Theorie |
| Die auf dieser Internetseite
beschriebene Heizanlage ist bauarttypisch für Millionen von Heizanlagen.
In der Anlage wird durch eine technische Verbrennung der Brennstoff
Heizöl EL verfeuert. Diese sogenannte Flammenverbrennung ist weltweit die
am häufigsten verwendete Art der Verbrennung (Oxidation) von fossilen
Brennstoffen, über 98% des Brennstoffverbrauchs beruht auf den
physikalischen und chemischen Prinzipien der Flammenverbrennung.
Heizöl besteht in der Hauptsache aus Kohlenstoff. Bei der Flammenverbrennung reagiert dieser Kohlenstoff (C) mit dem zugeführten Sauerstoff (O²) zu Kohlendioxid (CO²) und Kohlenmonoxid (CO). Bei dieser Reaktion wird Energie freigesetzt, welche dann zum Heizen verwendet wird. Typische Zusammensetzung von Heizöl EL nach Gewichts-% und typische Kennwerte: |
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| Die Zusammensetzung von Heizöl
EL ist in der DIN 51603-1 geregelt. Diese schreibt z.B. vor, dass Heizöl
EL einen maximalen Schwefelgehalt von 2.000 mg/kg enthalten darf (typisch
sind Werte von ca. 1.400 mg/kg). Schwefelarmes Heizöl enthält maximal 50
mg/kg.
Bei einer idealen Verbrennung stehen Sauerstoff und Brennstoff (bzw. Kohlenstoff) in einem genau definierten Verhältnis, man spricht dann vom optimalen Luftverhältnis (Luftverhältniszahl Lambda = 1). Wird von diesem idealen Verhältnis abgewichen, dann reduziert sich die Energieausbeute der Verbrennung und der Schadstoffanteil nimmt zu. |
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| Bei Verbrennung mit zu geringem Sauerstoffanteil wird die im Brennstoff verfügbare Energie nicht vollständig ausgenutzt, es entsteht ein höherer Anteil an giftigem Kohlenmonoxid (CO) und Ruß (nicht vollständig verbrannter Kohlenstoff). Bei Verbrennung mit zu hohem Sauerstoffanteil nimmt die Entstehung von Stickoxiden zu, die im Übermaß zugeführte Luft führt zu einer Auskühlung des Feuerungsraumes und damit zu erhöhtem Abgasverlust. | ||
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| Erweiterte Informationen zum
Thema beschreibt eine Dokumentation der Firma TESTO, die Sie durch einen
Klick auf das obige Bild herunterladen können. |
| Praxis |
| Eine Verbrennung ist
"homogen", wenn Brennstoff und Oxidator (Verbrennungsluft) vor
der Verbrennung den gleichen Aggregatzustand aufweisen. Eine Verbrennung
ist "heterogen", wenn Brennstoff und Oxidator vor der
Verbrennung nicht den gleichen Aggregatzustand aufweisen. Als Beispiel sei
hier flüssiges Heizöl und gasförmige Verbrennungsluft (Sauerstoff)
genannt. Homogene Verbrennungen sind anzustreben, da hierbei die größten
Wirkungsgrade zu erzielen sind. Auch flüssige Brennstoffe können homogen verbrannt werden, indem sie zunächst vergast und dann der Verbrennung zugeführt werden. Der Flüssigbrennstoff wird durch entsprechende technische Maßnahmen im Heizölbrenner zunächst stark erhitzt und damit verdampft, danach homogen mit der Verbrennungsluft verbrannt. Diese Technik wird bei den als Blaubrennern bekannten Ölbrenner angewendet. Bei flüssigen Brennstoffen ist der eigentlichen Verbrennung immer eine Aufbereitung des Brennstoffes vorgeschaltet. In dieser Aufbereitungsphase wird der Brennstoff möglichst fein zerstäubt, nachfolgend soweit möglich vergast und mit der Verbrennungsluft vermischt, bevor die eigentliche Verbrennung beginnt. Die Brennstoffaufbereitung ist ein physikalischer Vorgang, die Verbrennung ein chemischer Vorgang. Die Aufbereitungsphase des Brennstoffes ist um ein Vielfaches länger als die eigentliche Verbrennungszeit. Die Brennstoff-Partikelgröße spielt hier eine große Rolle bei der Verkürzung der Aufbereitungszeit. Dieses verdeutlicht die wichtige Rolle der Brennerdüse im Gesamtprozess. Neben der vollständigen Vergasung des Brennstoffes spielt der Luftüberschuss eine große Rolle beim Wirkungsgrad der Verbrennung. Der Luftüberschuss hat folgende Einfüsse bzw. Aufgaben: |
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| In der Praxis unterscheiden sich
bauartbedingt die typischen Einstellwerte in Abhängigkeit von der
Mischaufbereitung der verwendeten Ölbrenner. Typische Werte für
Feuerungsanlagen mit Heizöl EL sind: |
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