Heizen mit Wasserstoff-Erdgas-Gemischen - Solar-Wasserstoff ...

Abb. 4: Kesselanlage 2 - Oxidant Luft
Die beiden Brennwertkessel sind je für 20 kW thermische Leistung in einem Vorlauf-/
Rücklauftemperaturbereich des Heizungswassers von 40/30 bis 70/50 °C ausgelegt. Die
Einstellung dieser Temperaturen kann stufenlos mit der Prozeßautomatisierungsanlage
erfolgen. Bei beiden Kesseln handelt es sich um Standardmodelle mit obenliegender
Brennkammer, abgeleitet von dem Brennwertkessel der Ausf ührung Logana-Ecomatic-plus
der Firma Buderus.
Unterhalb der Brennkammer befindet sich die Nachschaltheizfläche, am Kesselboden die
Kondensatwanne (siehe Abb. 1, rechts). Zum Schutz gegen das anfallende korrosive
Kondensat sind die damit in Berührung kommenden Teile des Kessels emailliert . Die beiden
Brenner sind Prototypen der Firma Kromschröder . Sie können H2-/Erdgas-Gemische
zwischen 5 und 95 Vol.% verarbeiten sowie in fester Einstellung beide Einzelbrenngase. Mit
allen genannten Brenngasen kann die Kesselleistung stufenlos zwischen 8 und 20 kWth
(Kesselanlage 1) bzw. 6 und 20 kWth (Kesselanlage 2) variiert werden. Die dazu
erforderlichen Brenngasmischanlagen wurden von der Firma Kromschröder entwickelt und
gebaut [2]. Die Brenner sind auf die frontseitig angebrachten Kesseltüren montiert. Dem
Brenner gegenüber an der Rückseite des jeweiligen Kesselinnenraums ist eine UV-Sonde zur
Flammenüberwachung installiert (siehe auch Abb. 1).
Die Heizungsanlagen der Kessel sind mit je einem Dreiwegemischer als Stellglied für die
Regelung der Rücklauftemperatur des Heizungswassers ausgerüstet (siehe Abb. 3 und 4).
Wird der eingestellte Sollwert der Rücklauftemperatur unterschritten, wird warmes
Vorlaufwasser zugemischt. Diese Regelung wurde installiert , um die Prüfstandsbedingungen
mit konstanten Vor- und Rücklauftemperaturen zu ermöglichen und somit unter stationären
Bedingungen die Kenngrößen der Kesselanlagen aufzunehmen (Feuerungsleistung,
Kesselleistung, Kondensationsgrad, Wirkungsgrad , Luftverhältniszahl, Emissionen). Die
Steuerung des Dreiwegemischers übernimmt die Prozeßautomatisierungsanlage, in die auch
der Sollwert für die Rücklauftemperatur eingegeben wird.
Die Mengenregelung des Heizungswassers erfolgt von Hand durch Drosselung des
Volumenstroms auf der Druckseite der Pumpe in der Heizungsanlage. Die Erfassung der
Meßdaten erfolgt durch die Prozeßautomatisierungsanlage, welche die Daten an die
Leittechnik der Solar-Wasserstoff-Anlage weiterleitet. Sie werden dort archiviert und können
ausgewertet werden. Der Kondensatmassenstrom wird durch Auslitern mit einem
Meßzylinder erfaßt.
Die Beschaffenheit des in Neunburg vorm Wald benutzten Erdgases entspricht der
Spezifikation "Waidhaus" mit 96,94 - 98,74 Vol.-% CH4, 0,44 - 1,84 Vol.-% C2 bis C4, 0,8 -
1,09Vol.-% N2 und einem Gesamt-Schwefelgehalt von < 8mg/Nm . Der Wobbe -Index ist
14,54 - 14,88 kWh/Nm . Die in der Solar-Wasserstoff-Anlage mittels Wasserelektrolyseuren
erzeugten Gase Wasserstoff und Sauerstoff haben eine Reinheit von 99,9 Vol.-%, der
jeweilige Fremdgasanteil ist z.B. 10vppm O2 in H2 bzw. H2 in O2. H2O ist enthalten mit