Öl-Brenner für Gas-Brennwertgeräte

Forscher des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE entwickeln gemeinsam mit den Industriepartnern Herrmann Öl- und Gasbrenner , Solvis und Umicore einen Öldampfbrenner. Er ermöglicht erstmals, handelsübliches Heizöl in einem modernen Gasbrennwertgerät zu verbrennen, ist emissionsarm und reduziert Kosten.

Katalytischer Prozess

Der Öldampfbrenner besteht aus einem Ölverdampfer und einem Gasbrenner, wie er in modernen Gas-Brennwertgeräten eingesetzt wird. Herzstück des neuen Verfahrens ist ein am Fraunhofer ISE entwickelter katalytischer Prozess, der Heizöl und andere flüssige Kohlenwasserstoffe rückstandsfrei verdampfen kann. Der gasförmige Brennstoff vermischt sich so homogen mit der Verbrennungsluft, dass er ohne Umrüstung in konventionellen Gasbrennern verbrannt werden kann.

Der Ölverdampfer wird zwischen Öltank und Gasheizgerät geschaltet. Durch die saubere Verbrennung reduziert das neue Verfahren Emissionen und Wartungskosten im Vergleich zu herkömmlichen Ölheizgeräten. In Kooperation mit Umicore wird dazu ein Katalysator entwickelt, der den hohen Laufzeitanforderungen von Heizungen gerecht wird.

Öldampfbrenner mit großer Modulation

In der Hausenergieversorgung sinkt der Heizenergiebedarf, durch bessere Wärmedämmung, solarthermische Anlagen und Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung. Der geringere Wärmebedarf erfordert modulierende Heizsysteme, die den hohen Leistungsbedarf für die Trinkwassererwärmung sowie den niedrigen Leistungsbedarf für die Bereitstellung der Raumwärme effizient abdecken können. Herkömmliche Ölbrenner können bauartbedingt nicht modulieren, bei neueren Systemen liegt aktuell die untere Grenze bei ca. 35 %. Der Öldampfbrenner soll diese Einschränkung aufheben und die Ölheizung für die Zukunft fit machen.

Weiter Modulationsbereich, weniger NO_x und leiser

Erste Untersuchungen der Fraunhofer-Forscher an Gasbrennern von Solvis und Herrmann zeigen, dass die Emissionswerte im gesamten Modulationsbereich von 5 bis 15 kW thermischer Leistung unterhalb der vorgeschriebenen Grenzen liegen. Dazu trägt auch der weite Modulationsbereich bei, der die Zahl der Brennerstarts senkt. Gegenüber bekannten Ölbrennern werden die Stickoxidemissionen (NO _x deutlich reduziert. Sowohl die Norm DIN EN 267 als auch die 1. Bundesimmissionsschutzverordnung werden erfüllt. Mit dem Öldampfbrenner ausgestattete Geräte eignen sich laut ISE auch zur Aufstellung in Wohnräumen, da er leiser als ein normaler Ölbrenner ist.

Einer für alle: Heizöl, Biodiesel, Pflanzenöl

Für die Hersteller von Heizgeräten bringt das neue Verfahren Vorteile. Durch die neuartige Verbrennungstechnik können der Brennraum und die bestehende kostengünstige Gerätekonfiguration aus dem Bereich der Gasverbrennung nun auch für Öl verwendet werden. Dadurch können Herstellungskosten eingespart werden. Aber auch die Flexibilität hinsichtlich der Brennstoffe ist interessant: Alle flüssigen Kohlenwasserstoffe, wie Diesel, Biodiesel, Pflanzenöl sind für den Öldampfbrenner geeignet. Zudem können bestimmte Technologien einfacher für Heizöl als bisher erschlossen werden, z.B. die Mikro-KWK-Geräte mit Stirlingmotor oder thermisch angetriebene Wärmepumpen.

Das Forschungsvorhaben läuft bis Ende 2014 und dient der Entwicklung eines Prototyps, als Vorstufe zur Produktentwicklung. ■