| Vorwort: Etwa
ein Drittel des gesamten Energieverbrauchs in Deutschland wird zum Beheizen von Gebäuden
aufgewendet. In privaten Haushalten beträgt dieser Anteil für die Gebäudeheizung und
Brauchwasseraufbereitung fast 80 % des Gesamtenergieverbrauches. Energie sparen heißt
auch die Umwelt schützen- effzientes Heizen stellt deshalb einen aktiven Beitrag zum
Umweltschutz dar. Die Minimierung des Schadstoffausstoßes steht dabei im Vordergrund.
Während eine Reduzierung von Kohlendioxid-Emissionen nur durch eine Erhöhung des
Gesamtwirkungsgrades des Brennersystems erreicht werden kann, bedarf eine wirksame
Minderung der Stickoxid - und Kohlenmonoxid-
Emissionen einer gezielten Kontrolle der Verbrennungsvorganges selbst und ist deshalb
an den Einsatz verbesserter
moderner Verbrennungskonzepte gebunden.
Im Rahmen der Entwicklung schadstoffarmer Verbennungsysteme konnten in den letzten
Jahren erhebliche Vorschritte gemacht werden. Eine der wichtigsten Anforderungen wurde bis
heute noch von keinem auf dem Markt befindlichen System realisiert:
 | Ein stufenlose modulierbares Verbrennungssystem. Heutige Brenner, deren
Wärmeleistung in einem weiten Bereich stufenlos geregelt werden können, erlauben neben
der Steigerung des Nutzungsgrades eine weitere Reduzierung von Emissionen, da bei
gleitendem Brennerbetrieb häufige Anfahrvorgänge, welche über 50% der
Gesamtjahresemission ausmachen, entfallen. |
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| Das Produkt: Mit
der Entwicklung der Porenbrennertechnik ist dem Lehrstuhl für Strömungsmechanik der
Universität Erlangen- Nürnberg ein wichtiger Innovationsschritt in Richtung einer
moderner Brennertechnik gelungen. Die Neuentwicklung besteht darin, daß die
Verbennung nicht mehr in Form einer freien Flamme, sondern innerhalb einer
porösen dreidimensionalen Keramikstruktur stattfindet. Deshalb ist es möglich
Geräte zu bauen die um den Faktor 2 kleiner und um 20% billiger sind als
herkömliche Geräte
Durch die stufenlose Leistungsmodulation kann der Porenbrenner ideal mit Solarkollektoren kombiniert werden.
Zwischenzeitlich ist ein junges Unternehmen, die
Firma promeos,
entstanden, die diese Technologie zur Serienreife weiter entwickelt hat.
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| Die Technik: Der Porenbrennertechnik erlaubt die Verbrennung von niederkalorischen
Gasgemische, d.h. Gemische mit einem hohen Inertgasanteil, wie z.B. Biogas für
Heizzwecke. |
| Der Porenbrenn mit integriertem
Wärmeübertrager ist unterteilt in die Zone A
in der aufgrund kleiner Porengrößen keine
Flammenausbildung stattfinden kann und lediglich eine Vorwärmung des
Brennstoff-Luftgemisches erfolgt. In der
folgenden Zone C stabilisiert sich die Verbrennung. Diese Zone C ist in radialer Richtung
mit einer Keramikisolierung ausgekleidet, um ein lokales "Einfrieren" der
Verbrennung un damit einer erhöhte CO2-Bildung an den gekühlten Wänden des Brennraumes
zu vermeiden.
An die Verbrennungszone C schließt sich in
Strömungsrichtung eine Region an, die ausschließlich zur Übertragung der
Verbrennungswärme an den Wasserkreislauf dient. Diese Zone ist mit porösen Material
gefühlt und gewährleistet eine Wärmeübertragung die groß genug ist, um den im Abgas
enthalten Wasserdampf auszukondensieren. Durch diese Kondensation wird noch zusätzlich
die latende Wärme des Dampfes nutzbar gemacht.
Um dem kondensiertem Wasser die Möglichkeit zu geben, frei
abzufließen, wird das Brenner-Wärme-
überträgersystem gasseitig von oben nach unten durchströmt. |
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Am Lehrstuhl für Stömungsmechanik wurden
bereits Heizgeräte mit der Porenbrenner-
technologie bis zur einer Leistung von 40 kW gebaut. Die Brennkammer
kann sowohl zylindrisch wie auch mit einer rechteckigen Grundform gebaut werden.
In dem Diagramm sind die Abgaswerte eines 10 kW Prototypen dargestellt.
Wie zu sehen unterschreitet der Prototyp bereits alle gültigen CO2 Grenzwerte
für die Haushaltsheiztechnik.
Durch eine weitere Optimierung des Porenkörpermaterials ist in Zukunft auch
weitere Reduzierung des Stickoxidwerte möglich.
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Die Porenbrennertechnologie
ist damit eine Technik die eines der Agenda 21 Ziele erfüllt:
| Reduzierung der Schadstoffemission |
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Einer der entscheidendsten
Vorteile der Poren-
brennertechnik für Haushaltsbereich im Vergleich zu herkömmlichen Brennertechniken
ist die große Modulierbarkeit.In einem
Einfamilienhaus, errichtet nach der
Wärmeschutzverordnung von 1995 liegt der Gesamtwärmebedarf bei 6 bis 8 kW. Unter
Berücksichtigung eines minmalen Warmwasserkomforts wird die Wärme-
erzeugerleistung jedoch an den Warmwasser-
bedarf angepasst. Damit ergibt sich in der Regel eine Größe für den Wärmeerzeuger
von 12 bis 14 kW.
Für die Beheizung ist nur an wenigen Tagen im Jahr die maximale Wärmeleistung
erforderlich.
In der Übergangszeit, die den größten Teil des Jahres ausmacht, wird weniger
Heizleistung benötigt, die ideal vom Porenbrenner ausgeregelt werden kann. |
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