Zündflamme

Eine Zündflamme ist eine kleine Gasflamme , üblicherweise mit Erdgas oder Flüssiggas betrieben , die als Zündquelle für einen leistungsstärkeren Gasbrenner dient. Ursprünglich brannte die Zündflamme permanent, was jedoch Gas verschwendete. Heute ist es üblicher , Brenner elektrisch zu zünden, aber Gaszündflammen werden weiterhin verwendet, wenn eine Zündquelle mit hoher Energie benötigt wird, beispielsweise zum Anzünden eines großen Brenners.

Am 13. Mai 1922 wurde in den Vereinigten Staaten ein Patent für ein „Sicherheitsgaskontrollsystem“ von zwei Angestellten der Public Service Gas Company mit Sitz in Newark, New Jersey, Conrad Shuck Jr. und George Layer, angemeldet. ^{[ 1 ]}

Der Begriff „Kontrollleuchte“ wird gelegentlich auch für eine elektrische Kontrollleuchte verwendet, die aufleuchtet, um anzuzeigen, dass elektrische Energie verfügbar ist oder dass ein elektrisches Gerät in Betrieb ist.

Gängige Anwendungsbereiche sind Warmwasserbereiter , Zentralheizungen , Kamine , Flammenwerfer und Heißluftballons . Während in den meisten Großküchen nach wie vor Zündflammen für Brenner, Öfen und Grills verwendet werden, nutzen moderne Systeme in Privathaushalten eine elektrische Zündung. Diese ist bei modernen ferngesteuerten Kaminen allgemein als Standby-Funktion bekannt.

In Erdgasheizungen, Warmwasserbereitern und Raumheizungsanlagen ist normalerweise ein Sicherheitsabschalter eingebaut, der die Gaszufuhr zur Zündflamme und zum Heizsystem durch ein elektrisch betätigtes Ventil unterbricht , wenn die Zündflamme erlischt. Dieser Sicherheitsabschalter erkennt die Zündflamme üblicherweise auf eine von mehreren Arten:

• Eine Flammengleichrichtungsvorrichtung . ^{[ 2 ]}
• Ein mit Quecksilber gefüllter Sensor misst die Hitze der Zündflamme. Durch die Kontraktion des Quecksilbers entsteht ein ausreichender Druck, um einen elektrischen Schalter zu betätigen, der den Stromfluss unterbricht und das Gasventil schließt, sobald die Zündflamme erlischt.
• Ein Fotowiderstand dient zur Erfassung des Lichts der Zündflamme. Sobald die Zündflamme erlischt, schließt eine mit dem Fotowiderstand verbundene elektrische Schaltung das Gasventil.
• Die Verwendung eines Zündgenerators oder eines Thermoelements in der Flamme gewährleistet die Sicherheit von Heizgeräten, da dadurch genügend elektrischer Strom aus der brennenden Flamme erzeugt wird, um das Gasventil offen zu halten. Erlischt die Zündflamme, kühlt der Zündgenerator ab, der Stromfluss wird unterbrochen und das Gasventil schließt sich.

Andere Anlagen nutzen ein nicht-elektrisches Verfahren, bei dem die Zündflamme ein Bimetallelement oder ein gasgefülltes Rohr erhitzt, um durch mechanischen Druck das Gasventil offen zu halten. Fällt die Zündflamme aus, schließt das Ventil. Um das System wieder in Betrieb zu nehmen, muss das Ventil manuell offengehalten und die Zündflamme entzündet werden. Anschließend muss das Ventil so lange offengehalten werden, bis das Element ausreichend erhitzt ist, um das Ventil offen zu halten. Nicht-elektrische Systeme eignen sich für Anlagen, die keinen Strom benötigen.

Die oben genannten Methoden sind Beispiele für die Anwendung von ausfallsicheren Sicherheitsvorkehrungen.

Bei Heizsystemen mit Zündflamme in Wohnhäusern wird geschätzt, dass die Hälfte des Gesamtenergieverbrauchs auf die Zündflamme zurückzuführen ist. Jede Zündflamme verbraucht durchschnittlich zwischen 70 und 500 Watt Gasleistung (zwischen 2 und 16 Gigajoule pro Jahr). ^{[ 3 ] [ 4 ]} Die Wärme der Zündflamme wird in vielen Geräten (Heizkessel, Raumheizer, Warmwasserbereiter) in der Regel im selben Brennraum wie der Hauptbrenner abgegeben. Der Energieverlust ist bei Raumheizern mit Zündflamme deutlich geringer als bei anderen Geräten, da Raumheizer einen kleineren, geschlossenen Raum beheizen und somit einen größeren Beitrag zur Raumheizung leisten. Der Wirkungsgrad eines gasbetriebenen, raumluftunabhängigen Raumheizers im Zündflammenbetrieb entspricht nahezu dem Wirkungsgrad bei reduzierter Leistung. Dieser liegt aufgrund des niedrigen Heizwerts des verbrauchten Gases zwischen 65 und 95 %, wodurch ein Teil der Energie der Zündflamme in nutzbare Wärme umgewandelt wird.

Alternativ zur Zündflamme kann ein System verwendet werden, das einen Hochspannungs -Lichtbogen oder Funken zwischen zwei Elektroden erzeugt , um das zum Brenner strömende Gas zu entzünden. Für eine ausfallsichere Auslegung eines solchen Systems muss die Brennerflamme durch einen elektrischen Stromfluss erfasst werden. Dieser Strom wird von der Flammengleichrichtungsschaltung in einem Zündsteuergerät empfangen, das mit dem Gasventil verbunden ist. Die Flammengleichrichtung erfolgt, sobald Elektronen durch die brennende Flamme fließen. Das Zündsteuergerät erkennt dies und hält das Gasventil geöffnet. Verliert das Gerät Gas oder erlischt die Flamme, erkennt das Zündsteuergerät keine Flamme mehr und schließt das Gasventil.

Eine rotglühende Oberfläche kann ebenfalls zur Zündung genutzt werden. Solche Zünder bestehen häufig aus Siliziumkarbid , Siliziumnitrid oder einem anderen Material, das auch bei dauerhafter Einwirkung extremer Hitze beständig ist. Glühzünder werden häufig in Backöfen , Heizkesseln und modernen Gasheizungen eingesetzt.

Ein Nachteil moderner Alternativen, die Hochspannung benötigen, besteht darin, dass die Geräte bei einem Stromausfall unbrauchbar werden. Zündflammen funktionieren unabhängig vom Stromnetz. Einige Geräte können jedoch bei einem Stromausfall mit einer externen Flamme betrieben werden. ^{[ 5 ]} Dies betrifft beispielsweise Kochherde und Backöfen, nicht aber Heizkessel, die entweder raumluftunabhängig sind oder deren Pumpen elektrisch betrieben werden.