Stand der Entwicklung bei Ölfeuerungsanlagen kleiner Leistung (< 15 kW)


Diplomarbeit, 2005

70 Seiten, Note: 2,0


Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2. Zerstäubungsbrenner
2.1 Druckzerstäuber
2.1.1 Öldruckzerstäuberdüsen
2.1.1.1 Zerstäubungsverfahren
2.1.1.2 Rücklaufgeregelte Ölzerstäuberdüsen (Rücklaufdüsen)
2.1.1.3 Charakteristik der Düse
2.1.2 Flammenarten und Mischsysteme
2.1.2.1 Gelbbrenner
2.1.2.2 Blaubrenner
2.1.3 Betriebsweise
2.1.3.1 Ölzuführung
2.1.3.2 Verbrennungsluftzuführung
2.1.4 Emissionen und elektrische Leistungsaufnahme
2.2 Druckluftzerstäuber
2.2.1 Verbrennungsablauf
2.2.2 Luftdruckzerstäuberdüse
2.2.3 Betriebsweise, Emissionen und elektrische Leistungsaufnahme

3. Verdampfungsbrenner
3.1 Verbrennungsablauf
3.2 Betriebsweise
3.3 Emissionen
3.4 Elektrische Leistungsaufnahme
3.5 Ablagerungen
3.6 Sonstiges

4. Oberflächenbrenner
4.1 Verbrennungsablauf
4.2 Betriebsweise
4.3 Emissionen
4.4 Elektrische Leistungsaufnahme
4.5 Ablagerungen

5. Kritische Betrachtung
5.1 Emissionen
5.1.1 Allgemein
5.1.2 Startemissionen
5.2 Leistungsaufnahme
5.3 Betriebsweise
5.4 Warmwasserbereitung

6. Forschung und Entwicklung
6.1 Gemischbildung und Verdampfung mittels „Kalter Flammen“
6.2 Porenbrenner
6.2.1 Öl-Porenbrennertechnik
6.2.2 Materialien
6.2.3 Porenbrenner mit „Kalte Flammen Verdampfung“
6.2.3.1 Entwicklungsstufe
6.2.3.2 EU Projekt Bioflam / Entwicklungsstufe
6.3 Strahlungsbrenner
6.3.1 Aufbau des Brenners
6.3.2 Verbrennungsablauf
6.3.3 Emissionen
6.4 Vorverdampfungsbrenner
6.4.1 Brenneraufbau
6.4.2 Luftführung
6.4.3 Verbrennungsablauf
6.4.4 Emissionen
6.5 Rotationsverdampfer (Rohrverdampfer)
6.6 Ultraschallzerstäuber

7. Fazit
7.1 Ölbrenner am Markt
7.2 Forschung und Entwicklung

8. Quellennachweis

Anhang
- Herstellerliste
- Erklärung
- Diplomarbeit auf CD

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1. Einleitung

Im Wohnungsbau hat sich in den letzen Jahrzehnten ein Wandel vollzogen. Durch verschärfte Anforderungen an den baulichen Wärmeschutz wurde der Wärmebedarf von Wohngebäuden stark reduziert, was dazu führte, das Wärmeerzeuger und Heizungsanlagen immer kleiner ausgelegt werden können. So haben z.B. Niedrigenergiehäuser einen Wärmebedarf von etwa 5 kW.

Dem gegenüber stehen herkömmliche Öldruckzerstäubungsbrenner mit einer unteren Leistungsgrenze von etwa 15 kW. Kleinere Leistungen, und damit verbundene geringere Brennstoffmassenströme, lassen sich aufgrund der Beschaffenheit gängiger Öldüsen nicht realisieren.

Diese Problematik hat zu Anstrengungen in Forschung und Entwicklung geführt, sich mit dem Thema kleiner Ölfeuerungen zu beschäftigen.

Inzwischen sind einige Ölbrenner kleiner Leistung am Markt zu finden. Diese Brenner werden in den folgenden Kapiteln vorgestellt, und anschließend kritisch betrachtet.

Des Weiteren sollen aktuelle Forschungsprojekte zu diesem Thema vorgestellt werden.

2. Zerstäubungsbrenner

Alle Varianten von Zerstäubungsbrennern zerstäuben den Brennstoff mit Hilfe von Düsen. Zu unterscheiden ist hierbei, ob die Zerstäubung durch den Brennstoff selbst geschieht, oder über ein zweites Medium, z. B. Luft.

Folgende Zerstäubungsbrennertypen können für den Kleinleistungsbereich eingesetzt werden, und sind auf dem Markt erhältlich:

- Druckzerstäuber
- Druckluftzerstäuber

2.1 Druckzerstäuber

Öldruckzerstäubungsbrenner sind die am häufigsten eingesetzten Ölbrenner in Einfamilienhäusern. Ihr Einsatzbereich beginnt bei etwa 8 kW. [48]

Bei diesen Brennern wird dem Heizöl durch eine elektrische Ölpumpe ein Druck aufgebracht. Im Düsenstock mit Ölvorwärmung (Bild 2) wird das Heizöl auf eine Temperatur von ca. 50 – 80 °C [3] vorgewärmt. So wird eine gleich bleibende Viskosität erreicht. Am Düsenstock ist die Öldüse angebracht, welche das Öl nach der Vorwärmung zerstäubt.

Ein Gebläse fördert die Verbrennungsluft zur Gemischaufbereitung, wo Brennstoff und Luft vermischt werden.

Die Gemischaufbereitung besteht zumeist aus einem Drallerzeuger, einer Stauscheibe und/oder einem Brennerrohr.

Die Zündung des Gemisches geschieht durch Zündelektroden mit Hochspannungsfunken.

Zur Flammenüberwachung werden thermische oder fotoelektrische (optische) Flammen-wächter eingesetzt, welche dem Steuergerät das Vorhandensein einer Flamme anzeigen.

[3], [4]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Bild 1: Druckzerstäubungsbrenner [4]

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Bild 2: Beispielhafter Aufbau eines Druckzerstäubers zur Veranschaulichung [36]

2.1.1 Öldruckzerstäuberdüsen

Als wichtiger Bestandteil des Brenners haben Öldüsen nachfolgende Aufgaben zu erfüllen:

- Zerstäuben des Heizöles in feinste Tröpfchen (Durchmesser etwa 60 μm bei Kleinbrennern [3])
- Formen der gewünschten Flammenfront, zusammen mit der Mischeinrichtung
- Bestimmung der Brennerleistung durch den Öldurchsatz [4]

Druckzerstäuberdüsen werden auch als Drall- oder Simplexdüsen bezeichnet. Zur Vergleichbarkeit werden Druckzerstäuberdüsen nach DIN EN 293 auf einen Nenndruck von 10 bar geprüft [45]. Der Brennstoffmassenstrom wird bei dieser DIN auf max. 6,3 kg/h begrenzt. Oft werden diese Angaben auch noch in gph gemacht (gallons per hour, 1 gph = 3,22 kg/h), wobei der Nenndruck dann 7 bar beträgt [3].

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Bild 3: Schnittdarstellungen von Druckzerstäuberdüsen [6], [29]

2.1.1.1 Zerstäubungsverfahren

Das von der Ölpumpe mit einem Druck beaufschlagte Öl wird in die Düse geführt, und fließt durch die Tangentialschlitze zur Drallkammer (Wirbelkammer) (Bild 3). Bei dem Eintritt des Öles in die Drallkammer wird die Druckenergie des Öles in Bewegungsenergie umgewandelt, so dass der Druck in der Kammer abnimmt. Die tangentiale Anordnung der Schlitze bewirkt die Ausbildung eines um einen Luftkern rotierenden Ölfilms in der Drallkammer, welcher sich in Richtung der Düsenbohrung bewegt. Auch innerhalb der Düsenbohrung rotiert das Heizöl, bis es den Rand der Düsenbohrung erreicht, und durch die Zentrifugalkraft abgeschleudert wird.

Das Öl tritt zunächst als geschlossener Film aus der Düse aus. Dieser Film verdünnt sich immer mehr, bis er in Öltropfen zerreißt. Diese Tropfen werden durch den Luftwiderstand und die Schwerkraft, die gegen die Oberflächenspannung der Tropfen arbeiten, immer weiter zerteilt. Die Tropfen bewegen sich anfänglich mit einer Geschwindigkeit von 40 – 60 m/s, wobei sie einen mittleren Durchmesser von ca. 60 μm haben. [5], [6], [7]

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1 Drallkammer, 2 Luftkern, 3 Brennstoff

Bild 4: Veranschaulichung des Luftkerns in der Drallkammer [6]

Für Brennerleistungen von etwa 15 kW werden zumeist Düsen mit einem Nenndurchfluss von etwa 0,4 – 0,5 gph [35] verwendet. Werden diese Düsen für kleinere Leistungen (z.B. Brennstoffmassenströme unter 1,2 kg/h) verwendet, nimmt die Feinheit der zerstäubten Öltropfen ab.

Dies wird bedingt durch die abnehmende Rotationsgeschwindigkeit, weshalb auch der Luftkern in der Drallkammer kleiner wird. Dadurch kann das Öl nicht mehr als feiner Film von der Bohrungskante abgeschleudert werden. Bei kleinsten Massenströmen kommt es schließlich zum Austritt eines Ölstrahls. [5], [6], [7]

Um auch Leistungen von etwa 8 kW mit Druckzerstäubern abdecken zu können, werden inzwischen Düsen mit einem Nenndurchfluss von etwa 0,3 gph (0,97 kg/h) [35] verwendet. Diese Düsen sind speziell für kleine Brennstoffmassenströme entwickelt worden. Mit anderen Worten wurde die Geometrie der Tangentialschlitze verändert. Das Verhältnis von Länge zu Tiefe der Schlitze wird sehr klein gehalten. Die kurzen Schlitze sorgen für eine hohe Strömungsgeschwindigkeit, so das der Brennstoff auch bei kleinen Massenströmen (z.B. 0,76 kg/h bei 5,5 bar - entspricht 9 kW (s. Tabelle 1)) ausreichend in der Drallkammer und der Düsenbohrung rotiert, um einen Luftkern zu bilden, und das Öl als Film von der Kante der Düsenbohrung abgeschleudert werden kann.

Des Weiteren werden Schmutzpartikel, die mit dem Heizöl in die Düse gelangen können, durch die hohe Strömungsgeschwindigkeit des Brennstoffs aus den Tangentialschlitzen ausgespült, so dass Verstopfungen der Düse vermieden werden. Trotzdem sollte bei Verwendung kleinen Düsen ein feiner Heizölfilter (bis ca. 5 μm Filterfeinheit [42]) eingesetzt werden. [42], [35]

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Tabelle 1: Öldurchsätze und Pumpendrücke bei verschiedenen Brennerleistungen [42]

Eine Möglichkeit, „herkömmliche“ Öldüsen auch für kleine Brennstoffmassenströme zu verwenden ist die gepulste Zerstäubung. Diese Betriebsweise wird in Punkt 2.1.3.1 erläutert.

2.1.1.2 Rücklaufgeregelte Ölzerstäuberdüsen (Rücklaufdüsen)

Rücklaufdüsen werden bislang vorwiegend in Ölbrennern größerer Leistung eingebaut. In älterer Literatur [7] wird ein Düsendurchsatz ab 2 kg/h angegeben. Die Brenner arbeiten zweistufig oder modulierend, mit Öldrücken zwischen 20 - 40 bar.

Das Zerstäubungsprinzip ist das Selbe wie bei Druckzerstäuberdüsen, mit dem Unterschied, dass der zerstäubte Brennstoff je nach Anforderung reguliert werden kann.

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Bild 5: Rücklaufdüse [4], [34]

Die Drallkammer (Wirbelkammer) dieses Düsentyps ist rückseitig angebohrt, so dass ein Teil des Brennstoffmassenstromes durch einen Rücklauf in den Öltank zurückfließen kann. Der andere Teilstrom wird durch die Düsenbohrung zerstäubt.

Die Aufteilung des Brennstoffmassenstromes geschieht durch ein Regelventil im Rücklauf, welches den Rücklaufdruck verändert. Je niedriger der Rücklaufdruck, umso mehr Öl fließt in den Rücklauf und es wird weniger Öl zerstäubt und umgekehrt. Wird die Rücklaufleitung geschlossen, arbeitet die Rücklaufdüse wie eine herkömmliche Druckzerstäuberdüse.

Bei diesen Düsen ist weniger der Vordruck des Öles entscheidend, sondern der Rücklaufdruck, weshalb über diesen die Brennstoffregelung erfolgt. Die Leistungsregelung über den Ölrücklaufdruck muss sehr präzise erfolgen, da bereits eine geringe Änderung dieses Drucks zu einer großen Änderung des zerstäubten Brennstoffmassenstromes führt (s. Bild 6).

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Bild 6: Einfluss auf die Leistung bei Änderung des Rücklaufdruckes bei Rücklaufdüsen [31]

In Zukunft könnten Rücklaufdüsen auch für Brenner kleiner Leistung eingesetzt werden. Die momentan kleinsten Düsen haben einen Mindestdurchfluss von etwa 1,10 kg/h bei 20 bar, was etwa 12 kW Brennerleistung entspricht (übliche Betriebsdrücke hier 20 – 25 bar) [34]. Brenner mit kleinen Leistungen und Rücklaufdüsen sind aber am Markt noch nicht zu finden, was auf die Empfindlichkeit der Düsen bezüglich der Einstellung des Rücklaufdruckes zurückzuführen ist. [5], [7], [31]

2.1.1.3 Charakteristik der Düse

Neben dem Öldurchsatz, welcher durch den Öldruck vorgegeben wird, und einer möglichst feinen Tropfenbildung, sind für eine gute Verbrennung folgende Charakteristiken der Öldüse von Bedeutung:

- Sprühwinkel
- Sprühmuster

Die Wahl des günstigsten Sprühwinkels und Sprühmusters für einen bestimmten Brenner, hängt von der Konstruktion seiner Mischeinrichtung ab. Aus diesem Grund gibt es für jeden Brenner nur bestimmte Düsen, die eingesetzt werden können. Die Brennerhersteller geben diese in Ihren Bedienungsanleitungen vor.

Die Sprühwinkel liegen bei Druckzerstäuberdüsen zwischen 45° und 80° (45°, 60°, 80°). Dabei sollte der Sprühwinkel, je nach Brenner, nicht zu groß oder zu klein sein. Bei einem zu großen Sprühwinkel spritzen die Tropfen aus dem zugeführten Luftstrom heraus, und es kommt zu einer unvollkommenen Verbrennung und Ablagerungen von unverbranntem Heizöl im Feuerraum. Ist der Sprühwinkel zu klein, kommt es zu Ablagerungen an der Düse und der Mischeinrichtung, sowie ungeregelten Verbrennungsverhältnissen.

Bei Sprühmustern wird vor allem zwischen Voll- und Hohlkegeldüsen unterschieden, wobei es noch weitere Sprühmuster gibt, welche zwischen diesen beiden liegen. Untersuchungen haben gezeigt [6], dass es bei kleinen Öldurchsätzen und Drücken kaum Unterschiede im erzeugten Sprühmuster zwischen Voll- und Hohlkegeldüsen gibt. [5], [6], [7], [29]

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Bild 7: Sprühmuster und Sprühwinkel [29], [30]

2.1.2 Flammenarten und Mischsysteme

Die bei der Verbrennung von Heizöl entstehenden Flammen werden zumeist als Diffusions- oder Vormischflammen beschrieben. Die Flammenarten werden bestimmt durch die Ausführung der Mischeinrichtung des jeweiligen Brenners. Hierbei wird von Gelb- und Blaubrennern gesprochen. Zerstäubungsbrenner unter 15 kW sind (bislang) ausschließlich als Blaubrenner am Markt zu finden. Der Vollständigkeit halber sollen aber beide Systeme kurz beschrieben werden.

Die beschriebenen Flammenarten sind selbstverständlich auch bei anderen Brennertypen zu finden, der später beschriebene Oberflächenbrenner ist z.B. ein Blaubrenner.

2.1.2.1 Gelbbrenner

Diffusionsflammen

Bei Diffusionsflammen findet die vollständige (molekulare) Vormischung von Luft und Brennstoff erst im Bereich der Verbrennung statt.

Die Verbrennungsluft gelangt durch Diffusion in ein Dampfgebiet, welches die Öltropfen umgibt. Hier laufen die Verbrennungsreaktionen ab. Des Weiteren geschieht ein Stoffaustausch zwischen Sauerstoff und Verbrennungsprodukten der Tropfenoberfläche, wodurch sich die Verbrennung beschleunigt. Der Tropfen brennt nach und nach ab. Neben dem Tropfenabbrand, kommt es zum Cracken des Heizöles in den Tropfen. Dabei entstehen kohlenstoffreiche Moleküle (es handelt sich hierbei um Festkörper), welche mit einer gelben Flamme abbrennen. Teilchen, welche nicht verbrannt werden, gelangen als Ruß in den Abgasstrom.

Die Schadstoffemissionen können durch einen hohen Luftüberschuss gesenkt werden. Wird ein kritischer Luftüberschuss überschritten, kommt es durch Flammenkühlung zur vermehrten Bildung von Kohlenmonoxid-, Kohlenwasserstoff- und Rußemissionen, wobei die Stickoxidemissionen gesenkt werden. [29], [31]

Stauscheiben-Mischsystem

Bei einem Stauscheiben-Mischsystem wird die Verbrennungsluft in drei Teilströme aufgeteilt. Der erste Teil strömt durch eine zentrale Öffnung der Stauscheibe, durch die auch der Brennstoff eingebracht wird, in den Verbrennungsraum. Durch Drall- oder Tangentialschlitze in der Stauscheibe, strömt der zweite Verbrennungsluftstrom ein, was zu einer Verdrallung des Gemisches führt. Der dritte Luftstrom (Sekundärluftstrom) wird durch einen Ringspalt zwischen Stauscheibe und Brennerrohr eingeführt. Durch einen sich bildenden Unterdruck hinter der Stauscheibe wird die Flamme nah bei der dieser gehalten. Des Weiteren rezirkulieren Heizgase innerhalb und außerhalb der Flamme in die Flammenwurzel zurück, was das Verdampfen des Brennstoffs beschleunigt. [29], [31]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Bild 8: Stauscheiben-Mischsystem [31]

2.1.2.2 Blaubrenner

Vormischflammen

Wie der Name schon sagt, wird der Brennstoff bei Vormischflammen vor dem Eintritt in die Verbrennungszone mit der Verbrennungsluft homogen vermischt. Dazu muss der Brennstoff zu diesem Zeitpunkt bereits verdampft sein, damit es nicht zum Tropfenabbrand kommt. Aus einem homogenen Brennstoff-Luft Gemisch folgt im Idealfall eine stöchiometrische Verbrennung (λ = 1). In der Praxis wird aber ein geringer Luftüberschuss gefahren. Für eine schadstoffarme Verbrennung ist also weniger Luft als bei Diffusionsflammen erforderlich. Weil weniger Sauerstoff vorhanden ist, entstehen geringere Mengen von Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoff. Und da keine Tropfen in die Flamme gelangen, kommt es zu keinen Crackreaktionen und somit auch nicht zu einer Rußbildung. Die Flamme brennt mit einer bläulichen Färbung, daher wird bei Brennern, deren Flammencharakteristik am ehesten den Vormischflammen entspricht, von Blaubrennern gesprochen. [29], [31]

Blaubrenner-Mischsysteme

Die Verbrennungsluft wird bei Blaubrennern über eine Lochblende oder Luftdüse mit hoher Geschwindigkeit in den zerstäubten Brennstoff geblasen. Durch die hohe Geschwindigkeit kommt es zu einer guten Durchmischung von Luft und Brennstoff. Ein konkretes Beispiel für eine Mischeinrichtung, wie sie bei kleinen Brennern zu finden ist, ist in Bild 9 zu sehen. Die Mischeinrichtung besteht aus einer konischen Luftdüse und einem Drallgitter, welche zusammen eine Einheit bilden. Die Düse wird so in die Mischeinrichtung eingesetzt, dass sich zwischen ihr und der Öffnung der Luftdüse ein Ringspalt bildet, durch den die verdrallte Verbrennungsluft in den Verbrennungsraum eintritt.

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Bild 9: Mischeinrichtung mit Luftdüse und Drallgitter [42]

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Bild 10: Blaubrenner Mischsystem [42]

Die Verbrennung geschieht wie folgt. Der eingedüste Brennstoff wird in einem Brennerrohr, das allen Blaubrennern gemein ist, verdampft und mit der Verbrennungsluft gemischt. Die Verdampfung geschieht dadurch, dass heiße Abgase durch einen Rezirkulationsspalt oder durch Rezirkulationsbohrungen in das Brennerrohr und die Flammenwurzel zurückgeführt werden (s. Bild 10). Auch aus der Flamme selbst werden Heißgase rezirkuliert und unterstützen die Verdampfung. Aufgrund der noch nicht stattfindenden Rezirkulation, brennt die Flamme in der Startphase gelb.

Durch die Änderung der Größe der Rezirkulationsöffnung kann die Modulation des Schadstoffes NOx (Stickoxide) erfolgen. Ist der Rezirkulationsspalt groß, sinkt zwar die NOx Menge im Abgas, allerdings kann es zu Kaltstartproblemen und einem Abreißen der Flamme kommen. Ist die Rezirkulationsöffnung zu klein, kommt es zu Ölkoksansatz an den Zündelektroden und der Mischeinrichtung.

[31], [42], [43], [44]

2.1.3 Betriebsweise

Druckzerstäuber mit Leistungen unter 15 kW arbeiten zweistufig. Diese Brenner sind im Leistungsbereich von etwa 8 – 18 kW erhältlich. Sie starten in der zweiten Stufe [42]. Die am Markt zu findenden Brenner kleiner Leistung sind übrigens (bislang) alle als Blaubrenner ausgeführt. [42], [48]

2.1.3.1 Ölzuführung

Zur Anpassung der Ölzufuhr an den zweistufigen Betrieb gibt es zwei Möglichkeiten.

Beim Betrieb mit Öldüsen für kleine Leistungen werden Ölpumpen mit zwei Magnetventilen ausgestattet (Bild 11).

Im Teillastfall sind die Magnetventile NC (Normally closed) und NO (Normally open) offen, so dass ein Teil des Brennstoffmassenstromes über das Magnetventil NO und den Druckregler intern (über Punkt A) zur Ölpumpe zurückfließen kann. Der Druck wird hierbei vom Druckregler D1 konstant gehalten. Bei Volllast wird das Magnetventil NO geschlossen, so dass sich der Öldurchsatz an der Düse erhöht. Der Druck wird dann durch den Druckregler D2 konstant gehalten. [3], [49]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Bild 11: Prinzipschema Ölzuführung bei zweistufigen Brennern [49]

Die zweite Betriebsweise ist die der gepulsten Zerstäubung. Bei Brennern, die mit diesem System arbeiten, können auch „herkömmliche“ Öldüsen verwendet werden.

Das Prinzipschema der gepulsten Zerstäubung ist in Bild 12 zu sehen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Bild 12: Prinzipschema gepulste Zerstäubung [48]

Beim 1-stufigen Pulssystem öffnet das Magnetventil 2, und das Öl wird bei beiden Lastfällen pulsierend unter Druck an die Düse geführt.

Bei der zweistufigen Ausführung wird beim Umschalten in die 2. Stufe (Volllast), der gepulste Betrieb in einen „normalen“ Öldruckbetrieb umgeschaltet. Hierfür wird Magnetventil 6 geöffnet und Magnetventil 2 geschlossen.

Für die gepulste Zerstäubung wird eine spezielle Ölpumpe verwendet, die mit etwa 50 Pulsen pro Sekunden arbeitet. Durch die stetigen, kurzen Unterbrechungen der Ölzufuhr wird die insgesamt zerstäubte Ölmenge verringert, der Zerstäubungsdruck und damit der Brennstoffmassenstrom während eines Pulses bleibt aber hoch genug, so dass die Düse nicht verstopfen kann. [48]

2.1.3.2 Verbrennungsluftzuführung

Für eine gute Verbrennung ist es erforderlich, dass die Fördermenge des Verbrennungsluftgebläses an die jeweilige Brennstoffmenge angepasst wird. Im Kleinleistungsbereich werden zwei Systeme zur Luftregulierung zwischen Teillast- und Volllastfall verwendet.

Eine Möglichkeit der Luftregulierung ist der Einsatz einer Luftklappe mit Stellantrieb. Durch den Antrieb erfolgt die Einstellung der Luftklappe in den Punkten Teillast, Volllast, geschlossen. Durch die Luftklappenverstellung erhöht sich die Druckdifferenz am Ventilator, was zu einer Verschlechterung des Wirkungsgrades führt (Bild 13). Des Weiteren wird der Wirkungsgrad durch Abweichungen vom Auslegungspunkt verschlechtert. Die Folge eines schlechten Wirkungsgrades ist eine hohe Leistungs-aufnahme.

Die zweite, und bessere Methode die Verbrennungsluft zu regulieren, ist die Drehzahlregelung, wie in Bild 14 zu sehen. Durch die Drehzahlveränderung können beliebige Betriebspunkte auf der Anlagenkennlinie erreicht werden, ohne dass sich der Wirkungsgrad wesentlich verschlechtert. [55]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Bild 13: Verbrennungsluftregulierung mit Luftklappe [55]

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Bild 14: Verbrennungsluftregulierung durch Drehzahländerung [55]

Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal bei Gebläsen ist die Krümmung der Schaufeln des Gebläserades. Hier wird zwischen vorwärts und rückwärts gekrümmten Schaufeln unterschieden. Vorwärts gekrümmte Schaufeln haben bei gleicher Drehzahl und gleichem Volumenstrom einen höheren Druck als rückwärts gekrümmte Schaufeln. Bei einem zunehmenden Volumenstrom nimmt der Leistungsbedarf bei rückwärts gekrümmten Schaufeln nur wenig zu, während er bei vorwärts gekrümmten Schaufeln stark ansteigt. Der Wirkungsgrad ist bei rückwärts gekrümmten Schaufeln wesentlich höher. Der Grund hierfür sind die hohen Geschwindigkeiten, die durch vorwärts gekrümmte Schaufeln entstehen. Diese müssen mit hohen Verlusten am Gebläseaustritt in statischen Druck umgewandelt werden. Die meisten Brennergebläse haben vorwärts gekrümmte Schaufeln [5], Druckzerstäuber mit rückwärts gekrümmten Schaufeln sind aber auch am Markt erhältlich. [56], [5], [42]

[...]

Ende der Leseprobe aus 70 Seiten

Details

Titel
Stand der Entwicklung bei Ölfeuerungsanlagen kleiner Leistung (< 15 kW)
Note
2,0
Autor
Jahr
2005
Seiten
70
Katalognummer
V40983
ISBN (eBook)
9783638393584
Dateigröße
2832 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
Stand, Entwicklung, Leistung
Arbeit zitieren
Petra Hüser (Autor), 2005, Stand der Entwicklung bei Ölfeuerungsanlagen kleiner Leistung (< 15 kW), München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/40983

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