Gelb- und Blaubrenner -

Öldruckzerstäubungsbrenner

Kleinbrenner - Diesel-Standheizung

die Geschichte der Heizungstechnik

Abkürzungen im SHK-Handwerk

 
Heutzutage werden immer noch hauptsächlich die Öldruckzerstäubungsbrenner eingesetzt. Auf Grund der immer kleiner werdende Heizlast wird an vielen verschiedenen Projekten (z. B. Ölbrenner kleiner Leistung mit katalytischer Vorverdampfung, Brenner mit "kalter" Flamme, der Porenbrenner oder der Airtronic) gearbeitet, auch hier den Brennstoff Öl weiterhin einzusetzen.
Ölbrenner gibt es in den verschiedensten Ausführungen.
Luftführung
  •  Brenner mit Gebläse
  •  Brenner ohne Gebläse
  •  Brenner mit Kompressor
  •  Brenner mit Luftvorwärmung
Brennstoffaufbereitung
  •  Öldruckzerstäubungsbrenner
  •  Verdampfungsbrenner (Schichtungsbrenner)
  •  Rotationszerstäubungsbrenner
  •  Injektionszerstäubungsbrenner
  •  Ultraschallzerstäubungsbrenner

Gemischaufbereitung
  •  in der Flamme mischende Brenner (Diffusionsbrenner)
  •  vor der Flamme mischende Brenner (Vormischbrenner)
  •   teilweise vor der Flamme mischende Brenner
Stabilisierung der Flamme
  •  Stabilisierung durch Rückströmzonen (Drallbrenner, Stauscheibenbrenner)
  •  Stabilisierung durch Wärmesenken (Flächenbrenner)
Quelle: Weishaupt
Der Öldruckzerstäubungsbrenner ist immer noch der am häufigsten eingesetzte Brenner. Der Leistungsbereich beginnt bei ca. 8 kW und geht bis 12.000 kW. Im Industriebereich sogar bis 22.000 kW.

Man unterscheidet zwischen Gelb- und Blaubrenner. Der Aufbau und der Funktionsablauf ist bei beiden Brennertypen im Prinzip gleich.
Quelle: Scheer Heiztechnik
Bauteile
  • Brenneranschlussstecker (Wielandsteckverbindung)
  • Ölvorwärmung
  • Freigabethermostat
  • Zündtransformator mit Zündkabel und Zündelektroden
  • Motor mit Kondensator
  • Ölpumpe mit Weichstoffkupplung
  • Magnetventil
  • Düsenstock mit Ölvorwärmer und Öldüse
  • Flammenüberwachung (Fotozelle oder Infrarot-Flackerlicht-Detektor)
  • Flammrohr
  • Stauscheibe
  • Gebläse mit Lüfterrad
  • Primärlufteinstellung
  • Luftklappe
  • Ölschläuche
Funktionsablauf
Die Stromzufuhr wird durch den Kesseltemperaturregler zum Brenneranschluss freigegeben. Die Ölvorwärmung heizt das Öl im Düsenstock auf ca. 65 °C auf und der Freigabethermostat gibt den Stromweg in das Steuergerät frei.
Nun läuft der Motor an und treibt die Ölpumpe und das Gebläse an. Die Pumpe baut einen Druck auf und das Gebläse belüftet die Brennkammer des Kessels. Der Zündtransformator baut einen Zündstrom von ca. 10.000 V auf und die Zündelektroden stellen einen Lichtbogen her. Das Magnetventil ist noch geschlossen und die Flammenüberwachung darf noch keine Helligkeit messen.
Nach der Vorbelüftungszeit (ca. 10 s) öffnet das Magnetventil, Öl wird über die Düse fein zerstäubt in die Brennkammer gesprüht und es bildet sich eine Flamme. Nun muss die Flammenüberwachung eine gleichmäßige Helligkeit messen.
Nach der Sicherheitszeit schaltet die Zündung ab und der Brenner läuft bis zum Abschalten durch den Kesseltemperaturregler.
Es gibt auch Brenner, in denen die Lüftung getrennt von der Ölpumpe angetrieben wird. Dadurch kann die Luftmenge besonders eingestellt werden, was eine Stromeinsparung einbringt.
Auch das Einstellen der Flamme und die Luftführung wird bei den Herstellern verschieden vorgenommen.
Bei Gelbbrennern findet die Verdampfung des Ölnebels innerhalb der Flamme statt. Die hohen Temperaturen in unmittelbarer Tropfennähe und der dort herrschende Luftmangel begünstigen die Bildung von Ruß und kann der Grund für hohe Stickstoffoxidemissionen (NOx) sein. Die Strahlung der Russpartikel verleiht der Flamme eine gelbliche Farbe.
Quelle: IWO
Stauscheiben-Mischsystem Gelbbrenner Quelle: Recknagel
 
Schema Luftführung - Gelbbrenner
Quelle: Weishaupt

Das Stauscheiben-Mischsystem teilt den Verbrennungsluftstrom in 3 Teilströme auf. Der erste Teilstrom (Primärluftstrom) gelangt über eine zentrale Öffnung, durch die auch Ölsprühnebel austritt, in die Brennkammer. Ein zweiter Luftstrom (Sekundärluftstrom) tritt durch einen Ringspalt zwischen der Außenkante der Stauscheibe und dem Brennerrohr in die Brennkammer. Die damit erreichte Stabilisierung ist in den meisten Fällen zu hoch und führt zum Ansaugen der Flamme an die Stauscheibe. Dies wird verhindert, indem ein dritter Luftstrom (auch Primärluft) über die Tangentialschlitze in der Stauscheibe in die Brennkammer eintritt. Dadurch entsteht vor der Stauscheibe ein Luftpolster, das die Flamme abhebt und die thermische Belastung der Stauscheibe minimiert und die Bildung von Ablagerungen aus unverbrannten Öl vermeidet. Am Aussehen der Stauscheibe kann man die Güte der Einstellung erkennen.
Der Blaubrenner ist eine Fortentwicklung des Gelbbrenners. Die Konstruktion verändert das Stauscheiben-Mischsystem der Gelbbrenner. Bei der Gemischaufbereitung durch das Drall-Mischsystem entsteht kein Ruß, weil der aus einer Dralldüse austretende Brennstoffnebel durch die Beimischung heißer Rauchgase bereits vor der Flamme verdampft. Aus diesem Vorgang ergibt sich auch der Begriff „Blaubrenner“, weil hier im Grunde das Öl wie eine Gasflamme verbrennt.

Das niedrige Temperaturniveau innerhalb der Verdampfungszone und der Wassergehalt der rückgeführten Rauchgase verhindern die Bildung von Ruß. Die Menge der Rezirkulation wird am Rezi-Spalt eingestellt. Eine wirksame Methode zur Intensivierung der Rauchgasrezirkulation stellt die Zuführung der Verbrennungsluft in einem verdrallten Freistrahl dar.

Die Verbrennungsluft tritt über eine Düse in das Flammenrohr ein. Durch die schlagartige Querschnittserweiterung des Luftstrahls entsteht am Rand der Luftdüse eine Unterdruckzone, durch die heiße Flammengase aus dem Inneren des Flammenrohres in die Verdampfungszone gelangen. Zusätzlich kommen durch den Rezi-Spalt im Flammenrohr bereits abgekühlte Rauchgase aus dem Feuerraum in die Verdampfungszone. Zusätzlich bildet sich durch Die verdrallte Strömung der Verbrennungsluft im Rotationszentrum der Flamme führt zur Bildung der Rückstromzone. Der starke Rücktransport von Rauchgasen an den Flammenanfang bewirkt neben der Vermeidung der Rußbildung auch eine Reduzierung der Stickstoffoxidemissionen (NOX).
 
Da die Heizlasten in den Neubauten auf Grund der Bauweise immer kleiner werden, sind die meisten ölbeheizten Wärmeerzeuger zu groß ausgelegt. Die Folge ist ein ständiges Takten (Kuhschwanzheizung), was nicht nur die Umwelt schädigt, sondern auch zu erhöhtem Verschleiß an den Bauteilen des Brenners führt. Der kleinste zur Zeit am Markt befindliche Gebläsebrenner (Blautherm Duo) kann mit einer Leistung von 8 kW gefahren werden.
Mini-Ölheizung
Quelle: SCHEER Heizsysteme & Produktionstechnik GmbH
Der weltweit kleinste Kessel wurde von der Firma Scheer entwickelt. Der Kessel hat eine Leistung von 6 kW und die Maße sind 35/35/21 Zentimeter. Durch diese Kompaktbauweise wird er zur Zeit auf Jachten eingebaut. Eine Haustechnikversion wird zur Zeit ausgeliefert.

Spezielle Präzisionsdrehteile, die auf ein Hundertstel genau sind und eine spezielle Mischeinrichtung setzt Öl und Luft in ein optimales Mischungsverhältnis.
Gemeinsam mit der Fachhochschule Kiel (Prof. Mohammed Es-Souni) arbeitet die Firma Scheer an der Beschichtung von Flammrohren mit Nanopartikel als Wärme- und damit als Schutzschicht, damit auch günstigere Materialien in den Hochtemperatur-Brennern eingesetzt werden können.

Zur Zeit bestehen die Flammrohre aus extrem hochwertiger Stahl, der auch in Flugzeugturbinen verwendet wird, eingesetzt, um den sehr hohen Temperatur der blauer Flamme von ca. 1500 °C zu widerstehen.
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Premix-Ölbrenner
Quelle: Max Weishaupt GmbH
Der modulierende Premix-Ölbrenner (5,5 bis 15 kW) wird in dem Weishaupt Thermo Condens WTC-OW eingesetzt. Der Ölbrenner ist mit einem Rotationszerstäuber, einer frequenzgesteuerter Öl-Präzisionsdosierpumpe und einem drehzahlvariablem Gebläse ausgestattet.. In der Vormischkammer des Verbrennungssystems wird ein homogenes Öldampf-Luftgemisch hergestellt. Dieses wird dem
Premix-Ölbrenner zugeführt und an einer zylindrischen Brenneroberfläche entstehen viele kleine Flammen.
Das WTC-OW ist für den Einsatz von Heizöl EL schwefelarm (DIN 51603-1) konzipiert.
Quelle: IWO
Diesel-Standheizung (Diesel-Heizgerät) für kleine Heizleistungen
Für Häuser (z. B. Passivhaus) oder kleine Wohnungen mit geringen Heizlasten sind die meisten Öl-Kessel zu groß. Hier bieten sich Diesel-Standheizungen an, wie sie in Wohnwagen oder Wohnmobilen eingebaut werden. Ein wenig modifiziert können diese Geräte eine Alternative zu den gängigen Wärmeerzeugern in ein Wasserheizungs- oder Lüftungssystem integriert werden. Auch wenn diese Produkte zur Zeit nicht für die Hausheizungen zugelassen sind, sind sie immer für eine Information gut.
Eine Dosierpumpe leitet beim Einschalten der Heizung den Kraftstoff aus dem Heizöltank in das Heizgerät. Dort wird das Heizöl mit einem Glühstift automatisch entzündet. In der Brennkammer entzündet sich eine Flamme, die den Wärmetauscher erhitzt. Das Gerät saugt dabei Luft von außen für die Verbrennung an und leitet das verbrannte Abgas wieder nach außen ab. Während des Heizbetriebes saugt das integrierte Heizluftgebläse die zu erwärmende Luft durch die Eintrittsöffnung an und drückt sie durch das Gerät. Beim Überstreichen des heißen Wärmeübertragers heizt sich die Luft auf und wird durch die Austrittsöffnung aus dem Gerät hinausgeblasen.
Die angeschlossenen Luftschläuche verteilen die Luft gleichmäßig in die Innenräume. Durch die geräteinterne Trennung des Verbrennungskreislaufes vom Heizkreislauf kommt es dabei zu keinerlei Beeinträchtigung der Heizluftqualität. Ein Temperaturfühler misst laufend die Innenraumtemperatur und passt die Heizleistung und damit die geförderte Luftmenge automatisch dem Wärmebedarf an. Auf diese Weise wird die eingestellte Solltemperatur schnell erreicht und dann konstant gehalten. Nach dem Ausschalten wird die Verbrennung kontrolliert beendet. Dabei geht das Gerät noch in einen kurzen Nachlauf, um sich abzukühlen. Danach ist es sofort wieder für einen Neustart einsatzbereit. Quelle: Webasto
Ein wenig modifiziert kann dieses Gerät eine Alternative zu den gängigen Wärmeerzeuger in die kontrollierte Wohnungslüftung (KWL) integriert werden.
Diesel-Heizgeräte
Quelle: Webasto AG

Das Heizgerät für das „Wasserheizungssystem“ arbeitet mit Kühlmittel und erwärmt einen Kühlmittelkreislauf (z. B. den Kühlmittelkreislauf eines Motors). Diese Heizgeräte erhitzen also nicht direkt das Wasser.
Mit dem Start des Heizgerätes leitet die Dosierpumpe Kraftstoff aus dem Fahrzeugtank in das Heizgerät. Dort wird der Kraftstoff mit einem Glühstift automatisch entzündet. Kommt es nicht gleich zu einer Verbrennung, wiederholt das Gerät automatisch den Startvorgang. In der Brennkammer entzündet sich eine Flamme, die den Wärmeübertrager von innen erhitzt. Das Gerät saugt dabei Luft von außen für die Verbrennung an und leitet das verbrannte Abgas wieder nach außen ab. Während des Heizbetriebes befördert die geräteeigene Umwälzpumpe das zu erhitzende Wasser-Glykol-Gemisch durch das Gerät. Es überströmt den heißen Wärmeübertrager und heizt sich dabei auf. Im angeschlossenen Wasserkreislauf geben Wärmetauscher dann die Energie an den Innenraum bzw. den Motor ab. Ist der Innenraum bzw. der Motor erwärmt, sinkt der Wärmebedarf, und die Wassertemperatur steigt weiter an. Bei einer voreingestellten Temperaturschwelle reduziert das Heizgerät in diesem Moment die Leistung bzw. geht in den Standby-Betrieb. Der Heizvorgang setzt dann automatisch wieder ein, wenn die Wassertemperatur unter einen bestimmten Wert sinkt. Das Gerät passt somit seine Heizleistung automatisch dem Wärmebedarf an. Nach dem Ausschalten wird die Verbrennung kontrolliert beendet. Dabei geht das Gerät noch in einen kurzen Nachlauf, um sich abzukühlen. Danach ist es sofort wieder für einen Neustart einsatzbereit. Quelle: Webasto
Leider musste ich den Text und die Bilder der Firma Eberspächer entfernen, da ihre Produkte nicht für Hausheizungen zugelassen sind und somit nicht mit der Haustechnik in Verbindung gebracht werden möchten.
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Luftunterstützte Dralldüse für kleine Brennerleistungen - Dipl.-Ing. Zoltán Faragó, Dipl.-Ing. Bernhard Knapp
Ausgasung des Heizöls in der Ölsaugleitung - Unterrichtsübung meiner Lehrerprüfung 1978
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Hinweis! Schutzrechtsverletzung: Falls Sie meinen, dass von meiner Website aus Ihre Schutzrechte verletzt werden, bitte ich Sie, zur Vermeidung eines unnötigen Rechtsstreites, mich umgehend bereits im Vorfeld zu kontaktieren, damit zügig Abhilfe geschaffen werden kann. Bitte nehmen Sie zur Kenntnis: Das zeitaufwändigere Einschalten eines Anwaltes zur Erstellung einer für den Diensteanbieter kostenpflichtigen Abmahnung entspricht nicht dessen wirklichen oder mutmaßlichen Willen. Die Kostennote einer anwaltlichen Abmahnung ohne vorhergehende Kontaktaufnahme mit mir wird daher im Sinne der Schadensminderungspflicht als unbegründet zurückgewiesen.
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