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exodraft Partikelfilter für Kaminöfen

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Ist es wirklich notwendig, die Verwendung von Kaminöfen zu verbieten?

Die stärkere Betonung von Umwelt und Verschmutzung hat die Prüfung der Emissionswerte von Holzöfen und anderen Feuerstätten verstärkt, insbesondere in dicht besiedelten städtischen Gebieten.

Vor allem die Emissionen von feinen und ultrafeinen Partikeln geben Anlass zur Sorge, da diese Partikel wahrscheinlich negative Folgen für unsere Gesundheit haben werden (obwohl die Beweise dafür noch nicht schlüssig sind).

Anstatt die Verwendung von Holzöfen zu verbieten – was mit CO₂ freundlichen Heizungen in vielen Häusern einen Beitrag leistet – könnte ein fruchtbarer Ansatz darin bestehen, bereits vorhandene Filtertechnologie zu übernehmen.

Was ist ein Partikel und woher kommt es?

Partikel gibt es in vielen verschiedenen Formen und Größen. Sie können flüssige Tröpfchen oder feste Partikel sein, sie können die Form von Kugeln, facettierten Kristallen oder Nadeln haben, und sie können unregelmäßige Cluster aus kleineren Partikeln sein.

Die Partikel werden nach ihrer Größe kategorisiert. Partikel, die kleiner als 0,1 μm sind, werden als ultrafeine Partikel bezeichnet, Partikel, die kleiner als 2,5 μm sind, werden als feine Partikel bezeichnet, während Partikel, die größer als 2,5 μm sind, als grobe Partikel bezeichnet werden.

Deskriptor Größe (Durchmesser) in μm Größe in Nanometern (nm) Gewichtsfaktor
Nanopartikel < 0,02 < 20 0,000001
Ultrafeine Partikel < 0,1 < 100 0,001
Feine Partikel < 2,5 < 2500 1
Grobe Partikel > 2,5 > 2500 1

Ultrafeine Partikel und Nanopartikel entstehen bei Verbrennungsprozessen, zum Beispiel in Motoren und Kraftwerken sowie in verschiedenen Industrien.

Bei der Verbrennung von Biomasse werden auch Partikel freigesetzt, die kleiner als 0,1 sind μm, unabhängig davon, ob die Verbrennung in der Natur stattfindet, wie bei einem Waldbrand, oder durch menschliche Einwirkung, wie bei der Verbrennung von Holz im Haushalt.

Schliesslich können Partikel entstehen, wenn Gasmoleküle miteinander verschmelzen, d.h. die Umwandlung von Gas in Partikel (Kondensation).

Was sind die Auswirkungen von Partikeln auf den Menschen?

Aufgrund ihrer geringen Größe und chemischen Zusammensetzung stellen feine und ultrafeine Partikel ein ernstes Gesundheitsrisiko dar, da sie tief in unsere Atemwege eindringen, in unsere Lungen gelangen und eine Vielzahl von Krankheiten verursachen können, von chronischem Husten über Herz-Kreislauf-Erkrankungen bis hin zu Lungenkrebs.

In stark betroffenen Umgebungen könnte eine Person mit einer einzigen Atembewegung möglicherweise Millionen von Partikeln einatmen. Unsere Atmungssysteme sind mit natürlichen Filtern für grobe Partikel ausgestattet, die in der Nase und im Rachen absorbiert und wieder ausgehustet werden.

Feine und ultrafeine Partikel sind jedoch eine andere Sache, da sie in unsere Lungen und Alveolen gelangen können. Partikel mit einer Größe zwischen 0,1 und 1 μm können sogar in die Blutbahn und das Körpergewebe gelangen, wo sie sich anlagern und reagieren und in einigen Fällen Krebs verursachen.

Erschwerend kommt hinzu, dass feine und ultrafeine Partikel wesentlich häufiger vorkommen als grobe.

Partikler ved mennesker

Ultrafeine Partikel sind am gefährlichsten, da sie
aufgrund ihrer geringen Größe in unsere Alveolen eindringen
und von dort aus in unseren Blutkreislauf
und unser Körpergewebe gelangen können.

Wie werden Partikel heutzutage gemessen?

Heutzutage werden Messungen der Partikelemissionen von Feuerstätten (Kaminöfen, Pelletöfen usw.) auf Gewichtsbasis (Partikelmasse [PM]) durchgeführt, d.h. es wird eine vorgegebene Menge Holz verbrannt und die bei der Verbrennung mit dem Rauchgas freigesetzten Partikel gewogen.

Kaminöfen und andere Feuerstätten wurden im Laufe der Jahre so optimiert, dass deutlich weniger Partikelmasse als früher freigesetzt wird. Leider werden durch diese Optimierungsbemühungen nur die größeren, schwereren Partikel entfernt. Die Verbrennung in neueren Kaminofentypen erfolgt bei einer höheren Flammentemperatur, wodurch eine Fülle von feinen und ultrafeinen Partikeln erzeugt wird.

Diese Partikel wiegen so wenig, dass sie bei einer Messung allein auf der Grundlage des Gewichts zwangsläufig nicht erfasst werden. Aus diesem Grund ist es von größter Wichtigkeit, dass die Industrie damit beginnt, die Menge an feinen und ultrafeinen Partikeln zu messen, die von Kaminöfen und anderen Kaminen erzeugt werden.

Durch die Messung der Partikelzahlen im gekühlten Rauchgas können die Schadstoffwerte sowie die effizientesten technologischen Maßnahmen zu deren Reduzierung genauer bestimmt werden.

Partikel filter på tag

Auf einem Stahlschornstein montierter
exodraft Partikelfilter

Wo werden Partikel heutzutage gemessen?

Messungen der Partikelemissionen aus der Holzverbrennung können an heißen Rauchgasen in gemäß der Norm EN13240 oder auf gekühlte, verdünnte Rauchgase gemäß der Norwegische Norm NS3058.

Die letztere Methode berücksichtigt die Sekundärpartikel, die während der Abkühlung (Kondensation) der Rauchgase, wodurch Messungen mit höheren Partikeln möglich sind Konzentrationen.

Aus diesem Grund sind Messungen an gekühlten Rauchgasen repräsentativer für realistische Partikelemissionen in die Außenumgebung als Messungen an heißen Rauchgasen.

Source:
Hvilken virkning har luftrensning på indeluftens indhold af partikler…
Lars Gunnarsen, Statens Byggeforskningsinstitut, Aalborg Universität

Wie sollen Partikel künftig gemessen werden?

Um die Emissionswerte von Kaminen genau zu bestimmen, sollten die Partikel mit den richtigen Messgeräten gemessen und gezählt und nicht nur gewogen werden.

exodraft und PHX innovation haben ein großes Know-how über die richtigen Verfahren zur Messung der Partikelzahl im kondensierten Rauchgas gesammelt.

Durch die Anwendung dieses Know-hows können die tatsächlichen Emissionswerte und Filterraten bestimmt werden.

Wie lässt sich die Partikelemission von Kaminen reduzieren?

Der exodraft Rauchgaspartikelfilter ESP-10 ist dafür ausgelegt, die gefährlichen feinen und ultrafeinen Partikel aus dem Rauchgas von Kaminöfen und anderen Kaminen zu entfernen.

Der ESP reduziert die Anzahl der Partikel um bis zu 95% (feine und ultrafeine Partikel) und verringert die Gesamtpartikelmasse um 70-75%. Die Messungen wurden gemäß der norwegischen Norm NS3058 durchgeführt, die ein realistisches Bild der Menge der ins Freie freigesetzten Partikel liefert.

Der Elektrofilter wird oben auf dem Schornstein installiert und verwendet eine Hochspannungselektrode, um die Rauchgaspartikel aufzuladen, so dass sie sich im Filter sammeln. Der Kaminfeinstaubfilter von exodraft verfügt über eine automatische Reinigungsfunktion, die eine hohe Filtereffizienz aufrechterhält und den Wartungsaufwand reduziert.

Wie funktioniert der Kaminfeinstaubfilter?

Ein Elektrofilter (ESP) basiert auf den folgenden Prinzipien:

  1. Erzeugung von Hochspannungen
  2. Aufladung der Partikel mit hohen Spannungen
  3. Trennung und Clusterbildung der Partikel durch die Kräfte des Elektromagnetismus

Sobald Spannung an die Elektrode angelegt wird, wird ein elektrisches Feld um die Elektrode herum erzeugt.

Wenn die Spannung ausreichend hoch ist, ist das elektrische Feld stark genug, um die Partikel im Rauchgasstrom aufzuladen, so dass sie an den Innenwänden des Filters haften bleiben, wo sie zur leichten Entfernung verklumpen.

Verbot oder Förderung?

Die Verbrennung von Holz hat einen beträchtlichen Nachteil, denn sie setzt Partikel frei, die für uns potenziell schädlich sind.

Eine Lösung könnte darin bestehen, ein Verbot zu erlassen und Anreize für die Entsorgung von Kaminöfen zu schaffen, aber dadurch würden viele gute primäre und sekundäre Wärmequellen in den Häusern der Menschen wegfallen.

Die Holzverbrennung ist eine nachhaltige und CO₂ freundliche Art, ein Haus zu heizen. Eine unterstützende Initiative zur Förderung von Technologien zur Partikelreduzierung könnte stattdessen die Tradition der Holzverbrennung retten und gleichzeitig dazu beitragen, schädliche Partikel aus der Luft, die wir atmen, zu entfernen.

Die Zukunft der Partikelemissionen von Kaminöfen und Kaminen

Die Zukunft des Kaminofens wird wahrscheinlich strengere Vorschriften und klar definierte Grenzwerte für die Partikelemissionen enthalten, um die Qualität unserer Luft zu erhalten.

Ein erster Schritt in diese Richtung wurde bereits in Deutschland unternommen, wo das Umweltzeichen “Blauer Engel” strengere Anforderungen an die Emissionswerte von Kaminöfen und Kaminen, aber auch – zum ersten Mal überhaupt – eine Begrenzung der Anzahl der von einer Feuerstätte freigesetzten Partikel vorsieht.

Solche Forderungen können nur mit partikelreduzierender Technik erfüllt werden.

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