Sensoren versorgen Pellet- und Kaminöfen mit mehr Sauerstoff
Die Verbrennung von Holz wird immer schärfer reglementiert, um die Umwelt zu entlasten. Denn die wachsende Zahl von Kaminen und Öfen sorgt für eine erhebliche Feinstaubbelastung. Karlsruher Forscher haben jetzt ein System entwickelt, das die Verbrennung optimiert. Feinstaub und giftige Gase entstehen dann nicht mehr.
Schornsteinfeger in Berlin springt von einem Kamin zum nächsten: Durch die Zunahme von Pellet- und Kaminöfen ist die Feinstaubbelastung in den Städten stark gestiegen. Jetzt haben Forscher aus Karlsruhe ein System entwickelt, das durch mehr Sauerstoff die Verbrennung optimiert und die Feinstaubbelastung drastisch senkt.
Foto: Jochen Eckel/dpa
Kaminöfen und Heizkessel, die mit Pellets oder Scheitholz befeuert werden, emittieren große Mengen an Feinstaub. In der Anfeuerphase kommen noch giftige Gase, vor allem Kohlenmonoxid, dazu. Professor Heinz Kohler vom Institut für Sensorik und Informationssysteme (ISIS) der Hochschule Karlsruhe gewöhnt den Feuerstätten diese Unart ab. Er rüstet sie mit einem Sensor aus, der ähnlich wie die Lambda-Sonde im Auto den Sauerstoffgehalt im Abgas misst. Ein weiterer Sensor ermittelt kontinuierlich die Temperatur des Abgasstroms. Ein Mikroprozessor ermittelt aus diesen Daten den Sauerstoffbedarf, der durch Verstellen der Lüftungsklappen oder aktive Belüftung eingestellt wird.
Wenn Holzscheite und Pellets genügend Sauerstoff bekommen, verbrennen sie vollständig, entwickeln keine schädlichen Gase und auch keinen Feinstaub, der aus unverbrannter organischer Masse besteht und vom Abgasstrom durch den Schornstein in die Umwelt gepustet wird. „Vor allem in der Anfahrphase können wir über die Regelung der Primär- und Sekundärluftströme die Entstehung von Feinstaub und unverbrannten Gaskomponenten deutlich reduzieren“, sagt Kohler.
Aus für viele Öfen durch ein verschärftes Gesetz
Kohler kam vor 15 Jahren auf die Idee, Sensoren einzusetzen, um die Emissionen des heimischen Kachelofens zu minimieren. In dieser Zeit machte sich der Gesetzgeber daran, Grenzwerte für Kleinfeuerungsanlagen zu entwickeln, die mit Holz betrieben werden.
Anfang des Jahres erst mussten laut Bundesimmissionsschutzgesetz Öfen stillgelegt werden, die vor dem Jahr 1975 in Betrieb genommen wurden, ausgenommen offene Kamine und Öfen, die vor 1950 installiert wurden – zumindest dann, wenn eine Messung gezeigt hat, dass die neuen Grenzwerte überschritten wurden.
Professor Dr. Heinz Kohler vom Institut für Sensorik und Informationssysteme (ISIS) der Hochschule Karlsruhe hat ein Sensor- und Regelungssystem entwickelt, das den Verbrennungsprozess in Pelletöfen optimiert und den Schadstoffausstoß damit minimiert.
Quelle: ISIS
Die hätte Kohler auch nicht retten können. Sein Sensor- und Lüftungssystem erfordert so umfangreiche Umbauten, dass eine Neuanschaffung meist billiger ist. Ofenhersteller könnten seine Innovation allerdings bei der Konstruktion neuer Anlagen nutzen.
Die Pelletofensteuerung ist bereits ausgereift
Dass die Technik funktioniert haben Kohler und sein Team zunächst an Pelletöfen bewiesen. Für diese Geräte gibt es bereits eine ausgereifte Version, die die Industrie direkt übernehmen könnte. Jetzt arbeiten die Karlsruher Wissenschaftler daran, auch Öfen, die mit Scheiten befeuert werden, zu entschärfen. Das Team sei schon weit gekommen, so Kohler. „Im Labor haben wir teilweise fantastisch geringe Werte gemessen.“
In engem Verbund mit dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT), dem Deutschen Biomasse-Forschungszentrum in Leipzig und anderen Instituten und Unternehmen entwickelt das ISIS-Team Gassensoren, die beispielsweise für die Früherkennung von Bränden und giftigen Gasen eingesetzt werden können oder eben – integriert in die Verbrennungsluftregelung von Biomasse-Verbrennungsprozessen – zur Minimierung von Emissionen. Die Sensoren stellen die ISIS-Forscher in einem eigens dafür ausgerüsteten Labor selbst her.
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