangen mittels Ventilatoren und den vorhandenen Temperaturunterschied zur kühleren Außenluft in das Abgassystem. Dieses besteht aus einem Rauchrohr, das als Verbindungsstück dient. Daran schließt das feuerfeste Rohrsystem an und führt die Abgase durch einen bestehenden Schornstein oder durch einen extern an der Fassade angebrachten Edelsteinschornstein über das Dach ab.

Die Pelletheizung arbeitet sehr effizient und hinterlässt nach dem Verbrennungsvorgang nur wenige Rückstände. Diese gelangen durch das Nachrutschen des Brennstoffes oder über ein automatisches Ascheaustragssystem – ähnlich der Förderschnecke bei der Pelletbestückung – in die Aschebox. Je nach Größe der Box, Verbrauch und Qualität der Pellets leeren Sie die Aschebox durchschnittlich zweimal im Jahr.

Folgendes Video zeigt Ihnen die schematische Darstellung in Aufbau und Funktion einer Pelletheizung – übersichtlich zusammengefasst:


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