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Pegelstand unter Kontrolle

Füllstandsmesser und -anzeiger für Holzpellet-Lagersysteme

Häufigste Ursache von Betriebsstörungen bei Pelletfeuerungen sind Bedienfehler der Betreiber. Auch Leerläufe von Pelletlagern gehören da­zu. Sie sind vermeidbar. Bild: DEPI

Schematische Darstellung eines Saugsondensystems. Solarfocus bietet für dieses flexible Entnahmesystem auch eine ­Füllstandsanzeige an. Bild: Solarfocus

Windhager dokumentiert den Pelletverbrauch in Form einer digitalen Anzeige mit zwei Nachkommastellen im Display der Regelung. Basis ist der Durchsatz über die Austragungsschnecke. Bild: Windhager

Erdtank-Spezialisten wie Mall verwenden besondere Mess-Systeme, um den Füllstand des Speichers zu übermitteln. Bild: Mall

Haupteinsatzgebiet der externen Füllstandsanzeiger sind große und unzugängliche Lager oder auch Erdtanks. Bild: Elniko

 

Füllstandsmesser und -anzeiger für Holzpellet-Lagersysteme: Ein Muss oder nur eine Empfehlung? Für welche Situationen und was ist machbar? Oder sind sie gar überflüssig? Aufklärung tut Not. Für den Installateur ein Beratungsfeld, das er fachkundig bedienen und worüber er informiert sein sollte.

Dass solche Fragen in der Praxis aufkommen, lässt sich aus einem Branchenreport der Solarpromotion GmbH ableiten. Fast 60 % der befragten Unternehmen – Hersteller und Händler – gaben Bedienungsfehler des Kunden als Grund für Betriebsstörungen an. Zu den Fehlern zählt u. a., dass Pelletlager leerlaufen, weil vom Heizungsbesitzer nicht rechtzeitig erkannt wurde, wann wieder Brennstoff geordert werden musste. Bemerkenswert ist dabei auch, dass Bedienungsfehler offenbar die einzige Ursache für Betriebsstörungen an Pelletanlagen sind, deren Häufung signifikant zugenommen hat. Schon im Branchenreport 2012 lag die Nennungshäufigkeit bei 40 % – und war damit bereits zum damaligen Zeitpunkt die Hauptursache von Betriebsstörungen.

Messen mit der Schnecke
Viele Kesselhersteller bieten die Füllstandsermittlung bereits serienmäßig an. Die beiden Messkomponenten sind dabei die Software der Feuerung und die Austragungsschnecke. Diese Messlösung wird angeboten für alle Lagertypen, ob klassisches Lager mit oder ohne Schrägboden, Tanks oder Vorratsbehälter. Auch Erdtanks, vorausgesetzt dass sie auf dem Austragungssystem Schnecke basieren. Bei Solarfocus (bietet diese Form der Messung für Erdtanks an) werden die elektrischen Signale des Getriebemotors erfasst und auf den Display-Füllstandsanzeiger übertragen. Der zeigt 6 Lampen, 4 grüne oben und 2 rote unten. Wenn der Tank entleert wird, erlischt von oben angefangen jeweils ein grünes Lämpchen. Wenn die unteren zwei rot leuchten, weiß der Kunde, dass der Pelletvorrat zur Neige geht.
Der Verbrauch wird über die Zahl der Umdrehungen der Schnecke ermittelt. Dominic Steiner, Techniker bei Solarfocus, erläutert, wie das Prinzip funktioniert: „Eine Umdrehung dauert beispielsweise 10 Sekunden und pro Umdrehung werden 30 Gramm Pellets befördert. Wenn sich die Schnecke beispielsweise 10 Minuten lang dreht, errechnet die interne Elektronik daraus die entnommene Brennstoffmenge.“
Nachteil dieses Mess-Systems: Die Messung unterliegt einer gewissen Unschärfe. „Der angezeigte Verbrauch kann +-15 % abweichen, da er vorrangig abhängig von der Schüttdichte der Pellets ist, und die variiert natürlich“, sagt Johann Standl, Leiter Produktmanagement bei Windhager. Grund ist, dass mit Durchschnittswerten gearbeitet wird. „Auch wenn mal ein paar Pellets mehr oder weniger pro Umdrehung gefördert werden, ist der hinterlegte Mittelwert als Richtwert sehr zutreffend“, sagt Steiner.

Messen über Sonden
Auch für Saugsondensysteme – typisch für klassische Bunkerlager – gibt es technische Lösungen. Der Vorteil dieses Austragungssystems ist seine Flexibilität. Sonden können auch abgewinkelte Teile nicht rechteckiger Räume entleeren (zum Beispiel L-Form) und – auch anders als das Schrägbodenlager – das volle Füllvolumen eines Lagerraums nutzen. Mehrere Sonden werden hierzu über der Grundfläche des Lagerraums verteilt und installiert.
Die Füllstandsmessung funktioniert folgendermaßen (Beispiel Solarfocus): Wird die maximale Saugzeit an einer Sonde überschritten, dann wird der Schlauch zur Sonde zuerst für die Dauer von 30 Sekunden freigesaugt, danach wird nochmals an der gleichen Sonde gesaugt. Schlägt auch dieser Versuch fehlt (= es werden keine Pellets gefördert), so wird die Sonde als leer markiert und die Saugsonden-Umschalteinheit wechselt zur nächsten Saugsonde. Im Kessel wird angezeigt, welche Sonden noch voll sind und welche bereits entleert. Eine genaue Füllstandsanzeige, ausgedrückt in Kilogramm, gibt es nicht, denn sie hängt von der Lagergeometrie ab, und die müsste errechnet werden. „Das Ausrechnen wird in der Praxis aber keiner machen. Der Endkunde ist daran interessiert, ob er noch Pellets im Lagerraum hat, oder ob nur mehr eine Sonde entnehmen kann, sodass er Pellets bestellen muss“, argumentiert Steiner.

Sinnvoll oder nicht?
Sind damit zusätzliche Mess-Systeme nicht zu empfehlen? Der Marktführer für zusätzliche Mess-Systeme, Elniko, bietet seit 6 Jahren Füllstandsanzeiger für Pelletlagersysteme in drei Kategorien an. Das Modell „elnikoBasis“ ist dem Einfamilienhausbereich zuzuordnen. Es misst den Pelletstand mit einem Drucksensor.
 Den Reservezustand des Brennstofflagers zeigen eine rot blinkende LED und ein akustisches Signal an. „Der Sensor lässt sich einfach ohne großen Montageaufwand in einer Sensortasche am Befüllstutzen innerhalb des Silos befestigen. Eine Nachjustierung ist problemlos möglich“, sagt Geschäftsführer Thomas Strauss. Er sieht den Nutzen von besonderen Füllstandsmessern in erster Linie bei solchen Lagern, die schwer zugänglich, folglich schwer kontrollierbar per Sicht sind. Außerdem, wenn die Heizungsanlage verwaltet wird, zum Beispiel über einen Gebäudemanager oder Hausmeister, der für Sichtkontrollen neben seiner übrigen Arbeit nicht viel Zeit aufbringen will, aber über dieses Verhalten ggf. die rechtzeitige Nachbestellung von Pellets versäumt.

Messen im Erdtank
Zusätzliche Füllstandsmesser im kleinen Leistungsbereich bieten sich speziell für Erdtanks an. Denn Sichtkontrollen sind bei ihnen mitunter aufwendig. Die Erdtank-Spezialisten agieren hier mit zusätzlichen Mess-Systemen. Der Füllstandsmelder von Mall ist zwar derzeit nur bei großen Speicher-Volumen zu verwenden (zwischen 12,5 und 22 m³) – was beim durchschnittlichen Schüttgewicht von Holzpellets (rund 650 kg/m³) einer Lagerkapazität von 8 bis 14 t entspricht. Aber Mitte des Jahres soll es laut Clemens Hüttinger, technischer Verkauf bei Mall, auch Lösungen für kleinere Speicher zwischen 6,5 und 12 m³ Volumen geben. Damit werden sie auch für Einfamilienhäuser interessant. Das Prinzip: Die zentrale Führungsstange des Entnahmesys­tems befindet sich in der Mitte des Speicherkörpers. In dieser gibt es zwei Füllstandspunkte, die werksseitig vordefiniert sind bzw. über den Werksdienst alternativ in einer neuen Vordefinition eingestellt werden können. In den beiden Messpunkten befinden sich sogenannte Reedschalter. Sie werden aktiviert über einen Magneten. Dieser befindet sich bei Mall im Kopf des Entnahmesys­tems „Maulwurf“: „Fährt der Magnet über diese Reedschalter, wird ein elektrischer Kontakt geschlossen, der die Meldung am Schalterschrank im Heizraum auslöst“, erläutert Hüttinger das Prinzip.
Anbietet Elniko baut derzeit sein Mess-System in die Erdtanks von NAU und Geoplast ein. Statt Lanze verwendet der Hersteller einen Gewebeschlauch, der im Kernfluss der Pellets mitschwimmt. Elniko-Geschäftsführer Thomas Strauss verspricht darüber eine genauere Erfassung des Füllstands, weil auch die Randbereiche erfasst würden. Außerdem setzt das Unternehmen auf Drucksensoren und nicht auf Reedschalter, um – wie es heißt – genauer justieren zu können. Elniko bietet seine Füllstandsmesser auch für Sacksilos an.

Gut gemessen – das Fazit
Eine Füllstandsmessung und -anzeige ist heute serienmäßig in die Systeme integriert. Sie ermitteln den Stand über die Austragungssysteme. Ihr Vorteil ist, dass sie die Pelletstände ohne Aufpreis erfassen. Ihr Nachteil ist eine relative Ungenauigkeit. Außerdem ist es notwendig, nach einer Befüllung dem Kessel über die Steuerung die Info zu geben, dass nachgetankt wurde. Die Füllstandsmessung muss also quasi resettet werden. Zusätzliche Mess-Systeme sind immer dann von Nutzen, wenn eine Sichtkontrolle nur schwer möglich ist. Das dürfte in erster Linie auf größere Holzpelletbunker zutreffen – bei Erdtanks aber auch im Einfamilienhausbereich.
Sicherer werden die Messungen in Kombination mit zusätzlichen Sichtkontrollen. Der Installateur sollte dem Kunden deshalb empfehlen, regelmäßig einen Blick auf den Pegelstand des Lagers zu werfen. In diesem Zusammenhang sei auf die ohnehin notwendige regelmäßige Reinigung des Pellettanks hingewiesen, um eine Anhäufung von Feinanteilen im unteren Bereich zu vermeiden. „Dieser zu hohe Feinanteil, der dann oft deutlich über dem erlaubten Anteil vom Zertifikat ENPlus liegt, kann zu Störungen bei der Entnahme führen. Dies betrifft alle Systeme“, sagt Hüttinger.

Autor: Dittmar Koop, Journalist für Erneuerbare Energie

 


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