Das ProCondens-System


Funktion

Nach den Kondensationstabellen für Brenngase kondensiert der Wasserdampf in den Abgasen aus Öl unter ca. 47°C, bei Erdgas liegt der Taupunkt unter ca. 57°C, entsprechend dem Wasseranteil im Gasgemisch.

Da beim ProCondens-Brennwertkessel systembedingt durch die Kühlung der Rauchgase mit der angesaugten Frischluft die Abgastemperatur immer unterhalb von 47°C/57°C liegt, ist eine permanente Kondensation (Dauerkondensation), unabhängig von der Höhe der Rücklauftemperatur, gegeben. Damit ist eine permanente Brennwertnutzung eines Teils der latenten (nicht fühlbaren) Wärme in Form von Wasserdampf durch Kondensation gegeben.

Die heißen Verbrennungsgase werden nach der Brennkammer durch zwei Wärmetauscher geführt, wodurch eine hervorragende Energieausnutzung erzielt wird. Der erste Wärmetauscher wird vom Wasser des primären Heizkreises (Kessel) durchströmt und kühlt das Abgas bis auf ca. 70°C herunter. Der zweite patentierte Wärmetauscher (DBP 19833366) aus einem speziellen Kunststoff, der in einem Präzisions-Thermoformverfahren (ProTwin-Technologie) gefertigt wird, ist ein echter Gegenstromwärmetauscher und entzieht den Rauchgasen einen Teil latenter Energie (im Wasserdampf enthalten), wobei er diese (im Ölbetrieb) bis auf ca. 40-45°C abkühlt. Bei diesem Kondensationsprozess ergibt sich eine zusätzliche Energieausnutzung. Die zurückgewonnene Energie wird durch die vorgewärmte Verbrennungsluft dem System wieder zugeführt.

Der Kondensationsgrad des Kessels hängt damit nicht von der Rücklauftemperatur, sondern hauptsächlich von der Außentemperatur (Zuluft) ab. Dies bedeutet, daß der ProCondens Brennwertkessel seinen optimalen Wirkungsgrad dann erreicht, wenn höchste Leistung gefordert wird - im Winter! Das bedeutet, das System ProCondens arbeitet ohne Einschränkungen permanent und ganzjährig im Brennwertbereich. Beim ProCondens-Brennwertsystem sind folgende Sonderleistungen nicht erforderlich:

Das ProCondens-Brennwertsystem ist zudem mit einem Öl- bzw. Gasgebläsebrenner mit höchstem Wirkungsgrad ausgerüstet. Bei Ölfeuerung kommen Blaubrenner modernster Ausführung zum Einsatz.

Durch die stets hohe Kondensatbildung wird auch ein Großteil des im Brennstoff vorhandenen Schwefels ausgewaschen und neutralisiert. Diese Entschwefelung bringt einen deutlichen Umweltschutzbeitrag und hilft somit die Bildung von "saurem Regen" zu reduzieren.


Komponenten

Brennkammer

Die Brennkammer des ProCondens-Brennwertsystems ist aus hochwertigem Kesselstahl gefertigt. Beim PC35 - PC100 ist es eine glatte, kalte Brennkammer und alle Teile sind wasserumströmt. Gleichzeitig wird die Brennkammer immer mit einem gleichmäßigen, durch das Abgasgebläse erzeugten Unterdruck betrieben. Beim PC15 - PC25 kommt eine neuentwickelte Brennkammer zum Einsatz, so dass diese Systeme ohne Abgasgebläse auskommen. Die Reinigung der Brennkammer kann problemlos nach Abnahme der Frontverkleidung und Brennerplatte bzw. Aufklappen der Brennertüre vorgenommen werden.

Stahlwärmetauscher

Die heißen Gase strömen nach Verlassen der Brennkammer durch speziell profilierte Rauchgaszüge, wobei das Wasser in entgegengesetzter Strömungsrichtung zum Abgas fließt. Das Abgas wird seinerseits durch mehrere Umleitungen zu einer optimalen Übertragung der Wärme an das gegenströmende Kesselwasser bewegt. Dabei wird es auf eine Temperatur von ca. 70°C abgekühlt; das Wasser im heißen Teil wird dadurch bis auf 60-80°C erwärmt. Um den nachgeschalteten Kunststoffwärmetauscher im Abgasweg im Störungsfall (durch stark verschmutzte Rauchgaszüge wegen mangelnder Reinigung) vor zu hoher Temperaturbelastung zu schützen, ist zwischen den beiden Wärmetauschern im Abgasweg ein Temperaturbegrenzer montiert, der die Anlage bei überschreiten von 95°C automatisch abschaltet. Die Heizungsanlage muß in diesem Fall manuell wieder entriegelt werden.

Kunststoffwärmetauscher

Der im unteren Teil des ProCondens angebrachte patentierte ProTwin-Kunststoffwärmetauscher wird im Inneren durch die vom Brenner angesaugte Frischluft durchströmt. Die heißen Abgase strömen im Gegenstrom zur Frischluft mit gleichmäßiger Geschwindigkeit durch die Züge des Kunststoffwärmetauschers. Dabei geben diese ihre einen weiteren Teil noch ungenutzter Wärmeenergie an die angesaugte Frischluft ab, die dadurch auf bis zu 60°C vorgeheizt wird.
Gleichzeitig wird ein Teil der im Wasserdampf enthaltenen latenten Wärme durch die Kondensation an die Brennerluft übergeben. Bei diesem Prozeß wird das Abgas im Ölbetrieb auf ca. 45-55°C abgekühlt.
Der Wärmetauscher besteht aus speziellem temperaturbeständigem Kunststoff. Durch die absolute Korrosionsfestigkeit dieses Materials wird nichts abgelöst, es kommt zu keiner Schwermetallbelastung im Kondensat, wie dies bei den meisten Systemen der Fall ist. Das ProCondens-Sytem produziert daher keinen Sondermüll. Hinter dem Kunststoffwärmetauscher ist ein Sicherheitstemperaturbegrenzer angebracht, der die Anlage bei Abgastemperaturen von über 60°C abschaltet; einhundert Grad Celsius unterhalb normaler Abgastemperaturen mancher Konkurrenzprodukte!

Neutralisationsbox

Der Behälter mit Granulatfüllung aus Magnesiumhydroxid dient zur Neutralisation des anfallenden Kondensats bei Ölfeuerung, das durch die Abkühlung der Rauchgase im Kunststoffwärmetauscher entsteht. Das Kondensat durchläuft dabei nacheinander einen in Segmente unterteilten Behälter, wobei in einer chemischen Reaktion die schwefelige Säure in Magnesiumsulfat umgewandelt wird. Das Kondensat ist somit unbedenklich und kann mit einem pH-Wert von ca. 7 (neutral) in die Kanalisation eingeleitet werden.

Abluftgebläse

Da das ProCondens-Brennwertsystem mit seinen permanent niedrigen Abgastemperaturen keine Thermik in der Abgasanlage erzeugen kann, werden diese durch ein Fördergebläse abgezogen (außer PC 15 und PC 25). Durch die elektronische Drehzahlregelung des Abluftgebläses wird ein konstanter Unterdruck (0,25 mbar) in der Brennkammer erzeugt und eine gleichmäßige Strömungsgeschwindigkeit der Abgase an den Oberflächen der beiden Wärmetauscher gewährleistet. Dies führt zu optimalen Arbeitsbedingungen des Brenners, was im Ergebnis zu minimalen Startemissionen (schwere Kohlenwasserstoffe CxHy) und einem stabilen Langzeitverhalten des Brenners führt.

Unterdrucküberwachung

Die Förderung der Abgase wird über den Unterdruck in der Brennkammer überwacht. Bricht dieser zusammen oder sinkt sie unter eine definierte Grenze (z.B. Blockade der Abgasleitung), wird der Brenner abgeschaltet. Die Regelung überprüft in mehreren Versuchen ob ein ordnungsgemäßer Betrieb wieder möglich ist und schaltet bei negativem Ergebnis den Kessel vollständig ab. Es wird eine Störmeldung mit entsprechendem Hinweis ausgegeben.

Kesselkreispumpe

Um einen gleichmäßigen Durchfluß des Heizungswassers durch den Kesselkreislauf zu gewährleisten und gleichzeitig ein Absinken der Temperatur im Rücklauf unter den Taupunkt zu verhindern, ist im Kesselkreislauf eine Umwälzpumpe (Kesselkreispumpe) eingebaut. Diese Pumpe wird nur bei Bedarf angesteuert, um elektrische Energie zu sparen.

Rücklauftemperaturfühler

In der Rücklaufleitung innerhalb des Kessels ist ein Temperaturfühler angebracht, der die aktuelle Rücklauftemperatur erfaßt und an die Regelung zur weiteren Verarbeitung meldet. Die eingestellte minimale bzw. maximale Rücklauftemperatur bestimmt den Einschalt- bzw. Auschaltzeitpunkt des Brenners.

ProControl-Regelung

Zur Regelung des Kessels mit seinen Komponenten wurde eine eigene Regelung entwickelt. Diese Regelung besitzt eine Klarschriftanzeige; der Betreiber wird durch den Text in die Bedienung eingeführt. Oben im Gehäuse des Kessels eingebaut, steuert die Regelung alle Funktionen des Kessels, des Brenners, wie auch die Heizkreise und die Warmwasserbereitung.

Um den Kessel im metallischen Bereich vor Korrosion zu schützen, wird bei Unterschreitung von 53°C am Rücklauffühler der intern eingebaute Vierwege-Mischer automatisch zugeregelt. Dabei wird warmes Vorlaufwasser beigemischt, so daß die Rücklauftemperatur wieder ansteigt. Damit wird ein weiteres Absinken der Rücklauftemperatur und eine Taubildung im Metallwärmetauscher automatisch verhindert. Ein Kaltfahren des Kessels z.B. über Nacht ist selbstverständlich möglich.

Mit der ProControl-Regelung können je nach Ausstattungsvariante bis zu drei Heizkreise unabhängig voneinander zeit-, kurven- und außentemperaturabhängig gefahren werden. Es stehen pro Tag mehrere Blöcke zur Verfügung. Die Vorgabe kann sowohl fest, als auch durch den im Lieferumfang enthaltenen Außenfühler erfolgen. Der integrierte Mischer wird für den ersten Heizkreis verwendet.

Die Warmwasserbereitung wird über die Regelung standardmäßig gefahren und kann genau wie die Heizkreise abgesenkt werden. Einmal pro Woche kann durch ein Hochheizen der Legionellenschutz aktiviert werden.


Abgas- und Frischluftzuführung

Beim Einsatz eines modernen Niedertemperaturkessels wird fast immer eine kostenintensive Kaminsanierung bzw. der Einbau eines feuchteunempfindlichen Kamins notwendig, da durch die für die meisten alten Kamine zu niedrigen Abgastemperaturen (ca. 100-160°C) eine Betauung im Abgasweg stattfinden kann.

Aufgrund der dauerhaft niedrigen Abgastemperaturen kann beim ProCondens ein modernes und günstiges Kunststoff LAS (Luft-Abgas-System) verwendet werden. Dies ist bis zum Kaminschacht doppelwandig ausgeführt, d.h. im Inneren werden die Abgase geführt und in der äußeren Schale wird die Frischluft aus dem verbliebenen Ringspalt des Schachtes angesaugt. Im Schacht wird nur ein zugelassenes Kunststoffrohr mit Abstandhaltern verlegt.

Die Abgase können alternativ an der Außenwand des Gebäudes bis über den Dachvorsprung geführt werden. Dazu muß die Anlage doppelwandig ausgeführt werden. Es besteht ebenflass die Möglichkei einer Dachheizzentrale. Dabei wird die Abgasführung direkt doppelwandig durch die Dachhaut geführt.


Heizraumbelüftung

Wird eine doppelwandige Abgasleitung (LAS) verwendet, erfolgt ein sogenannter raumluftunabhängiger Betrieb und es kann auf eine Be- und Entlüftung des Heizraumes verzichtet werden. Dieses ist besonders wichtig, da damit die thermische Hülle des Gebäudes nicht versehrt wird, was ansonsten zu weiteren Auskühlverlusten führen würde. Diese Verluste werden im übrigen bei raumluftabhängingen Anlagen nicht in den Wirkungsgrad miteinbezogen, obwohl diese Verluste de fakto entstehen.