Pelletheizsystem für Backöfen
Die Firma Wachtel GmbH ist ein namhafter Hersteller von Backöfen und Kältetechnik für Bäckereien. Die Produktpalette umfaßt elektrische, Öl- und Gas beheizte Backöfen.
Um den Herausforderungen in Hinblick auf steigende Energiekosten und Reduzierung der CO2 Belastung gerecht zu werden, entschloß sich die Firma Wachtel GmbH bereits 2009 als zusätzlichen bzw. alternativen Energieträger ein Pellet-Heizsystem für Ihre Rauchgas-Öfen ( Öl- und Gas- beheizt) zu entwickeln.
Bei den bereits auf dem Markt angebotenen Produkten, handelte es sich bisher lediglich um Abwandlungen eines Standardbrenners.
Diese Bauart kam für die Firma Wachtel jedoch nicht in Betracht, da diese unter anderem die Gefahr der Verrußung der Radiatoren in sich birgt.
Folglich sollte das zu entwickelnde Pelletheizsystem als separate Einheit bestehend aus Wärmetauscher, Brenner, Dosiereinheit und Steuerung aufgebaut werden.
Als Leiter der Entwicklungsabteilung wurde ich mit der planerischen und technischen Umsetzung dieser Idee beauftragt.
Zunächst mußten die notwendigen Kennzahlen wie Leistung, Volumenströme, Temperaturen etc. für die Dimensionierung des Wärmetauschers ermittelt werden.
Als Vorgabe diente der Energiebedarf für einen Backofen mit 12 qm Backfläche. Der Zentralverband des Deutschen Bäckerhandwerks e. V. veröffentlichte in seiner Broschüre „Energieeinsatz beim Backen Nr. 10 05 15 (3/95) angepasst 2006“ eine Berechnungsformel für den Energiebedarf beim Backen. Aufgrund der durchschnittlichen Belegungsdichte einer Backfläche und den spezifischen Energiebedarf von Teig ( Mehl ) wurde für eine Backfläche von umgerechnet 10 qm ein Energiebedarf von rund 45 KW ermittelt.
Aufgrund dieser Daten wurde der Aufbau / die Abmaße der einzelnen Komponenten festgelegt.
Bei dem patentierten Rohrbündelwärmetauscher werden die Heizgase durch die spiralförmige Luftführung im Gegenstrom zu den Rauchgasen erhitzt. Dadurch wird ein hoher Wirkungsgrad und eine niedrige Abgastemperatur erreicht.
Die Dosiereinheit besteht aus mehreren patentierten ( DE 10 2010 042 470 B4) Baugruppen. Sie gewährleisten eine feine Dosierung der Brennstoffmenge sowie eine Schutzfunktion gegen Rückbrandgefahr. Die Dosierung kann über ein eigenes „Tagessilo“ ( Fassungsvermögen ca. 75 kg) oder direkt über ein Standardsilo betrieben werden.
Bei dem Stufenrostbrenner wird ein von mir entwickeltes patentiertes Verfahren der Brennstoffeinbringung angewendet ( DE 10 2010 047 078 B4) .
Dies ist insofern notwendig, da der Stufenrost eine Baulänge von mehr als 800 mm besitzt und die Brennstoffeinbringung gezielt erfolgen soll.
Für den automatisierten Betrieb des Pelletheizsystems habe ich mich aus Gründen der Flexibilität und der Kosten für den Einsatz einer kleinen SPS-Steuerung entschieden.
Diese umfaßt 14 Digitale Eingänge und 12 Relais Ausgänge sowie jeweils 2 Analoge Ein- und Ausgänge.
Mit dieser Steuerung können min. zwei Stikkenöfen Heiztechnisch betrieben werden. Sämtliche Regelvorgänge werden von dieser Steuerung ausgeführt. Die angeschlossenen Ofensteuerungen geben nur die Befehle „Ofen eingeschaltet“ und „Brenner Ein/Aus“ je nach Temperatur-anforderung des Backraumes.
Dabei können alle angeschlossenen Backöfen autark betrieben werden.
Diese Steuerung ist Backofenhersteller neutral aufgebaut!