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Ölbrenner: Aufbau, Bauteile und Funktion
Der Ölbrenner verbrennt Heizöl, um Wärme für die Raumheizung und die Warmwasserbereitung bereitstellen zu können. Er ist das Herzstück einer jeden Ölheizung und besteht aus zahlreichen Bauteilen. Wie er aufgebaut ist und wie ein Ölbrenner funktioniert, erklären wir in den folgenden Abschnitten am Beispiel eines Ölgebläsebrenners.
Die Themen im Überblick:
Ölbrenner: Aufbau und Bauteile im Einzelnen
Der Ölbrenner ist ein komplexes Gerät, das aus vielen einzelnen Bauteilen besteht. So enthält er zum Beispiel den Düsenstock, an dem das Heizöl versprüht und letztlich auch verbrannt wird. Damit das funktioniert, sind weitere Apparaturen erforderlich. Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über die Bauteile des Ölbrenners im Einzelnen und ihre Funktion.
| BAUTEILE DES ÖLBRENNERS | AUFGABE UND FUNKTION |
|---|---|
| Feuerungsautomat | Der Feuerungsautomat ist das Gehirn des Ölbrenners. Denn er steuert alle einzelnen Bauteile und sorgt so für eine saubere Verbrennung. Damit das möglich ist, überwacht er unter anderem die Flamme sowie die Eingangswerte der angeschlossenen Sensoren. Im Ernstfall kann er den Brenner abschalten. Der Feuerungsautomat ist somit auch ein sicherheitsrelevantes Bauteil. |
| Ölpumpe mit Ölfilter | Die Ölpumpe saugt Heizöl aus dem Heizöltank an und fördert es mit Druck bis zur Öldüse. Sie ist je nach System mit ein oder zwei Ölleitungen verbunden und folgt auf den Ölfilter. Letzterer hat die Aufgabe, Schwebstoffe und Verschmutzungen aus dem Heizöl abzuscheiden, um eine zuverlässige Verbrennung zu gewährleisten. |
| Magnetventil | Das Magnetventil sitzt vor dem Düsenstock des Ölbrenners. Es ist stromlos geschlossen und verhindert bei einem Stromausfall, dass Heizöl unkontrolliert zum Brenner strömt. Gibt der Feuerungsautomat das entsprechende Signal, öffnet sich das Magnetventil und der Brenner kann seinen Betrieb wieder aufnehmen. |
| Druckleitung zum Düsenstock | Die Druckleitung verbindet die Ölpumpe mit dem Düsenstock. Sie leitet den Brennstoff zuverlässig zum Flammrohr, in dem die Verbrennung stattfindet. |
| Brennermotor und Brennergebläse | Der Brennermotor treibt neben der Ölpumpe auch das Gebläse an. Letzteres hat die Aufgabe, Luft in die Brennkammer einzubringen. Auf diese Weise lässt sich die Verbrennung mit Sauerstoff versorgen. Sogenannte atmosphärische Brenner kommen ohne Gebläse aus, sind bei Ölheizungen aber selten. |
| Zündtrafo | Der Zündtrafo wandelt die Netzspannung von 230 Volt in eine Spannung von 10.000 bis 15.000 Volt um. Mit dieser lässt sich der Ölnebel vor der Düse des Brenners zuverlässig entzünden. |
| Mischrohr | Das Mischrohr ist ein Gehäuse, das über dem Düsenstock sitzt. Es wird von Luft durchströmt, die sich an der Stauscheibe des Ölbrenners mit dem fein versprühten Ölnebel mischt. |
| Ölvorwärmer | Der Ölvorwärmer ist in den Düsenstock integriert. Bei dem Bauteil handelt es sich um eine kleine Elektroheizung, die das hindurchströmende Heizöl erwärmt. Auf diese Weise lässt sich die Viskosität positiv beeinflussen und die Tropfengröße nach der Düse ist kleiner. Insgesamt hilft ein Vorwärmer am Ölbrenner, die Brenneigenschaften von Geräten kleiner Leistung deutlich zu verbessern. |
| Düsenstock und Öldüse | Der Düsenstock leitet das Heizöl zur Spitze des Brenners. Hier sitzt die Öldüse, die das flüssige Medium fein versprüht. Die kleinen Tröpfchen haben eine große Kontaktfläche für Sauerstoff. Nur so ist das entstehende Öl-Luft-Gemisch entflammbar. Über die Ausführung der Düse lassen sich die Sprüheigenschaften verändern. Wichtig ist, dass die Düse immer zum jeweiligen Ölbrenner passt. |
| Stauscheibe | Die Stauscheibe sitzt vor der Öldüse. Sie vermischt den feinen Ölnebel mit der Verbrennungsluft und erzeugt so ein entflammbares Öl-Luft-Gemisch. |
| Zündelektroden | Zündelektroden sitzen ebenfalls an der Spitze des Mischrohrs und sind wichtig, um den Ölbrenner zu starten. Denn sie entflammen das Öl-Luft-Gemisch mit einem Hochspannungsfunken. |
| Flammüberwachung | Ob der Ölbrenner tatsächlich in Betrieb ist, erfährt der Feuerungsautomat von der Flammüberwachung. Zum Einsatz kommen dabei unter anderem Photozellen oder Infrarot-Flackerlicht-Detektoren. Erkennen die Sensoren keine Flamme, schaltet der Feuerungsautomat die Brennstoffzufuhr nach einer bestimmten Zeit ab. |
Brennstoffversorgung: Ölpumpe für Ein- und Zweistrangsystem
Damit ein Ölbrenner arbeiten kann, benötigt er den Brennstoff Heizöl. Diesen fördert eine Ölpumpe aus dem Heizöltank, der in der Nähe des Kessels aufgestellt ist. Die Verbindung zwischen Brenner und Tank kann im Ein- oder Zweistrangsystem erfolgen. Ältere Heizungen setzten dabei vor allem auf Letzteres. Dabei fördern die Pumpen immer mehr Heizöl als eigentlich nötig. Den Überschuss schicken sie dann über die Rücklaufleitung in den Tank zurück. Auf diese Weise lässt sich sicherstellen, dass keine Luftblasen zur Düse gelangen.
Moderne Ölheizungen setzten hingegen auf Einstrangsysteme, bei denen nur eine Leitung vom Tank zur Pumpe führt. Damit das funktioniert, müssen die Anlagen allerdings mit einem Entlüfter ausgestattet sein. Dieser scheidet Gase im Heizöl ab. Ohne die Entlüftungseinrichtung würde Luft durch die Ölbrennerdüse entweichen und die Verbrennung stören.
Funktionsweise des Ölbrenners Schritt für Schritt
Wie bereits beschrieben, ist der Feuerungsautomat das Gehirn im Ölbrenner. Er steuert und überwacht alle Bauteile, sodass eine zuverlässige und sichere Verbrennung möglich ist. Geht es um die Funktionsweise des Brenners, hat das Steuergerät dabei also eine besonders wichtige Aufgabe.
Wärmebedarf besteht und der Vorwärmer heizt das Heizöl auf
Der Ölvorwärmer nimmt seinen Betrieb auf, wenn der Kesseltemperaturregler einen Wärmebedarf signalisiert. Das ist immer dann der Fall, wenn die Wassertemperatur im Ölkessel einen vorher eingestellten Wert unterschreitet. Der Ölvorwärmer bringt den Brennstoff dann auf etwa 65 Grad Celsius. Ein Thermostat registriert das und das Steuergerät schaltet sich ein.
Motor im Ölbrenner startet und bereitet die Verbrennung vor
Im nächsten Schritt startet der Motor im Brenner. Er treibt das Gebläse an, das den Brennraum mit frischer Luft versorgt. Zeitgleich treibt der Brennermotor auch die Ölpumpe an, die den benötigten Öldruck aufbaut. Da das Magnetventil zu diesem Zeitpunkt noch geschlossen ist, strömt das Heizöl allerdings nicht zur Düse.
Mit dem Brennermotor nimmt auch ein weiteres Bauteil seinen Betrieb auf: Der Zündtrafo. Er generiert eine hohe Spannung und sorgt dafür, dass an der Zündelektrode ein Lichtbogen brennt.
Übrigens: In einigen Brennern lassen sich Ölpumpe und Gebläse separat antreiben. Das sorgt für bessere Einstellmöglichkeiten und geht in der Regel auch mit Stromeinsparungen einher.
Nach der Vorbelüftungszeit startet die Verbrennung am Ölbrenner
Nun dauert es etwa zehn Sekunden, bis ausreichend Luft im Brennraum ist. Anschließend öffnet sich das Magnetventil und vorgewärmtes Heizöl strömt zur Düse. Es wird fein zerstäubt und vermischt sich mit der Verbrennungsluft, bevor es sich an der Zündelektrode entzündet. Bleibt die Flamme für eine gewisse Zeit stabil, schaltet sich die Zündung ab. Der Ölbrenner arbeitet nun so lange, bis der Kesseltemperaturregler das Signal zum Abschalten sendet. Das ist der Fall, wenn das Kesselwasser eine vorher eingestellte Temperatur überschritten hat.
Übrigens. Ein Altölbrenner funktioniert in der Praxis so ähnlich. Wie der Name es bereits verrät, kommt dabei nur verbrauchtes Öl aus Werkstätten oder Fabriken zum Einsatz.
Takten ermöglicht die individuelle Leistungsanpassung der Brenner
Durch die Funktionsweise der Heizölbrenner schalten sich die Geräte abhängig vom Wärmebedarf im Haus immer wieder ein und aus. Denn über das sogenannte Takten lässt sich die abgegebene Leistung an den Wärmebedarf anpassen. Dieses Verhalten hat allerdings einige Nachteile: So läuft die Verbrennung weniger optimal. Die Energieeffizienz ist geringer und der Schadstoffausstoß oft höher. Außerdem werden die einzelnen Bauteile stärker belastet. Um das zu verhindern, gibt es heute auch zweistufige oder modulierende Ölbrenner.
Fazit von Alexander Rosenkranz
Der Ölbrenner ist ein komplexes Gebilde, das aus vielen einzelnen Bauteilen besteht. Soll es Heizöl sauber und effizient verbrennen, müssen alle Bestandteile optimal zusammenarbeiten. Kontroll- und Steuerorgan ist dabei der Feuerungsautomat, der einzelne Prozesse in Gang setzt und die vorhandenen Sensoren überwacht.
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