Die Frage, ob und wie sich ein Stromerzeuger mit Verbrennungsmotor im Innenraum installieren lässt, stellen uns aktuell viele Kundinnen und Kunden.
Leider lässt sich das nicht pauschal beantworten, weil eine sichere Lösung immer von den örtlichen Gegebenheiten, dem jeweiligen Gerät und den geltenden Vorschriften abhängt.
Trotzdem gibt es grundlegende Regeln und technische Zusammenhänge, die immer zu beachten sind. Diese möchte ich hier erklären.
HaftungsausschlussDieser Blogbeitrag dient ausschließlich der allgemeinen Information und der verständlichen Darstellung technischer Zusammenhänge. Er stellt keine Anleitung dar, eine Indoor Installation eines Stromerzeugers mit Verbrennungsmotor selbst durchzuführen. Die Planung, Installation und Inbetriebnahme solcher Anlagen erfordert fundiertes Fachwissen, Erfahrung sowie die Einhaltung zahlreicher gesetzlicher, technischer und sicherheitsrelevanter Vorschriften. Fehler können zu Sachschäden, schweren Verletzungen oder lebensgefährlichen Situationen führen. Eine Umsetzung darf ausschließlich durch qualifiziertes Fachpersonal erfolgen. Für Schäden oder Folgen, die aus einer eigenständigen oder unsachgemäßen Umsetzung der hier beschriebenen Inhalte entstehen, wird keine Haftung übernommen. |
Sehr wichtige Warnung zu Kohlenmonoxid und InnenräumenJährlich kommt es zu schweren Unfällen durch Kohlenmonoxidvergiftungen - bis hin zum Tod. Kohlenmonoxid ist farblos, geruchlos und hochgiftig. Ein Defekt, eine Undichtigkeit oder eine unzureichende Abgasführung kann sehr schnell lebensbedrohlich werden Kohlenmonoxid hat fast die gleiche Masse wie Luft und verteilt sich daher durch Luftbewegungen und Strömungen im gesamten Raum. Eine korrekte Auslegung von Zu- und Abluft ist unerlässlich für einen sicheren Betrieb. Bei einer Aufstellung/Installation unter Geländeniveau (im Keller, in einer Grube) ist das Risiko einer gefährlichen CO-Konzentration deutlich höher, weil der natürliche Luftwechsel viel geringer ist und Strömungswege ungünstig sein können. Wenn eine stationäre Lösung in Kellerräumen unvermeidbar ist, muss diese mit klar definierter Luftführung und Zwangsbelüftung, Überwachung und Abschaltungen realisiert werden. Das bedingt Fachwissen - kein „Stellen wir das Gerät hinein und öffnen ein Fenster“! |
Die drei zentralen Anforderungen bei einer Aufstellung in einem Raum
Für den sicheren Betrieb eines Stromerzeugers im Innenraum müssen drei Anforderungen erfüllt werden:
- Ausreichende Frischluftzufuhr für die Verbrennung und Gerätekühlung
- Sichere Abführung der Abgase
- Abführung der entstehenden Verlustwärme
1. Frischluftzufuhr
Ein Verbrennungsmotor benötigt frische, kalte und saubere Luft für die Verbrennung. Zusätzlich benötigen Motor und Generator Luft für die Kühlung.
Diese Luftmenge muss richtig ausgelegt werden - oder anders gesagt, die Maschine muss diese Luft "ohne Anstrengung" auch ansaugen können.
Bei kleinen Geräten kann eine einfache Zuluftöffnung nach Außen ausreichen.
Bei größeren Anlagen werden die erforderlichen Querschnitte schnell unpraktisch groß - häufig ist dann eine Zwangsbelüftung sinnvoller.
Bei wassergekühlten Motoren gilt ohne Zwangsbelüftung: Öffnung ca. gleiche Öffnungsgröße wie die Fläche des Motorkühlers.
Bei kleinen 1-Zylinder Motoren bis 500ccm Hubraum gilt ohne Zwangsbelüftung üblicherweise eine Öffnung ab 600cm² (>20x30cm) als ausreichend.
Beachte:
Eine geöffnete Tür, ein geöffnetes Fenster oder ein teilgeöffnetes Garagentor kann zwar die Verbrennungsluft verbessern - es ist aber keine korrekte Auslegung und ersetzt keine geplante Luftführung.
Außerdem ist es keine Sicherheitsgarantie gegen Gefahren durch Kohlenmonoxid.
Sinnvoll bei Öffnungen und Durchbrüchen sind häufig:
- Verschlussklappen (manuell oder elektrisch), welche bei Stillstand geschlossen werden können (als Witterungsschutz)
- Ein feinmaschiges Edelstahlgitter (zum Schutz vor Insekten und Kleintieren)
Wird eine elektrische Zwangslüftung eingesetzt, kann zusätzlich auch ein Ansaugfilter verwendet werden, um Staub und Schmutz vom Raum fernzuhalten (Luftdruckdaten des Zwangslüfters dabei beachten - ein Filter verringert üblicherweise die Fördermengen des Lüfters).
Beispiel:
Hier ein Beispiel für eine Frischluftzufuhr für unseren GD4W-3-015kW-YND490DE-BBW Generator (wassergekühlter 4-Zylinder Dieselmotor).
Ausgeführt mit elektrischer Lamellenklappe, Differenzdruckmessung für die Automatik, Zuluftfilter und elektrischer Zwangsbelüftung. In diesem Fall kann auf eine direkte Zuluftleitung zu einzelnen Ansaugöffnungen verzichtet werden (Luftführung und Druckverhältnisse im Gesamtsystem wurden passend ausgelegt).
2. Abgasabfuhr
Die Abgasführung ist einer der kritischsten Punkte der gesamten Installation.
Ziel ist eine dauerhaft dichte, temperaturbeständige und betriebssichere Ableitung nach außen, ohne unzulässigen Abgasgegendruck und mit sauberem Kondensatmanagement.
Beachte:
Die Abgasleitung muss so ausgeführt sein, dass am Aufstellort kein Abgas austritt. Schon kleine Undichtigkeiten sind kritisch!
Beachte:
Der Motor darf seine eigenen Abgase NICHT wieder ansaugen! Die Örtlichkeiten von Frischluftzufuhr und Abgasauslass müssen räumlich getrennt sein!
Der Anschluss an den Geräteauspuff muss flexibel erfolgen - die Verbindung muss mechanisch entkoppelt werden.
Plant man nur eine flexible Leitung (Abgasschlauch) zu verwenden, ist diese Anforderung damit erfüllt.
Bei einer starren Verrohrung setzt man ein kurzes Abgas-Flexrohr oder einen Kompensator zwischen Geräteauspuff und Abgasverrohrung ein.
Die Abgasleitung darf nicht zu lang werden. Gerade Dieselmotoren haben relativ kühles Abgas, welches zu Kondensation neigt.
Leitungslängen bis ca. 1,5 m sind üblicherweise relativ unkritisch. Diese führt man einfach in leichtem Gefälle nach außen aus, damit evtl. entstehendes Kondenswasser nach außen abtropfen kann.
Beachten, dass die günstigen Aluminium Abgas Gliederschläuche nicht 100% Gasdicht sind (siehe Datenblatt des jeweiligen Herstellers)!
Bei längerer Leitung/Verrohrung geht man üblicherweise wie folgt vor:
- Kompensator oder Flexrohr am Geräteauspuff anbringen
- Möglichst unmittelbar vertikal auf die maximale Höhe gehen (das nachfolgende Gefälle in der Höhe berücksichtigen - also noch etwas höher).
Diese vertikale Leitung so kurz als möglich ausführen.
- Dann einen ca. 90° Bogen mit großem Radius - üblicherweise min. 3x Innendurchmesser des Rohrs.
- Folgend die waagrechte Leitung.
Diese Leitung sollte über die gesamte Strecke mit leichtem Gefälle nach Außen geführt werden - so kann das entstehendes Kondenswasser nach Außen abtropfen.
Das Gefälle erfüllt auch gleichzeitig den Schlagregenschutz in der Leitung.
Nützliche Hinweise bei der Planung einer starren Verrohrung:
- Die Rohrmontage an der Wand so ausführen, dass nachträglich eine Wärmedämmung des Rohrs angebracht werden kann (ausreichend Abstand zu Wand und Montagepunkte).
Üblicherweise wird die Abgasleitung nicht wärmeisoliert (ausgenommen Wanddurchführungen). - Den Rohrdurchmesser passend wählen. Üblicherweise annähernd der gleiche Durchmesser der Abgasleitung des Geräteauspuffs.
Ist der Durchmesser zu groß, kühlt das Abgas zu stark ab - ist der Durchmesser zu klein, erhöht sich der Abgasgegendruck. Dies kann mit einer Schlauchwaage gemessen werden (Differenzdruck = ca. 10-20cm Wassersäule / mBar). - Als Material für die Abgasleitung empfehlen wir Edelstahlrohre mit 1mm Wandstärke.
- Bei Notanlagen (Geräte mit geringer geplanter Laufzeit) empfiehlt es sich zusätzlich am Rohrauslass (im Freien) ein feinmaschiges Edelstahlgitter zu montieren. Insekten - vor allem Wespen - lieben diese Abgasrohre und bauen gerne Nester. Sollte ein Wespennest das Abgasrohr verstopft haben, sucht man sehr lange nach dem Fehler.
Zusätzliche Schalldämpfer dürfen nicht „nach Gefühl“ ergänzt werden. Sie können den Abgasgegendruck deutlich erhöhen und den erlaubten Grenzwert (siehe Motorhandbuch) überschreiten.
Beispiel:
Hier ein Beispiel für eine Abgasführung für unseren GD4W-3-015kW-YND490DE-BBW Generator (wassergekühlter 4-Zylinder Dieselmotor).
Flexrohr zur mechanischen Entkopplung nach dem Geräteauspuff, vertikales dünnwandiges Edelstahlrohr auf maximale Höhe, großer Bogen auf den waagrechten Übergang.
Zusätzlich wurden hier zwei speziell berechnete Schalldämpfer integriert - auch der installierte Brandmelder ist zu sehen.
3. Abführung der Verlustwärme
Ein oft unterschätzter Punkt ist die Wärmeabfuhr.
Ein Verbrennungsmotor wandelt nur einen Teil der Brennstoffenergie in elektrische Leistung um. Bei stationären Verbrennungsmotoren mit Generatorteil liegt der elektrische Wirkungsgrad grob bei 30-40%. Der Rest wird in Wärme umgewandelt.
Dies bedeutet das zum Beispiel bei 10kW elektrischer Leistung zusätzlich 25-30kW Wärmeleistung erzeugt wird, die aus dem Raum abgeführt werden muss. Ohne ausreichende Wärmeabfuhr steigt die Raumtemperatur sehr schnell auf unzulässige Werte für die Maschine an.
Bei der Wärmeabfuhr gilt: Warme Luft steigt auf.
Deshalb sind Abluftführung und Austritt eher im oberen Bereich sinnvoll, während Zuluft separat und möglichst „kühl“ geführt wird (unten).
Bei großen Räumen und/oder bei kleinen Generatoren reicht oft eine einfache Öffnung aus.
Bei kleineren Räumen oder größeren Maschinen, muss üblicherweise ein Abluftventilator vorgesehen werden.
Die Hinweise dazu sind analog zur Frischluftzufuhr:
Klappen als Wetterschutz bei Stillstand, Gitter vor Insektenbefall, usw. (siehe 1.)
Aber auch hier gilt: das muss berechnet werden! Frischluftzufuhr, Abgasabfuhr und Wärmeabfuhr müssen im Gesamten betrachtet werden.
Im Betrieb darf die Raumtemperatur üblicherweise +40°C bei Volllast nicht überschreiten (siehe Spezifikation in den Gerätehandbüchern).
Beispiel:
Hier ein Beispiel für die Wärmeabfuhr für unseren GD4W-3-015kW-YND490DE-BBW Generator (wassergekühlter 4-Zylinder Dieselmotor).
Breiter Absaugkanal in ein Lüftungsrohr, Differenzdruckmessung (für die Automatik), elektrische Zwangsentlüftung (Lüftermotor) und elektrischer Lamellenklappe.
Weitere wichtige Punkte für Indoor Aufstellungen
Zusätzlich zu den drei Hauptthemen sollten folgende Punkte berücksichtigt werden:
- Kohlenmonoxid Warnmelder:
CO-Melder sind eine zusätzliche Sicherheitsbarriere, sie ersetzen aber keine korrekte Abgas und Lüftungsplanung. Die Platzierung des Melders ist Produktabhängig - siehe Herstellerangaben des Melders. - Brandmeldung und Feuerlöscher:
Brandmelder im Aufstellraum können durchaus sinnvoll sein, je nach Nutzung und Risiko eventuell auch mit weiteren Maßnahmen (Lüftersteuerung, Klappensteuerung, etc.).
Ein geeigneter Feuerlöscher sollte jedenfalls griffbereit sein. - Betriebsmittel-Auffangwanne:
Eine Auffangwanne sollte so ausgelegt sein, dass Öl, Kraftstoff und Kühlmittel im Leckagefall aufgenommen werden können, um Kontaminationen des Erdreiches oder des Bauwerkes zu vermeiden.
Fazit
Eine Indoor Installation eines Stromerzeugers mit Verbrennungsmotor ist technisch möglich - aber kein triviales Vorhaben. Frischluft, Abgasführung und Wärmeabfuhr müssen als Gesamtsystem sauber geplant, umgesetzt und überwacht werden.
Wir empfehlen ausdrücklich, dafür fachliche Beratung und qualifiziertes Fachpersonal zu beauftragen. Sicherheit geht immer vor.
Ihr Robert Rernböck
Rotek Handels GmbH
Danke an unseren Kunden Alain Mausen für die freundliche Genehmigung, diese Bilder für den Blogeintrag zu verwenden.
