Entwicklung eines Pflanzenölbrenners

Flex³ – Entwicklung eines neuartigen Zerstäubungsverfahrens für flüssige fossile und regenerative Brennstoffe

Kurzbeschreibung

Neue Energieeinsparverordnungen, energetische Modifizierung der Gebäudealtbestände und die immer geringeren benötigten Energiemengen in Form von Wärme und Strom in Neubauten, wie zum Beispiel in Niedrigenergiehäusern, führen in naher Zukunft zu einer drastischen Veränderung der erforderlichen Heizungstechnik. Durch die Sanierungen in Altwohnbeständen und den Neubau von Niedrigenergiehäusern wird in Einfamilienhäusern eine Heizleistung von deutlich kleiner 10 kW benötigt. Die heute zum Stand der Technik zählenden Brennersysteme für flüssige Energieträger wie Heizöl EL sind dann nicht mehr wettbewerbsfähig. Die Leistung der meisten Ölbrennersysteme ist zu groß und / oder ihre Modulationsfähigkeiten sind für eine optimale Nutzung und Ausschöpfung der Energieträger zu gering.

Arbeitsziele des Projekts

In dem geplanten Vorhaben wird ein neuartiges Gemischaufbereitungs- und Zerstäubungsverfahren zur schadstoffarmen Verbrennung entwickelt, um Brennersysteme für flüssige, fossile sowie regenerative Brennstoffe im kleinen Leistungsbereich (ab 5 kW) zu realisieren und mit einem zweiten Ansatz die Leistungsmodulation zu erweitern (ca. 1:5), so dass sie mit handelsüblichen Gasbrennersystemen konkurrieren können.

Die Verwendung konventioneller gasförmiger und flüssiger Energieträger wie Erdgas und Heizöl EL ist bei Verbrennungsprozessen Stand der Technik. Pflanzenölbrenner im unteren Leistungsbereich (<12 kW) und Ölbrennwertgeräte mit hoher Modulierfähigkeit bieten dagegen noch Forschungs- und Entwicklungsbedarf und werden aus diesem Grund erst vereinzelt auf dem Heizungsmarkt angeboten. Im Gegensatz zu herkömmlichen Heizölbrennern, die für unbehandelt biogene Brennstoffe ungeeignet sind, wird in diesem Projekt durch die Verwendung einer Mikroemulsion und eine optimierte Düsen- und Brennerentwicklung die Möglichkeit des Einsatzes von Pflanzenölen und die Erhöhung der Modulationsfähigkeit angestrebt.

Arbeitsaufgaben OWI

• Systemauslegung, Identifizierung der Prozessparameter der Zerstäubungseinheit, des Flammrohres und der Brennkammer
• Funktionsnachweis des Gesamtsystems durch Validierung des schadstoffarmen Verbrennungsprozesses anhand verfahrenstechnischer Abgasanalysen
• Strömungstechnische Auslegung des Brenners und der Brennkammer
• Lösungsfindung für die Vermeidung von Ablagerungen

Projektpartner

• aDROP GmbH
  Projektschwerpunkt: Entwicklung einer getakteten Einspritzung zur Erreichung hoher Leistungsmodulation
• Blue Production GmbH & Co. KG
  Projektschwerpunkt: Konstruktion und Fertigung der Mikroapparate in einem Fluidsystem mit innovativer Schichtbauweise
• Eckerle Industrie-Elektronik GmbH
  Projektschwerpunkt: Entwicklung einer funktional angepassten Hochdruckpumpe für neuartiges Brennersystem und Brennstoff-Wasser-Emulsion
• Institut für Mikroverfahrenstechnik (IMVT) am Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
  Projektschwerpunkt: Entwicklung funktional angepasster Mikroapparate zur Gemischaufbereitung flüssiger Brennstoffe
• Meku Energie Systeme GmbH & Co. KG
  Projektschwerpunkt: Entwicklung eines Flammrohres mit integriertem Mischsystem für hochmodulierbare Brenner sowie Mitverantwortung für die Brennerentwicklung
• OWI Oel-Waerme-Institut GmbH
  Projektschwerpunkt: Entwicklung einer Brennkammer für hochmodulierbare Brenner und flüssige Brennstoffe
• Zentrum für BrennstoffzellenTechnik GmbH
  Projektschwerpunkt: Entwicklung eines Hochdruckgemischaufbereitungsverfahrens mit getakteter Einspritzung zum Betrieb hochmodulierbarer Brenner

Projektförderung

Das Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Projektlaufzeit

Juni 2012 bis Dezember 2014