Gasgebläsebrenner: Aufbau und Funktion

Aufbau und Funktionsweise der Gasgebläsebrenner   

Gasgebläsebrenner kommen in Gaskesseln und Gasthermen zum Einsatz. Sie sind mit einem Gebläse ausgestattet, das eine optimale Versorgung mit Verbrennungsluft ermöglicht. Die  Brenner  arbeiten auf diese Weise unabhängig von den Zugverhältnissen im Schornstein zuverlässig, sauber und effizient. Möglich ist das, indem Gasgebläsebrenner mit einem leichten Luftüberschuss fahren. Experten sprechen dabei auch von einer überstöchiometrischen Verbrennung.

Verbrennungsluftversorgung von Brennern   

Um alle chemische Energie eines Brennstoffs bei der Verbrennung nutzen zu können, ist ein gewisser Luftbedarf nötig. Die Luftüberschusszahl Lambda gibt dieses als dimensionslose Kennzahl im Vergleich zum Brennstoff an. Arbeitet der Brenner mit zu wenig Luft und Sauerstoff, lässt sich nicht die gesamte chemische Energie der eingesetzten Rohstoffe in Wärme umwandeln. Die Abgase enthalten mehr CO und sind damit giftiger. Bei zu viel Sauerstoff könnte die Flammtemperatur sinken. Außerdem würde die Abgasmenge steigen, was auch höhere Abgasverluste zur Folge hätte. Anders als  atmosphärische Kessel  bzw. Brenner ohne Gebläse kann ein Gasgebläsebrenner die Luftmenge immer optimal einstellen.

Grundsätzlicher Aufbau der Gasbrenner mit Gebläse

Die Funktion der Gasgebläsebrenner basiert auf ihrem speziellen Aufbau. Dieser unterscheidet sich kaum von dem eines  Ölbrenners. Er setzt sich dabei aus einem Gebläse mit Motor, einer Gasregelstrecke (Filter, Druckregler, Magnetventil, Druckwächter), einer Steuerung und der nötigen Sicherheitstechnik zusammen. Darüber hinaus kommen je nach Art des Brenners auch Brennrohre oder durchlässige Brennflächen zum Einsatz. Während die Zündung unter anderem mit einem  Piezozünder  (Zündeinrichtung) funktioniert, lässt sich die Flamme mit einer  Ionisationselektrode  überwachen.

Vorteile der Gasgebläsebrenner im Überblick   

Während atmosphärische  Gasbrenner  vom Zug im Schornstein abhängen, erzeugen Brenner mit Gebläse einfach ihren eigenen Zug. Sie arbeiten daher zu jeder Zeit zuverlässig. Sie erreichen einen höheren Wirkungsgrad und nutzen die chemische Energie der eingesetzten Brennstoffe gut aus. Vorteilhaft sind darüber hinaus auch die geringeren Emissionen, die durch eine vollständige Verbrennung möglich sind.

Überblick: Verschiedene Arten der Gasgebläsebrenner   

Abhängig davon, wie sich Luft und Gas im Brenner vermischen lassen, kommen heute unterschiedliche Arten der Geräte zum Einsatz. Zu nennen sind hier:

• Diffusionsbrenner
  
• Vormischbrenner
  
• katalytische Brenner

Diffusionsbrenner für den Einsatz in der Gasheizung   

Bei einem Diffusionsbrenner strömt das Gas durch ein Brennrohr in den Verbrennungsraum ein. Erst dann vermischt es sich mit der Luft und verbrennt. Die Technik ähnelt dem  Blaubrenner  einer Ölheizung. Sie ist einfach aufgebaut, funktioniert sicher und lässt sich über einen breiten Bereich regeln. Nachteilig sind hingegen die negativen Auswirkungen einer höheren Luftüberschusszahl wie höhere Emissionen.

Vormischbrenner

Vormisch- oder Flächenbrenner mischen Gas und Luft, bevor beide Stoffe gemeinsam über einen Reaktionskörper strömen. Die Flammen verteilen sich dabei gleichmäßig über die gesamte Oberfläche und geben einen Teil der Wärme an diese ab. Die geringere Temperatur ermöglicht geringere Schadstoff-Werte. Zu den Vorteilen der Brenner gehört der nahezu geräuschlose Betrieb. Um einen gefährlichen Flammrückschlag durch die Regulierung der Leistung zu verhindern, sind außerdem Rückschlagsicherungen nötig.

Gasgebläsebrenner mit katalytischer Verbrennung

Katalytische Brenner ähneln den Vormischbrennern. Das Luft-Gas-Gemisch strömt hier jedoch über ein Trägermaterial aus Keramik oder Metall, das mit einem Katalysator beschichtet ist. Dieser ermöglicht die Oxidation (Verbrennung) ohne Flamme. Neben rein katalytischen Gasgebläsebrennern gibt es auch Brenner mit katalytischer Unterstützung, bei denen ein Teil des Gas-Luft-Gemischs auf konventionelle Art und Weise verbrennt. Währen die Geräte sehr sauber arbeiten, lässt sich die Verbrennung rein katalytischer Brenner nicht über eine Ionisationselektrode messen.

Diese Brennstoffe sind für einen Gasbrenner geeignet

Neben dem fossilen  Brennstoff  Erdgas kommen auch eine Reihe weiterer Energieträger zum Einsatz. So zum Beispiel Flüssiggas aus Propan oder Butan, das sich bereits unter geringem Druck in flüssiger Form lagern lässt. Es eignet sich immer dann, wenn ein herkömmlicher Gasanschluss nicht möglich oder zu teuer ist. Darüber hinaus verbrennen Gasbrenner auch Biogas sowie synthetisches Erdgas aus erneuerbaren Energieanlagen. Biogas entsteht dabei in sogenannten Biogasanlagen bei der Zersetzung biologischer Abfälle. EE-Gas (synthetisches Gas aus erneuerbaren Energieanlagen) lässt sich mithilfe von Strom aus Solar-, Wind- oder Wasserkraftwerken herstellen. Dieser ermöglicht die Elektrolyse von Wasser, wobei der entstehende Wasserstoff anschließend methanisiert wird. Dazu reagiert er bei hohen Temperaturen mit CO oder CO₂, wobei  synthetisches Methan  entsteht. Dieses lässt sich mit einem Gasgebläsebrenner zu Wärme umwandeln.