Atmosphärischer Gaskessel – Funktion verständlich erklärt

Was ist ein atmosphärischer Gaskessel?

Ein atmosphärischer Gaskessel besteht aus einem Gasbrenner, der mit allen Gasbrennstoffen betrieben werden kann. Dazu gehören Erdgas, Biogas oder Flüssiggas. Brenner und Kessel bilden in der Regel eine Einheit. Es gibt mehrere Bezeichnungen für den atmosphärischen Gaskessel. Atmosphärischer Brenner, atmosphärischer Kessel und Gaskessel ohne Gebläse sind die gängigsten Synonyme. Damit eine Flamme entstehen kann, benötigt sie Luft. In dem Fall wird ihr Luft aus der Umgebung mit dem vorhandenen atmosphärischen Druck zugeführt. Aus dem Grund haben solche Brenner die Bezeichnung atmosphärische Brenner.

Die Funktionsweise verständlich erklärt

In seinem Grundprinzip ähnelt ein atmosphärischer Gaskessel einem Kochstellenbrenner oder dem sogenannten Bunsenbrenner. Dabei kommt das Brenngas mit hoher Geschwindigkeit durch eine Düse in ein größeres Rohr (Injektorprinzip) und erzeugt dabei einen Unterdruck. Dieser saugt wiederum die Verbrennungsluft aus der Umgebung an und reißt sie letztlich mit in den Verbrennungsraum.

Die durch das oben genannte Prinzip angesaugte Verbrennungsluft (Primärluft) reicht aber meistens nicht aus, um eine saubere Flamme zu erzeugen. Das Gerät selbst muss die fehlende Verbrennungsluft (Sekundärluft) in die Flamme saugen. Dieser Umstand stellt den Nachteil dieses Funktionsprinzips dar, denn die zugeführte Luftmenge variiert teils stark. Sie erreicht deshalb selten den optimalen Wert für die Verbrennung. Aus diesem Grund vermischen moderne Geräte Primär- und Sekundärluft noch vor der Flammenbildung miteinander. Sie heißen deshalb auch Vormischbrenner.

Kühlstäbe verhindern übermäßige Bildung von Stickoxid

Der im atmosphärischen Gaskessel eingebaute Brenner hat in erster Linie die Aufgabe, der Verbrennungsflamme das optimale Gemisch an Gas und Luft zuzuführen. Damit soll erreicht werden, dass der Brennstoff vollständig verbrennt. Außerdem soll er dabei keinen Ruß verursachen bzw. CO₂  ausstoßen. Des Weiteren  soll das exakte Gemisch die Abgasverluste so gering wie möglich halten.

Nicht nur die Heizkraft des atmosphärischen Gaskessels soll steigen. Er soll ferner weniger emittieren. Um eine übermäßige Bildung von Stickoxid zu verhindern, kommen in vielen atmosphärischen Gaskesseln Kühlstäbe zum Einsatz. Diese sind genau da platziert, wo die Flamme am heißesten ist. Sie senken die Flammtemperatur. Auch die Vormischung der benötigten Primär- und Sekundärluft trägt entscheidend zur Reduzierung der Stickoxidbildung bei.

Verbrennung ohne Flamme

Die meisten atmosphärischen Gaskessel arbeiten mit gewöhnlichen Flammen. Es gibt mittlerweile auch Brenner, die nach dem Prinzip der katalytischen Verbrennung funktionieren. Dabei kommt es nicht zu einer klassischen Verbrennung, sondern einer Oxidation. Das Gas reagiert an der Oberfläche eines Katalysators mit dem Sauerstoff und verbrennt (oxidiert) - mit der Besonderheit, dass  dabei keine Flamme entsteht. Das verringert Spitzentemperaturen und letztlich die Bildung von Stickoxiden.

Vor- und Nachteile von atmosphärischen Gaskesseln

Ein atmosphärischer Gaskessel zeichnet sich vor allem dadurch aus, dass er sehr leise arbeitet. Da verhältnismäßig wenig bewegliche, mechanische Teile verbaut sind, ist er zudem wartungsarm. Des Weiteren benötigt er für die Erzeugung der Verbrennungsluft keine zusätzliche Energie. Letzteres ist gleichzeitig auch seine Schwäche. Denn durch das "Einspritzprinzip" liefert er nicht immer die optimale Luftmenge für die Verbrennung. Das bedeutet, dass die Leistung nur schlecht regelbar ist. Das ist sicherlich auch einer der Gründe für seinen Einsatzbereich. Ein atmosphärischer Gaskessel kommt meist dort zum Einsatz, wo kleinere Heizleistungen (bis etwa zwei Kilowatt) genügen.

Die Eckdaten zum atmosphärischen Gaskessel zusammengefasst

• Ein atmosphärischer Gasbrenner saugt primär Luft aus der Umgebung  mit dem vorhandenen atmosphärischen Druck, um sie der Flamme zuzuführen.
  
• Aus dem Grund erhält er seinen Namen: Atmosphärischer Gaskessel.
  
• Die primäre Luftzufuhr basiert auf dem Prinzip des Unterdrucks, der entsteht, indem das Gas mit hoher Geschwindigkeit durch eine Düse in ein größeres Rohr eingespritzt wird.
  
• Die sekundäre Luftzufuhr erfolgt durch die Flamme selbst.
  
• Primär- und Sekundärluft werden nicht vorgemischt, weshalb das Gemisch an  Gas und Luft nicht immer optimal ist.
  
• Ein atmosphärischer Gasbrenner ist dadurch nur schlecht regelbar und kommt deshalb nur in Bereichen mit geringem Heizbedarf (bis etwa zwei Kilowatt) zum Einsatz.
• Dafür ist er sehr wartungsarm, da nur wenige mechanische Teile verbaut sind.