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Flexibles System aus Lüfter, Gasventil und Venturimischer

Optimierte Komponenten für weiten Modulationsbereich bei Gasbrennwertgeräten


Gas als umweltfreundliche Wärmequelle hat gleich mehrere Vorteile. In Verbindung mit modernen Gas-Brennwertheizungen wird der Brennstoff bestmöglich in Nutzwärme umgewandelt. Gasbrennwertgeräte bauen sehr klein, sind langlebig und sehr leise. Auf dem Markt sind daher für praktisch jeden Einsatzfall optimal angepasste Heizgeräte zu finden. Um diese Geräte möglichst kompakt zu bauen und dabei der vielfältigen Varianz gerecht zu werden, gibt es nun eine neue, sehr kompakte Einheit bestehend aus Lüfter, Venturi und Gasventil. Sie deckt den großen Leistungsbereich von 2 bis 35 kW ab und lässt sich einfach an unterschiedliche Einbaubedingungen im Gasbrennwertgerät anpassen. Das spart Zeit und Geld bei Konstruktion und Lagerhaltung.
Moderne Gasbrennwertgeräte gibt es in einer großen Variantenvielfalt. Kernstück eines solchen Gerätes ist aber immer die Gemischaufbereitung, sprich die optimale Dosierung und Aufbereitung des Brennstoff-Luft-Gemischs. Hier bietet nun der Spezialist für moderne Brennwertsystemtechnik ebm-papst Landshut mit dem NRV 77 ein neues System an, das flexibel an die unterschiedlichsten Leistungs- und Einbauanforderungen angepasst werden kann. Ziel der Innovation war bei möglichst kleinen, kompakten Abmaßen einen großen Leistungsbereich abzudecken und gleichzeitig die Anordnung der Komponenten bei der Integration in das Gasbrennwertgerät variieren zu können. Desweiteren wird mit dem NRV 77 der Entwicklung immer kleiner werdenden Heizleistungen Rechnung getragen.

Das Ganze ist mehr als die Summe seiner Einzelteile

Die Gemischaufbereitung setzt sich aus mehreren Einzelkomponenten zusammen. Neben dem Ventilator für die Verbrennungsluft und dem Gasventil ist das neu entwickelte Venturi die Schlüsselkomponente zum Erfolg. Alle drei Komponenten müssen für die jeweils geforderte Heizleistung optimal aufeinander abgestimmt sein. Nur so ist eine effiziente, schadstoffarme Verbrennung gewährleistet.

Der Ventilator: immer der richtige Volumenstrom

Bild 1: Typische CO2–Kennlinie

Im Falle der Frischluftförderung bedeutet dies, dass der eingesetzte Ventilator den Volumenstrom immer zuverlässig fördern kann, der für Heizleistungen von 2 bis 35 KW notwendig ist. Grund hierfür ist die Verwendung eines Ventilators mit vergleichsweise kleinem Lüfterraddurchmesser. Dies ermöglicht bei noch gut regelbarer, minimaler Drehzahl kleine Volumenströme zu erreichen. Um auch den oberen Leistungsbereich ab zudecken, sind nun Drehzahlen bis zu 11.500 U/min erforderlich.
Die hohe Drehzahl und die für den Einsatz in der Heizung gewünschte lange Lebensdauer erfordern dabei aber eine besondere Lagerauslegung. Es gilt daher, die Lagergeometrie und vor allem die Schmierung an diese Bedingungen anzupassen. Ausgesuchte Fette mit idealer Viskosität, Temperaturverhalten und Alterungsstabilität geben dabei den Ausschlag. Aufwendige (Dauer-) Prüfstandsversuche in Verbindung mit der langjährigen Erfahrung halfen bei der Suche nach dem optimalen Schmierstoff für eine drehzahlfeste Lagerung bei Lebensdauerschmierung.

Das Gasventil: großer Modulationsbereich

Bild 2: NRV 77 mit Gasventil

Bei kleinsten Heizleistungen sind die benötigten Brenngasmengen geradezu winzig. NRV-Systeme haben einen Modulationsbereich von 1:7, über den die Luftzahl der Verbrennung gesteuert werden muss. Hierbei ist die sogenannte Hauptmengendrossel des Gasventils ein wichtiges Element. Sie besteht aus einem drehbaren Kunststoffteil, das auf einem Blech fixiert ist. Die Teile müssen zueinander möglichst dicht sein, damit sichergestellt wird, dass die gesamte Gasmenge durch die Hauptmengendrossel geführt wird und keine Leckageströmungen an der Drossel vorbei entstehen. Die Leckageströmung hätte einen negativen Einfluss auf die minimale Heizleistung. Außerdem muss die Drossel (Kunststoffteil) leicht beweglich sein, damit die Luftzahl der Verbrennung bei Nennlast eingestellt wird.
Ziel war es hier einen möglichst guten Kompromiss zu finden, was durch tempern des montierten Kunststoffteils im Blech und Optimierungen am Blechteil erreicht wurde. So konnte eine ideal bewegliche und weitgehend dichte Hauptmengendrossel realisiert werden.

Der Venturimischer

Bild 3: Power range Multi Venturi NRV 77

Zur Erzeugung des notwendigen Unterdrucks, durch den die richtige Gasmenge durch das Gasventil dosiert wird, werden häufig Venturidüsen eingesetzt. Mit einem einzelnen Venturi ist der komplette Leistungsbereich des Ventilators und des Gasventils nicht abzudecken. Jede neue Venturidüse bedeutet aber auch ein neues Werkzeug.
Um für unsere Kunden eine flexible und kostengünstige Lösung zu finden, wurde ein Venturi entworfen, in das ein Verdrängungskörper integriert ist. Dessen Durchmesser ist leicht durch einen Einsatz im Gesamtwerkzeug anzupassen, verschlechtert dabei aber nicht die Performance der Venturi. Zusätzlich ist das gesamte Venturi flexibel in verschiedenen Anbauoptionen am Lüfter befestigbar. Diese patentierte Lösung nennen wir Multiventuri.

Technik in Zahlen

Durch die Multiventuri-Lösung können ohne Investkosten in neue Werkzeuge nun auch Systemlösungen (Gas-Luft-Verbund) in kundenspezifischer, kleinerer Jahresstückzahl preiswert angeboten werden. Zum Produktstart des NRV 77 gibt es drei Leistungsklassen, die den Leistungsbereich von 2 bis 35 KW abdecken. Dabei ist das Gasventil je nach Anbaugegebenheiten in bis zu 15 unterschiedliche Positionen drehbar. Zwischen Multiventuri und Ventilatorgehäuse wird eine Flüssigdichtung eingebracht. Diese Dichtstelle wird zu 100 % im Werk abgeprüft.
Der neue Gas-Luft-Verbund NRV 77 erlaubt durch den weiten Leistungs-Regelbereich den Einsatz in einer Vielzahl unterschiedlicher Gasbrennwertgeräte. Durch die große Leistungsvarianz reduziert sich die Lagerhaltung; die Konstruktion kann durch die Flexibilität auf einheitliche Standardkomponenten zurückgreifen. Das spart Kosten und Zeit bei Entwicklung und Produktion und verbessert die Marktchancen durch bessere Qualität bei günstigem Preis.

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