VDI 6012 Blatt 2 1-2015 Integration of distributed and renewables-based energy systems in buildings - Thermic systems - Biomass firing systems.pdf

1、ICS 27.060.10, 97.100.30 VDI-RICHTLINIEN Dezember 2015 December 2015 VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE Regenerative und dezentrale Energiesysteme fr Gebude Thermische Systeme Biomassefeuerungsanlagen Integration of distributed and renewables-based energy systems in buildings Thermic systems Biomass firing

2、 systems VDI 6012 Blatt 2.1 / Part 2.1 Ausg. deutsch/englisch Issue German/English Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The German version of this standard shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English translation. VDI-Gesellschaft Bauen u

3、nd Gebudetechnik (GBG) Fachbereich Technische Gebudeausrstung VDI-Handbuch Wrme-/Heiztechnik VDI-Handbuch Ressourcenmanagement in der Umwelttechnik Vervielfltigungauch fr innerbetrieblicheZweckenichtgestattet/Reproduction even for internalusenotpermittedFrhereAusgabe:01.14Entwurf, deutschFormerediti

4、on:01/14Draft,inGerman onlyZu beziehen durch/AvailableatBeuthVerlagGmbH,10772 Berlin AlleRechtevorbehalten/All rightsreservedVereinDeutscherIngenieuree.V.,Dsseldorf2015Inhalt Seite Contents Page Vorbemerkung 2 Einleitung 2 1 Anwendungsbereich . 3 2 Normative Verweise 4 3 Begriffe 5 4 Brennstoffe 6 4

5、.1 Stckigkeit, Partikelgre (Korngre), Feingutanteil . 8 4.2 Wassergehalt . 10 4.3 Heizwert 10 4.4 Aschegehalt, Ascheschmelzverhalten 11 5 Brennstofftransport/Logistik 14 5.1 Brennstofflagerung . 15 5.2 Brennstofffrder- und -austragsysteme 20 5.3 Ascheentsorgung . 22 6 Feuerungsanlage 23 6.1 Feuerstt

6、te . 23 6.2 Verbrennungsluftversorgung 29 6.3 Aufstellbedingungen . 29 6.4 Abgasanlage 32 7 Systemkonzept 38 7.1 Anwendungsempfehlungen fr Systeme mit einem oder mehreren Wrmeerzeugern 38 7.2 Bedarfsgerechte Dimensionierung/Ermittlung des Wrmebedarfs/der Heizlast. 39 7.3 Pufferspeicher . 44 7.4 Mehr

7、kesselanlagen (Redundanz/Leistungsaufteilung) . 46 7.5 Prinzipschaltbilder 46 8 Betrieb/Monitoring 47 9 Wartung und Instandsetzung . 48 9.1 bliche Ttigkeiten bei der Wartung und Instandsetzung . 49 9.2 bliche Ttigkeiten des Schornsteinfegers 50 10 Sicherheitseinrichtungen . 50 11 Brandschutz 52 12 E

8、ignungsnachweis und Kennzeichnung von Biomasseheizkessel . 53 12.1 Einzuhaltende EG-Richtlinien 54 12.2 Maschinenrichtlinie. 54 12.3 Druckgerterichtlinie 55 12.4 Korrekte CE-Kennzeichnung 56 12.5 Konformittserklrung oder Einbauerklrung 56 12.6 Kennzeichnung von Heizkesseln fr feste Brennstoffe am Ke

9、sselschild/Typenschild . 57 Schrifttum . 59 Preliminary note 2 Introduction .2 1 Scope .3 2 Normative references4 3 Terms and definitions .5 4 Fuels 6 4.1 Size of pieces or particles (grain size), proportion of fines .8 4.2 Water content 10 4.3 Calorific value .10 4.4 Ash content and ash fusibility

10、.11 5 Fuel transport/logistics .14 5.1 Fuel storage .15 5.2 Fuel conveyor and discharge systems .20 5.3 Ash disposal 22 6 Firing system .23 6.1 Furnace 23 6.2 Combustion air supply 29 6.3 Installation conditions .29 6.4 Waste gas system 32 7 Conceptual design 38 7.1 Recommended applications for syst

11、ems with one or more heat generators 38 7.2 Suitable dimensioning/calculation of the heat demand/heating load .39 7.3 Buffer storage 44 7.4 Multiple boiler systems (redundancy/division of output) .46 7.5 Schematic circuit diagrams .46 8 Operation/monitoring 47 9 Maintenance and repairs 48 9.1 Standa

12、rd procedures for maintenance and repairs 49 9.2 Standard procedures by chimney sweeps .50 10 Safety facilities 50 11 Fire protection .52 12 Evidence of suitability and marking of biomass heating boilers .53 12.1 EC Directives to be complied with .54 12.2 Machinery Directive .54 12.3 Pressure Equipm

13、ent Directive.55 12.4 Correct CE marking 56 12.5 Declaration of conformity or declaration of installation .56 12.6 Marking of heating boilers for solid fuels on the boiler plate/type plate 57 Bibliography 59 B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1F92DEF1A29

14、BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2015-12 2 VDI 6012 Blatt 2.1 / Part 2.1 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2015 Vorbemerkung Der Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Beachtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richtlinie VDI 1000. Alle Rechte, insbeson

15、dere die des Nachdrucks, der Fotokopie, der elektronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstn-dig, sind vorbehalten. Die Nutzung dieser Richtlinie ist unter Wahrung des Urheberrechts und unter Beachtung der Li-zenzbedingungen (www.vdi.de/richtlinien), die in den VDI-Mer

16、kblttern geregelt sind, mglich. Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt. Preliminary note The content of this standard has been developed in strict accordance with the requirements and rec-ommendations of the standard VDI 1000. All rights are reserv

17、ed, including those of reprint-ing, reproduction (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts. The use of this standard without infringement of copyright is permitted subject to the licensing con-ditions (www.vdi.de/richtli

18、nien) specified in the VDI Notices. We wish to express our gratitude to all honorary contributors to this standard. Einleitung Der sinnvolle Einsatz sowie der weitere Ausbau von biogenen Brennstoffen stellt ein unbestrittenes volkswirtschaftliches und umweltpolitisches Ziel dar. Aufgrund des zwingen

19、d notwendigen sparsameren Umgangs mit fossilen Energietrgern und dem damit verbundenen CO2-Austo gewinnen Bio-massefeuerungsanlagen aufgrund der CO2-neu-tralen Verbrennung zunehmend an Bedeutung. Vor allem kleinere Anlagen, die z. B. Wohnhuser, Handwerksbetriebe und landwirtschaftliche Ge-bude mit W

20、rme versorgen, erfreuen sich in ihrer Funktion als dezentrale Energieversorger immer grerer Beliebtheit. Auch Stdte und Gemeinden stellen zunehmend Teile der Wrmeerzeugung auf Biomassefeuerungen um. Die Grnde hierfr liegen auf der Hand: Zum einen ermglicht der Einsatz von effizienten Bio-massefeueru

21、ngen die wirtschaftliche Erzeugung klimaschonender Wrme mit relativ geringem Be-dienungsaufwand fr die Nutzer bei gleichzeitigem Verzicht auf fossile Brennstoffe. Zum anderen sind moderne, energieeffiziente Zentralheizkessel fr feste Biomasse uerst bedienerfreundlich. Da diese Anlagen in der Regel m

22、it einem Pufferspei-cher auszursten sind, ist die Kombination mit einer thermischen Solaranlage empfehlenswert. Wichtige Voraussetzungen fr einen hohen Nut-zungsgrad des Gesamtsystems sind: bedarfsgerechte Dimensionierung und Abstim-mung mit den Gebuden dem Brennstoff angepasste hochwertige Kessel-

23、und Feuerungskonstruktion angepasste Steuerungs- und Regelungstechnik fachgerechte Systeminstallationen Introduction The appropriate use of fuels based on biological materials and the expansion of their availability constitute undisputed objectives of both economic and ecological policy. As it is es

24、sential to be more sparing in the use of fossil fuels with their associated CO2emissions, biomass firing systems in which combustion is neutral in terms of CO2are gaining in importance. Above all smaller systems, supplying heat for in-stance to residential buildings, craft businesses and agricultura

25、l buildings, are becoming more and more popular in their function as distributed energy supply facilities. Urban and rural authorities are also increasingly moving to biomass firing systems for heating purposes. The reasons for this are obvious: on the one hand, the use of efficient biomass firing s

26、ystems facili-tates economical production of climate-friendly thermal power with a relatively low amount of operating activity by the user while dispensing with fossil fuels. On the other hand, modern, ener-gy-efficient central heating boilers for solid bio-mass are extremely user-friendly. As these

27、 systems are as a rule to be equipped with buffer storage, combining them with a solar thermal system is to be recommended. The following are important conditions for a high degree of utilization of the system as a whole: adequate dimensioning and matching with the buildings high-quality boiler and

28、burner design to suit the fuel used suitable open and closed loop control systems professional system installation B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1F92DEF1A29BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2015-12All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure

29、e.V., Dsseldorf 2015 VDI 6012 Blatt 2.1 / Part 2.1 3 Die Richtlinienreihe VDI 6012 gliedert sich in folgende Bltter: Blatt 1.1 Grundlagen, Projektplanung und -durchfhrung Blatt 1.2 Grundlagen; Systemauswahl Blatt 1.4 Grundlagen; Befestigung von Solar-modulen und -kollektoren auf Gebuden Blatt 2.1 Th

30、ermische Systeme; Biomassefeue-rungsanlagen Eine Liste der aktuell verfgbaren Bltter dieser Richtlinienreihe ist im Internet abrufbar unter www.vdi.de/6012. The series of standards VDI 6012 consists of the following parts Blatt 1.1 Fundamentals; Project planning and execution Blatt 1.2 Fundamentals;

31、 System selection Blatt 1.4 Fundamentals; Fixing of solar modules and solar collectors on buildings Blatt 2.1 Thermic systems; Biomass firing systems A catalogue of all available parts of this series of standards can be accessed on the Internet at www.vdi.de/6012. 1 Anwendungsbereich Diese Richtlini

32、e betrachtet die Anwendung rege-nerativer, thermischer Energiesysteme in Gebu-den, einschlielich der Anlieferung und Lagerung der Brennstoffe wie auch die Entsorgung der Verbrennungsrckstnde. Es werden Systeme betrachtet, die der Wrmeer-zeugung in rumlicher Nhe zum Verbraucher sowohl in Wohn- als au

33、ch Nichtwohngebuden dienen, wobei holzartige Brennstoffe nach 1. BImSchV ( 3, Abstze 4, 5, 5a) eingesetzt werden und die maximale Nennwrmeleistung auf 500 kW beschrnkt ist. Die Brennstoffe sind: naturbelassenes stckiges Holz einschlielich anhaftender Rinde, insbesondere in Form von Scheitholz und Ha

34、ckschnitzeln sowie Reisig und Zapfen Presslinge aus naturbelassenem Holz in Form von Holzbriketts nach DIN EN ISO 17225-3 oder in Form von Holzpellets nach DIN EN ISO 17225-2 sowie andere Holzbriketts oder Holzpellets aus naturbelassenem Holz mit gleichwertiger Qualitt Weitere biogene Festbrennstoff

35、e nach 1. BImSchV werden in dieser Richtlinie nicht behandelt, da diese von den hier formulierten Anforderungen an die Feuersttten, an den Be-trieb und die Wartung abweichen. Diese Richtlinie beschrnkt sich auf die System-bestandteile nach dem Schaubild in Bild 1. Die hier aufgefhrten Biomasseheizke

36、ssel geben ihre Wrme an wassergefhrte Heizsysteme ab, welche fr eine maximale Betriebstemperatur von 100 C bei einem maximalen Betriebsberdruck von 6 bar zugelassen sind. Diese Anforderungen sind durch geeignete Sicherheitseinrichtungen zu gewhrleisten (siehe auch DIN EN 303-5). 1 Scope This standar

37、d deals with the application of renewa-bles-fuelled thermal energy systems in buildings, including the delivery and storage of the fuel, and the disposal of the combustion residues. Systems which serve to generate heat in close proximity to the consumer, in both residential and non-residential build

38、ings, are examined, the fuels being woody materials as defined in the 1stGerman Pollution Control Ordinance (1. BImSchV (Sec-tion 3, paragraphs 4, 5, 5a) and the maximum rated thermal output being limited to 500 kW. The fuels are as follows: untreated lumps of wood including adhering bark, particula

39、rly in the form of split logs and wood chips, and twigs and cones compacted untreated wood in the form of wood briquettes to DIN EN ISO 17225-3 or in the form of wood pellets to DIN EN ISO 17225-2 and other wood briquettes or wood pellets of untreated wood in equivalent quality Further biogenic soli

40、d fuels as mentioned in 1. BImSchV are not dealt with in this standard, as they have other requirements for the firing systems and their operation and maintenance than those presented here. The considerations in this standard are limited to the system components shown in the diagram in Figure 1. The

41、 biomass-fuelled heating boilers considered here release their heat to heating systems with cir-culating water, which are approved for a maximum operating temperature of 100 C at a maximum operating gauge pressure of 6 bar. Compliance with these requirements is to be ensured by suitable safety syste

42、ms (see also DIN EN 303-5). B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1F92DEF1A29BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2015-12 4 VDI 6012 Blatt 2.1 / Part 2.1 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2015 Bild 1. Systembestandteile ei

43、ner Biomassefeue-rungsanlage (Beispiel) Figure 1. System components of a biomass firing system (example) Zielgruppen dieser VDI-Richtlinie sind: Anlagenersteller Architekten Fachplaner Bauherren Investoren Betreiber Dienstleister, wie Energieberater und Schorn-steinfeger Genehmigungs- und Baubehrden

44、 Komponenten- und Anlagenhersteller The target groups for this VDI Standard are: system manufacturers architects specialist consultants building owners investors operators service providers such as energy consultants and chimney sweeps permitting and construction authorities component and system man

45、ufacturers 2 Normative Verweise / Normative references Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieser Richtlinie erforderlich: / The following referenced documents are indispen-sable for the application of this standard: Erste Verordnung zur Durchfhrung des Bundes-Immissionsschutzges

46、etzes (Verordnung ber kleine und mittlere Feuerungsanlagen 1. BImSchV) Verordnung ber energiesparenden Wrmeschutz und energiesparende Anlagentechnik bei Ge-buden (Energieeinsparverordnung EnEV) Muster-Feuerungsverordnung (MFeuV) Sechste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzges

47、etz (Technische Anleitung zum Schutz gegen Lrm TA Lrm) DIN EN 303-5:2012-10 Heizkessel; Teil 5: Heiz-kessel fr feste Brennstoffe, manuell und auto-matisch beschickte Feuerungen, Nennwrme-leistung bis 500 kW; Begriffe, Anforderungen, Prfungen und Kennzeichnung; Deutsche Fas-sung EN 303-5:2012 (Heatin

48、g boilers; Part 5: Heating boilers for solid fuels, manually and automatically stoked, nominal heat output of up to 500 kW; Terminology, requirements, testing and marking; German version EN 303-5:2012) DIN EN 1856-1:2009-09 Abgasanlagen; Anforde-rungen an Metall-Abgasanlagen; Teil 1: Bautei-le fr Sy

49、stem-Abgasanlagen; Deutsche Fassung EN 1856-1:2009 (Chimneys; Requirements for metal chimneys; Part 1: System chimney prod-ucts; German version EN 1856-1:2009) DIN EN 12831:2003-08 Heizungsanlagen in Ge-buden; Verfahren zur Berechnung der Norm-Heizlast; Deutsche Fassung EN 12831:2003 (Heating systems in buildings; Method for cal-culation of the design heat load; German ver-sion EN 12831:2003) B974908A824A6748