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Pelletsförderung / Pelletförderung für eine Pelletheizung - axial, mittels Schnecke, mittels Spirale, mittels Luftstrom

20060085

Es geht um Pellets

Pellets sind eine alternative regenerativer Brennstoff zur Wärmegewinnung. Beim Vergleich des Heizwert von Pellets (ca.18 MJ/kg, 5 kWh/kg) mit dem vom Öl (ca.42 MJ/kg, 10 kWh/l) ist dieser zwar um Faktor 2 geringer, dafür liegt jedoch der Preis für die gleiche Jahresleistung bei den Pellets bei etwa 600€ (197€/1000kg) und beim Heizöl bei 975€ (Einkaufspreis 65€/100l). Damit ist die Wärmegewinnung nicht nur 100% umweltfreundlich, da einschließlich des Produktionsprozess mit Biodiesel dieser Energieträger CO2 neutal ist, sondern Pellets sind auch noch billiger.

Außerdem bieten Pelletöfen, die bereits in den undenklichsten Designs existieren, ein wunderbares Ambiente im Wohnzimmer.
Zur Produktion von Pellets werden Abfallstoffe aus der holzverarbeitenden Industrie sinnvoll verwertet. Pellets sind gepresste Holzstäbchen mit einem Durchmesser von 5mm und einer Länge von 8-30mm. Sie werden in einem Pelletofen, wie in nachfolgendem Bild verbrannt.

Dies ist das Dokumentationsportal für die Studienarbeit (Holzpelletsfördersystem) der FH-Ingolstadt im Sommersemester 2006.

 

Projekt: Vorrichtung zur Lagerung und Förderung von Holzpellets für Wohnraumpelletöfen

Pelletheizungen verbrennen zur Erzeugung der Heizenergie Holzpellets. Im Gegensatz zu Pelletkesseln, die im Keller aufgestellt sind, geschieht die Versorgung der im Wohnraum aufgestellten Pelletöfen vorwiegend mit Pellets aus handlichen Säcken. Diese Sackware ist zwar ca. 60 €/to teurer als lose gelieferte Pellets, die mittels eines Tankwagens in ein vorhandenes Pelletsilo eingeblasen werden, allerdings können die nicht unerheblichen Anschaffungskosten eines Pellet-Silos von ca. 1500 € eingespart werden. Die Investition in ein Pellet-Silo erscheint auf Grund einer Amortisation von mehr als 10 Jahren bei einem angenommenen Pelletjahresverbrauch von ca. 2,5- 3 to uninteressant!

Die Pelletöfen besitzen selbst einen Vorratstank, der einen Betrieb von bis zu 80 Stunden ermöglicht, bevor Pellets wieder nachgefüllt werden müssen. Dies ist bei längerer Abwesenheit jedoch problematisch. Automatische Fördersysteme für diese Pelletöfen sind noch nicht weit verbreitet. Existierende Systeme sind optisch schwer zu versteckende 'Monster', die zusätzliche Geräusche im Wohnraum verursachen, für eine Nachrüstung wenig geeignet sind und zudem auch noch 2500 € kosten! Die exakten Anforderungen an das zu entwickelnde Fördersystem sind in einem Lastenheft (Zugang mittels Passwort) detailliert beschrieben.

 
Ziel dieses Projektes ist es deshalb, vorhandene Fördersysteme auf Schwachstellen zu analysieren und ein geeignetes und kostengünstiges System von Pelletförderung mit Pelletsilo für eine problemlose Nachrüstung zu entwickeln. Weitere Anforderungen sind das Minimieren des Platzbedarfs für Pelletsilo und Fördersystem als auch eine Amortisationszeit der Investition von weit weniger als 10 Jahren. Ein testfähiger Prototyp soll Ende Juni installiert sein.

Projektbeschreibung:

Es wurden kostengünstige Vorrichtungen zur Förderung von Holzpellets und ein dafür abgestimmtes universelles Brennstofflagersystem erstellt. Der zu befüllende Pelletofenbehälter befindet sich im Wohnbereich, das Brennstofflager selbst liegt im geschützten Innenbereich. Es wurden drei alternative Förderysteme ausgearbeitet: mittels Blasen/Saugen, Spirale/Schnecke und gerichtete Förderung(Kolben)

Das Projekt wird in Zusammenarbeit mit mehreren Industriepartnern bearbeitet, für deren Unterstützung wir uns herzlich bedanken!

 

Unser Team

Wir sind 12 Studenten des Hauptstdiums des Fachbereichs Maschinenbau und Wirtschaftsingenieurwesen und ein uns betreuender Professor. In drei kleinere Gruppen untersuchen wir folgende prinzipielle Fördersysteme (Pelletförderung mittels Schwerkraft werden nicht weiter verfolgt):

 

Pelletförderung axiale Förderung

 

 

Pelletförderung mittels Schnecken und Spiralen

 

 

Pelletförderung mittels Luftstrom

 

 

Besprechungsprotokolle

 

Kurzreferate

 
In der 1. Sitzung wurden die Themen wie folgt verteilt:

  • Pelletwohnraumoefen (Lehmair Dominik )
    Es bleit festzuhalten, dass aufgrund des steigenden Öfenabsatzes auch die Nachfrage nach günstigen Fördersystemen steigen wird. Da es im Moment noch zu anfällige Systeme gibt, ist es in jedem Fall sinnvoll, ein zuverlässiges, preisgünstiges System zu entwickeln, das mit Sicherheit Abnehmer finden würde
  • Brennstofflager (Herbst Johannes )
  • Foerdersysteme
    • pneumatische Foerdersysteme (Fritsche Robin )
      Auch Hersteller von Pelletwohnraumöfen haben den Wunsch vieler ihrer Kunden vernommen den Pelletofen automatisch zu befüllen.
      Dies lässt sich pneumatisch sauber und zuverlässig lösen, doch lassen sich Anbieter diesen Komfort
      teuer entlohnen. Aus diesem Grunde machte es Sinn eine kostengünstige Alternative zu entwickeln und auf dem Markt anzubieten.
    • mechanische Foerdersysteme (Zinkel Alexander )
  • Bauteile
    • Sensoren (Scheufler Julia )
      Es existiert eine vielfältige Auswahl an Sensoren, wobei für unsere Zwecke bereits viele aus verschiedenen Gründen auscheiden(z.b. optoelektronische wegen Verschmutzung, Ultraschallsensoren sind zu teuer) Der günstigste Sensor hinsichtlich Kosten und Anbringung bzw. Umbau ist der Kapazitive Sensor mit ca. 20,- €/Stk ab 1000.
    • Turbinen (Mann Eduard )
      Um Pellets mittels Luftstrom transportieren zu können, benötigen wir ein "Herzstück" für das System dass die Pellets in Bewegung versetzt. Dabei unterscheiden sich zwei grundsätzliche Prinzipien: Saugen und Blasen. Das Referat gibt eine Übersicht über einige auf dem Markt verfügbaren Modelle, passend für das Unterprojekt "Saugen/Blasen".
    • E-Motore (Rozman Gasper )
      Es gibt grundsätzlich drei Arten von E-Motoren, die sich in der verwendeten Stromart unterscheiden lassen. Gleichstrommotoren bei Gleichstrom, Wechselstrommotoren bei Haushaltsstrom und Drehstrommotoren bei Starkstrom.Wir verwenden für unser Projekt Wechselstrommotoren, da diese in jedem Haushalt verwendet werden können. Laut unseren Berechnungen werden wir eine Motorleistung von ca. 100 W verwenden müssen. Der dafür entsprechende Elektromotor mit einer Leistung von 120 W kostet ca. 90,- € , wobei die Preise bei größeren Stückzahlen erheblich sinken. Die Drehzahl dieser Motore liegt bei 1500 1/min und wird mit einem passenden Stirnradgetriebe auf ca. 50 1/min übersetzt.

 

  • Patentsituation (Jochen Kirschner )

 

Zeitmanagement

 

Lastenhefte

 

 

Besuche

Exkursion zur Frima Kamin Schmid am 30.03.06.
Zum einen sprachen wir mit Herrn Schmid über die verschiedenen Lagerräume für Holzpellets. Er berichtete uns über die Vor- und Nachteile
der verschiedenen Aufbauten der Laberräume. Herr Schmid nannte uns wichtige Details, die wir bei der Konstruktion eines Lagerraums beachten müssen.
Zum anderen bekamen wir bereits bestehende Systeme zur Förderung von Holzpellets in einen Brenner vorgestellt.
Für weitere Informationen wurden und Adressen genannnt und Unterlagen zur Verfügung gestellt.

Am 04.04.06 besuchte uns Herr Staudinger von der Firma Calimax.
Herr Staudinger stellte uns in einer kurzen Präsentation die Firma Calimax vor. Anschließend berichtete er über ein Pelletfördersystem für
Zimmeröfen, das von Calimax bereits getestet wurde. Wir sprachen mit Herrn Staundinger über die Erfahrungen mit Fördersystemen im Bezug auf die drei von uns
favorisierten Arten zur Förderung. Ein weiterer Punkt des Gespräches war die Sensortechnik für das Messen des Füllstandes im Vorratsbehälter und im Lagerraum.
Zum Abschluss erstellten wir gemeinsam mit Herrn Staudinger ein Lastenheft für unsere Pelletfördersysteme.

 

Aktuelles

  • 006-06-29: Es ist vollbracht- die Präsentation wurde erfolgreich abgehalten!
  • Vielen Dank nochmal an dieser Stelle an alle Kommilitonen, an Dr. Beerschwinger und unsere Sponsoren.
    Ich glaube Dr. Beerschwinger hatte Recht als er sagte, dass man sich rückblickend an die Studienarbeiten und Praktikas am besten und gerne zurück erinnert.
    Dankeschön im Speziellen nochmal an Eduard Mann, da er uns diese super Plattform eingerichtet hat. Danke an Julia Scheufler, dass sie uns mit ihrem Zeitmanagement so super durch das Projekt und die Präsentation geführt hat. Danke auch an Dominik Stiegler- ihr ward ein super Team.
    Viel Glück noch mal an alle für die bevorstehende Prüfungszeit.
    Auf Bald- MfG Euer Robin Fritsche.

Wie geht WIKI

Wie funktioniert das denn alles hier mit den Nummern und Seiten, und Tabellen was weiss ich.... howto:umija


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