MatriX-Brenner

MatriX-Strahlungsbrenner und MatriX-Zylinderbrenner

Inhalt des Wiki-Artikels

• Funktion von Brennern
• Vorteile von MatriX-Brennern
• Aufbau des MatriX-Strahlungsbrenners
• Der MatriX-Zylinderbrenner und sein Leistungsbereich

Der MatriX-Strahlungsbrenner und der MatriX-Zylinderbrenner sind spezielle Brenner für Heizungsanlagen. Im Brenner wird je nach Heizungsart ein fester, flüssiger oder gasförmiger Brennstoff verfeuert. Durch den Verbrennungsprozess wird die im Brennstoff enthaltene chemische Energie in thermische Energie – also Wärme – umgewandelt. Die so gewonnene Wärme wird auf das Wasser des Heizkreislaufs übertragen und durch Rohrleitungen zu den einzelnen Räumen transportiert. Über Heizkörper oder eine Fußbodenheizung wird die Wärme an die Raumluft abgegeben. Zusätzlich zur Raumbeheizung können entsprechend konzipierte Heizungsanlagen auch zur Warmwasserbereitung dienen.

Funktion von Brennern

Die Funktion eines Brenners besteht darin, die in Brennstoffen wie Öl oder Gas enthaltene chemische Energie in Wärme für die Heizung oder Warmwasserbereitung zu transformieren. Damit die Umwandlung effizient und sauber abläuft, müssen alle Komponenten des Brenners zuverlässig arbeiten:

• Zündung
• Brennstoffzufuhr und -aufbereitung
• Verbrennungsluftzufuhr
• Verbrennungsprozess
• Leistungsregelung

Zündung des Brenners

Früher war bei Heizungsanlagen eine ständig brennende Zündflamme gängig, um den Verbrennungsvorgang zu starten. Der Brennstoff muss bei solchen Heizungen nur zugeführt werden und schon lodert das Feuer im Brenner. Allerdings wird Energie verschwendet, wenn die Zündflamme durchgehend brennt. Deshalb sind moderne Brenner wie der MatriX-Strahlungsbrenner und der Matrix-Zylinderbrenner mit einer elektrischen Zündung ausgestattet. Es gibt verschiedene elektrische Zündungen, wie zum Beispiel:

• Zündtrafo
• Glühzünder

Der Vorteil moderner Zündungen ist, dass sie nur dann Energie verbrauchen, wenn die Verbrennung gestartet wird.

Brennstoffzufuhr und -aufbereitung

Wie die Brennstoffzufuhr erfolgt und ob eine Aufbereitung erforderlich ist, hängt vom jeweiligen Brennstoff ab. Gas strömt durch den Druck im Gasnetz automatisch in den Brenner, wenn das Gasventil geöffnet ist, eine Aufbereitung ist nicht nötig. Öl hingegen muss zum Öltank der Heizung transportiert und aufbereitet werden. Wie die Aufbereitung erfolgt, ist von der Art des Brenners abhängig, es gibt:

• Zerstäubungsbrenner
• Verdampfungsbrenner

In einem Zerstäubungsbrenner gelangt das Öl in staubfeinen Tröpfchen zur Flamme, im Verdampfungsbrenner wird das Öl vor der Verfeuerung verdampft.

Verbrennungsluftzufuhr

Für eine saubere Funktion des Brenners ist die Verbrennungsluftzufuhr entscheidend. Steht für die Verbrennung des jeweiligen Energieträgers nicht ausreichend Sauerstoff zur Verfügung, kommt es zu einer unvollständigen Verbrennung. Diese geht mit erhöhten Emissionen und einer geringeren Effizienz einher. Brenner lassen sich hinsichtlich der Verbrennungsluftzufuhr in zwei Kategorien unterteilen:

• Atmosphärische Brenner
• Gebläsebrenner

Atmosphärische Brenner werden vorwiegend bei Gasheizungen eingesetzt. Bei dieser Variante strömt zusammen mit dem Gas Luft in den Brenner. Gebläsebrenner werden bei Gasheizungen und Ölheizungen genutzt. Der Sauerstoff für die Verbrennung wird maschinell über ein Gebläse in den Brennraum geführt. Atmosphärische Brenner sind leiser und wartungsärmer als Gebläsebrenner, diese sind dafür besser regelbar.

Verbrennungsprozess

Brenner können diverse Flammenbilder beim Verbrennungsprozess aufweisen. Manche arbeiten mit lodernden Flammen wie bei einem Bunsenbrenner, andere mit einem flächigen Flammenbild. Flächenbrenner sind so konstruiert, dass sich das Feuer über eine Fläche verteilt. So verbrennt der eingesetzte Brennstoff besonders sauber und die gewonnene Wärme kann effizienter aufs Heizwasser übertragen werden. Außerdem lassen sich Flächenbrenner sehr kompakt konstruieren.

Leistungsregelung

Ein wichtiger Bestandteil des Brenners ist die Leistungsregelung. Über sie wird die Wärmeerzeugung an den schwankenden Bedarf angepasst. Bei modernen Heizungsanlagen erfolgt die Leistungsregelung per Modulation, das bedeutet, die Heizung regelt herunter, wenn weniger Wärmebedarf besteht, und herauf, wenn der Bedarf an Wärme steigt. Bei vielen alten Heizungen ist eine stufenweise Einstellung hingegen nicht möglich. Der Brenner arbeitet entweder unter Volllast oder schaltet ab. Durch diese Funktionsweise kann ein Brenner leicht auf 25 000 Starts pro Jahr kommen – das häufige Herunterfahren und Starten belastet die Technik, außerdem steigt dadurch der Energieverbrauch.

Vorteile von MatriX-Brennern

MatriX-Brenner zählen zur sogenannten Brennwerttechnik. Mit dieser Technik wird der Energiegehalt eines Brennstoffes zu fast 100 Prozent in Wärme umgewandelt. Brennwertheizungen haben einen deutlich höheren Wirkungsgrad als die alte Heizwerttechnik. MatriX-Brenner arbeiten effizient und verursachen dadurch weniger CO₂-Emissionen als Heizwertgeräte. Außerdem lassen sich die Stickoxid-Emissionen durch den Einsatz eines MatriX-Brenners senken – im Vergleich zu sehr alten Heizkesseln sogar um rund 90 Prozent. Dies liegt an der Flammentemperatur der MatriX-Brenner. Diese lassen keine Temperatur von mehr als 1300 °C zu, oberhalb dieses Werts steigt die Stickoxidbildung stark an. MatriX-Brenner sind leicht zu reinigen und zeigen bei einer Störung meist einen Fehlercode an, so dass direkt ersichtlich ist, wo das Problem liegt. Ersatzteile werden angeboten, so dass sich die Kosten bei einem defekten Bauteil in Grenzen halten.

Aufbau des MatriX-Strahlungsbrenners

Das Besondere am MatriX-Strahlungsbrenner ist sein halbkugelförmiger Flammkörper, der aus einem hitzebeständigen Edelstahlgewebe besteht. Der Brenner ist für die Befeuerung mit Gas konstruiert. An der Oberfläche des Edelstahlgewebes wird das einströmende Gas-Luft-Gemisch gezündet. Das Gas verbrennt nahezu flammenlos, also ohne sichtbare blaue Flammen: Das Edelstahlgewebe glüht und gibt einen Großteil der Wärme als Strahlung ab. Auf diese Weise bleibt die Verbrennungstemperatur niedrig. Ein weiterer Vorteil des MatriX-Strahlungsbrenners ist, dass er aufgrund seines pneumatischen Gas-Luft-Verbunds bei der Inbetriebnahme nicht eingestellt werden muss. Eine Nachregulierung der Verbrennungsluftmenge ist nicht erforderlich. Der MatriX-Strahlungsbrenner Typ VM III setzt sich aus diesen Bauteilen zusammen:

• Kesseltür
• Gebläse
• Anzeige- und Bedieneinheit
• Luftdruckwächter
• Gasanschlussrohr
• Gaskombiregler
• Venturi-Mischrohr
• Drehschieberklappe mit Stellmotor (nur bei 248 und 314 kW)
• Flammkörper
• Zündelektroden
• Ionisationselektrode
• Wärmedämmblock
• Gasfeuerungsautomat
• Zündeinheit
• Gasabsperrhahn

Der MatriX-Zylinderbrenner und sein Leistungsbereich

Der MatriX-Zylinderbrenner besitzt ebenfalls einen Flammkörper aus hitzebeständigem Edelstahl, allerdings ist dieser zylinderförmig. Er wird mit Gas befeuert. Wie beim MatriX-Strahlungsbrenner wird das Luft-Gas-Gemisch am Edelstahlgewebe entzündet. Das Gas brennt radial, das heißt, es strahlt von dem zylindrischen Flammkörper ab. Das Edelstahlgewebe des MatriX-Zylinderbrenners hält Glühen ebenso wie lodernden blauen Flammen stand, dementsprechend verfügt der Brenner über einen großen Leistungsbereich. Der Modulationsbereich des MatriX-Zylinderbrenners reicht von 33 bis 100 Prozent. Vorteile des MatriX-Brenners sind, dass er geräuscharm und umweltschonend arbeitet. Die wichtigsten Bauteile eines MatriX-Zylinderbrenners sind:

• Zylinderflammkörper
• Zündelektrode
• Ionisationselektrode
• Radiallüfter
• Brennertür
• Zündgerät
• Venturi-Verlängerung