Das Projekt "Entwicklung und Erprobung der Porenbrennertechnik für Ölbrenner" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Erlangen-Nürnberg, Institut für Verfahrenstechnik, Lehrstuhl für Strömungsmechanik durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Der Wärmebedarf von Wohneinheiten nimmt, flankiert durch Vorgaben des Gesetzgebers, in Zukunft weiter ab. Parallel dazu werden die Grenzwerte für die maximal zulässigen Schadgasemissionen der Heizanlagen verschärft und die emissionsintensiven und im intermittierenden Betrieb bei Teillast sehr häufigen Start/Stop-Betriebsphasen konventioneller Öl-Heizsysteme strenger bewertet. Ziel dieses Vorhabens ist es, die für die Verbrennung gasförmiger Brennstoffe bereits erfolgreich demonstrierten Vorteile der Porenbrennertechnik (sehr niedrige Schadstoffemissionen, äußerst breiter Bereich der Leistungsmodulation bis 1:20, hohe Energiedichte und damit kleine Baugröße, minimale Geräuschemission) auch für die Verbrennung von Heizöl nutzbar zu machen. In Verbindung mit einem neuen Konzept für die Öl-Brennwerttechnik erschließt diese Technologie ein hohes Einsparpotenzial hinsichtlich Energieverbrauch und Schadstoffemissionen. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden: Auf der Basis bestehender Ansätze und Labormuster für die Porenbrennertechnik mit flüssigen Brennstoffen wurde zunächst ein Gerätekonzept erarbeitet. Zur Verdampfung des Öls wurde ein Kalte-Flamme-Verdampfer speziell für die vorliegende Applikation konstruiert und mit der neuen emissionsarmen, kompakten Porenbrennertechnik kombiniert. Die Arbeiten bzgl. des Kalte-Flamme-Verdampfers konzentrierten sich einerseits auf die Zündung der kalten Flammen, die üblicherweise vorgewärmte Luft benötigen, deren externe Aufheizung energetisch ungünstig ist und andererseits auf die Vermeidung von Selbstzündungen im Verdampfer. Ein besonderer Schwerpunkt lag bei der Einstellung des optimalen Wärmehaushaltes des Brenner-Verdampfersystems sowie der Entwicklung neuartiger Keramiken, die den extremen Betriebsbedingungen standhalten können. Die Arbeiten am kombinierten Neutralisationsbad und Brennwertmodul konzentrierten sich auf die Einhaltung der vollständigen Neutralisation und Kondensation des Abgases. Die Realisierung einer hohen Leistungsmodulation von ca. 1:10 erwies sich von Anfang an als erreichbar. Aus diesem Grund wurden nicht, wie ursprünglich geplant, 2 Gerätegenerationen mit jeweils 3 Prototypen und einer Leistungsmodulation von jeweils 1:5 und 1:10, sondern insgesamt 4 Prototypen mit der vollen Leistungsmodulation von 1:10 realisiert. Als poröse Struktur wurde ein Al2O3-Porenkörper anstelle der im Projektplan vorgesehenen SiC-Keramik genutzt, weil sich die SiC-Keramiken zunächst als thermisch instabil erwiesen hatten. Der spätere Wechsel von der Al2O3-Brennraumkeramik auf den nach intensiver Optimierung eine sehr gute thermische Stabilität aufweisenden SiC-Porenkörper war nicht ohne Weiteres möglich, da das System äußerst empfindlich gegenüber Veränderungen am Wärmehaushalt reagierte. ...