Brenner – Funktion und Arten im Überblick

Wie funktioniert ein Brenner?

Ein Brenner nutzt die chemische Energie von Brennstoffen wie Gas oder Öl zur Erzeugung von Wärme für Heizung oder Warmwasserbereitung. Damit das effizient und sauber funktioniert, sind verschiedene Schritte nötig.

Diese sind:

• die Zündung des Brenners
• die Brennstoffzufuhr und -aufbereitung
• die Verbrennungsluftzufuhr
• die Verbrennung und das Flammbild
• die Leistungsregelung

Die Zündung des Brenners

Vor allem in älteren Geräten wurde zur Zündung des Brenners häufig eine ständig brennende Zündflamme genutzt. Um die Verbrennung zu starten, reichte es dabei aus, den Brennstoff zuzuführen. Da diese Technik aber nicht besonders energiesparend ist, kommen in modernen Geräten elektrische Zündungen wie etwa ein  Zündtrafo  oder ein  Glühzünder  zum Einsatz. Diese funktionieren so ähnlich wie elektrische Feuerzeuge und starten die Verbrennung bedarfsgerecht.

Die Brennstoffzufuhr und Aufbereitung

Während Gas allein durch den Druck im Gasnetz zur Verbrennung strömt, muss der Brennstoff Öl zunächst transportiert und aufbereitet werden. Unterscheiden kann man dabei zum Beispiel  Zerstäubungsbrenner, die das Öl in feinen Tröpfchen zur Flamme führen oder  Verdampfungsbrenner. Diese nutzen einen Teil der Verbrennungswärme, um das Öl zu verdampfen.

Die Verbrennungsluftzufuhr

Damit die Heizgeräte sauber arbeiten, muss auch die Verbrennung optimal ablaufen. Neben der richtigen Brennstoffmenge benötigt die Verbrennung dabei immer ausreichend Sauerstoff. Während zu viel Luft für hohe Abgasverluste sorgt, kann die Verbrennung mit zu wenig Luft nicht optimal ablaufen und der Schadstoffausstoß steigt.  

Unterscheiden kann man dabei atmosphärische Brenner, die die Luft durch den Brennstoffstrom selbst zur Verbrennung mitreißen und Gebläsebrenner, bei denen die Verbrennungsluft maschinell beigemischt wird. Während atmosphärische Brenner, auch  atmosphärischer Gaskessel  genannt, hauptsächlich in Gasgeräten eingesetzt werden, gibt es Gebläsebrenner sowohl für die Gas- als auch für die Ölheizung. Im Vergleich sind  atmosphärische Brenner zwar leiser und wartungsärmer,  Gebläsebrennern aber besser regelbar. Übriges:  Für eine richtige Einstellung bietet sich auch eine technische Lösung an: der Einbau einer sogenannten  Lambdasonde, welche den Restsauerstoff in den Abgasen feststellt.

Die Verbrennung und das Flammbild

Die Verbrennung und das Flammenbild können sowohl zu effizienten und sauberen Brennern als auch zu kompakten Heizkesseln beitragen. Unterscheiden kann man dabei zum Beispiel herkömmliche Flammenbilder, ähnlich einem Bunsen-Brenner und Flächenbrenner, in denen sich die Verbrennungswärme durch eine besondere Konstruktion flächig verteilt. Auf diese Weise verbrennen die eingesetzten Brennstoffe sauberer, die Wärme kann besser an das Heizwasser übertragen werden und das Heizgerät lässt sich insgesamt kompakter konstruieren. Ein Flammwächter überwacht dabei die Verbrennung und stellt sicher, dass kein Brenngas an die Umgebung abgegeben wird.

Die Leistungsregelung eines Brenners

Da der Wärmebedarf in einem Haus nicht immer konstant ist, muss auch die Leistung des Brenners an diesen schwankenden Bedarf angepasst werden. Während das in modernen Geräten durch die sogenannte  Modulation  (dabei kann die Leistung des Brenners über einen großen Bereich geregelt werden) möglich ist, gab es bei älteren Geräten nur eine Stufe – Volllast. Das führte dazu, dass Kessel immer mehr Energie abgaben als nötig und ständig ein und ausgeschaltet wurden. Bei diesem sogenannten Takten kam ein Brenner nicht selten auf mehr als 25.000 Starts im Jahr. Das belastet die Technik und sorgt außerdem für einen höheren Energieverbrauch.

Heutige Arten von Brennern

Brenner werden grundlegend nach den eingesetzten Brennstoffen unterschieden. Im Folgenden geben wir einen kurzen Überblick über die wichtigsten Eigenschaften von Gas- und Ölbrennern.

Der Gas-Brenner – Verbrennung gasförmiger Brennstoffe

Gas-Brenner werden eingesetzt, um gasförmige Brennstoffe wie Erdgas, Flüssiggas oder in seltenen Fällen auch Biogas zu verbrennen. Sie sind als atmosphärische oder Gebläsebrenner verfügbar. Im Vergleich der beiden Systeme erreichen vor allem Gebläsebrenner durch die genaue Regelung von Brennstoff- und Verbrennungsluftzufuhr eine sehr saubere und effiziente Verbrennung in allen Leistungsbereichen.

Besonders günstig und sauber ist die sogenannte katalytische Verbrennung

In modernen und kompakten Heizgeräten kommen heute überwiegend Flach-Brenner zum Einsatz, bei denen die Flamme über mehrere Düsen auf eine größere Fläche verteilt wird. Die Verbrennung wird dadurch besonders effizient und aufgrund der geringeren Temperatur auch sauberer. Besonders günstig und sauber ist die sogenannte katalytische Verbrennung, wobei das Gas an der Oberfläche eines Katalysators mit Sauerstoff aus der Luft reagiert. Dieser Vorgang kommt ohne herkömmliche Zündung aus und ist durch eine sehr niedrige Flammtemperatur gekennzeichnet.

Der Öl-Brenner – Verbrennung flüssiger Brennstoffe

Öl-Brenner werden eingesetzt, um ölförmige Brennstoffe wie schwefelarmes Heizöl (EL) oder Bio-Heizöl zu verbrennen. Im Gegensatz zu einem  Gasbrenner  müssen die Rohstoffe dabei vor der eigentlichen Verbrennung zerstäubt oder verdampft werden. Funktioniert das nicht einwandfrei, gelangen zu große Öltröpfchen in das  Flammrohr  und den Brennraum. Diese verbrennen nicht vollständig und verursachen Ruß, der sich am Wärmeübertrager absetzt und die nutzbare Leitung des Kessels mindert.

Modulierender Betrieb im Vergleich zu Gasbrennern  eingeschränkt

Öl-Brenner werden hauptsächlich als Gebläsebrenner angeboten, wobei die benötigte Luft maschinell zur Verbrennung geführt wird. Nach der Farbe der Flamme unterscheidet man dabei die sogenannten  Gelb- und Blaubrenner.  Während Gelbbrenner das Öl zerstäuben, nutzen Blaubrenner einen Teil der Verbrennungswärme dazu, das Öl komplett zu verdampfen. Auf diese Weise entsteht weniger Ruß und die Verbrennung läuft bei höheren Temperaturen ab – daher auch die blaue Farbe.  Da eine saubere Verbrennung vor allen bei Öl-Brennern mit Zerstäubung immer von einem ausreichenden Öl-Durchsatz abhängt, ist der modulierende Betrieb im Vergleich zu Gasbrennern bei vielen Geräten eingeschränkt.

Was tun beim Ausfall des Brenners?

Ob der Brenner einer Heizung optimal funktioniert oder gar defekt ist, kann unter anderem ein Experte bei einer regelmäßigen  Wartung der Heizungsanlage  sowie bei einem  Heizungs-Check  feststellen. Der Austausch eines Brenners sollte ebenfalls nur durch einen fachkundigen Experten erfolgen. Ein neues Modell kann die Bildung von Ruß, Kohlenmonoxid sowie von Stickoxiden erheblich reduzieren. Dabei sei jedoch darauf hinzuweisen, dass eine höhere Energieeffizienz dadurch nur bedingt möglich ist. Dafür empfiehlt sich der Wechsel des Heizkessels.