© Vaillant, Gernot Walter

Flexible Verbrennung für jedes Gasgemisch

Die Qualität von Gas zum Heizen schwankt immer häufiger, die klassische pneumatische Gemischregelung in Brennwertgeräten kommt somit an ihre Grenzen. Die Vaillant Group setzt deshalb mit dem Verbrennungssystem IoniDetect auf eine elektronische Lösung.


Bis vor gar nicht so langer Zeit war die Sache mit dem Gas noch einfach: Die Versorgung einer bestimmten Region erfolgte über Jahrzehnte hinweg aus dem gleichen Gasfeld. Hersteller von Heizthermen konnten sich also darauf verlassen, dass sie bei der Auslegung ihrer Verbrennungssysteme von konstanter Gasqualität ausgehen können. Doch der Markt befindet sich im Wandel. Große Gasfelder, wie zum Beispiel in den Niederlanden, versiegen, neue Quellen werden erschlossen. Und die werden immer vielfältiger: Neben Erdgas strömen künftig Wasserstoff, Flüssiggas oder Biomethan durch die Leitungen.

Wir brauchen jetzt Geräte, die sich automatisch an verschiedene Gasqualitäten anpassen.

Sven Schicke, Seniorprojektleiter Vaillant Group

Sven Schicke, Senior Projektleiter der Vaillant Group, hatte deshalb die Aufgabe, die Gasbrennwertgeräte fit für diese Zukunft zu machen. Vor 23 Jahren fing er beim Unternehmen in Remscheid im Einkauf an, heute ist er in der Produktentwicklung für Wärmezellen zuständig. In seiner Laufbahn hat er erlebt, wie die Brennwert- die Heizwerttechnologie ablöste und begleitet nun einen neuen Umbruch. „Wir brauchen jetzt Geräte, die sich automatisch an die verschiedenen Gasqualitäten anpassen“, sagt Schicke.

Vom pneumatischen zum elektronischen Verbund

Bisher sind in Brennwertthermen sogenannte pneumatische Verbundsysteme aus Gebläse, Venturi und Gasventil der Stand der Technik. Das Prinzip: Das Gebläse saugt die Luft an, durch die Verjüngung des Venturis wird dabei ein Unterdruck erzeugt, der die Gaszufuhr über das Ventil steuert. Richtig eingestellt, entsteht so die optimale Mischung aus Sauerstoff und Brennstoff. Doch wenn sich die Gasqualität ändert, stimmt das Mischungsverhältnis nicht mehr und die Verbrennung verläuft nicht optimal.

„Wir benötigten daher ein System, mit dem sich das Gas-Luft-Gemisch automatisch regeln lässt“, erklärt Schicke. Die Lösung: ein elektronisches Verbundsystem. Das Mischverhältnis wird hier nicht über den Unterdruck gesteuert, sondern durch die elektronische Regelung des Gasventils. Damit das Ventil weiß, wie viel Gas es zur Verfügung stellen soll, benötigt es eine Kenngröße. Eine, die Aufschluss über die Güte der Verbrennung gibt, um gezielt nachregeln zu können. Und wo könnten diese Daten besser gewonnen werden als in der Flamme selbst?

Es ist immer gut, solche Entwicklungen mit einem Lieferanten zu machen, der schon Erfahrung hat und mit dem es eine langjährige Zusammenarbeit gibt.

Sven Schicke, Seniorprojektleiter Vaillant Group

Schicke und sein Team setzten daher auf eine bereits bewährte Lösung: die Ionisationstechnologie. Diese macht sich zunutze, dass die Flamme elektrisch leitfähig ist. Wenn eine Spannung angelegt wird, kann über eine Elektrode direkt in der Flamme der sogenannte Ionisationsstrom gemessen werden. Daraus lassen sich Rückschlüsse auf die Verbrennungsqualität ziehen: Ist der Strom zu schwach, bekommt das Ventil das Signal, mehr Gas zu liefern, ist er zu hoch, drosselt es.

Hier kam es Schicke sehr gelegen, dass er mit ebm-papst einen Partner an der Seite hatte, der sich mit solchen Systemen bereits auskannte. „Das ist immer gut, solche Entwicklungen mit einem Lieferanten zu machen, der schon Erfahrung hat und mit dem es eine langjährige Zusammenarbeit gibt“, sagt Schicke. In enger Kooperation tüftelten die Entwicklungspartner eine auf Vaillant zugeschnittene Lösung aus. Zum Einsatz kommt ein Gasgebläse der Baureihe RadiMix und das für den elektronischen Verbund konzipierte Gasventil F01. Vaillant taufte dieses neue Verbrennungssystem IoniDetect.

Mehr Modulation möglich

Aber nicht nur die präzisere Regelung der Verbrennung ist ein großer Vorteil. Mit dem elektronischen Verbund lässt sich auch ein höherer Modulationsgrad erreichen. Statt 1 : 5, wie im pneumatischen Verbund normalerweise realisiert, ist nun ein Regelungsbereich von 1 : 10 möglich. „Wenn man sich nur die Hände waschen will, braucht man ja nicht die volle Power“, sagt Schicke.

Langfristig werden die elektronischen Verbundsysteme die pneumatischen ablösen. 

Sven Schicke, Seniorprojektleiter Vaillant Group

Nach und nach möchte die Vaillant Group die IoniDetect -Technologie auf alle Geräte ausweiten. Mit den wandhängenden Geräten haben sie schon mal angefangen. Schicke ist überzeugt: „Langfristig werden die elektronischen Verbundsysteme die pneumatischen ablösen. Aber es dauert noch, bis dieser Substitutionsprozess abgeschlossen ist. So wie das beim Wandel von den Heizwert- zu den Brennwertthermen auch war.“ 

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