Bei einer Verbrennung
oxidiert Kohlenstoff [C (
Kohle), CH
4 (
Methan oder
Erdgas)] und es entsteht CO
2. Aus den brennstoffspezifischen Anteilen an
Wasserstoff, Sauerstoff und vor allem
Kohlenstoff ergibt sich der zur Verbrennung notwendige Sauerstoff. Dieser ist in der
Luft mit 21 % enthalten, daraus ergibt diese Berechnung auch den minimalen
Luftbedarf. Die
Luftzahl λ (Lambda) gibt das Verhältnis von tatsächlich eingesetzter Verbrennungsluftmenge zur jeweiligen
Mindestluftmenge an.
Ein hoher CO2-Gehalt im Abgas ist ein Zeichen, dass viel Kohlenstoff verbrannt wird. Wenn zuviel Verbrennungsluft zugeführt wird, nimmt der Kohlendioxidgehalt ab, der Sauerstoffgehalt steigt.
Der Sauerstoffgehalt im Abgas sollte so gering wie möglich sein. Übliche Lambda-Werte für
- Gas- und Ölkessel sind 1,1 bis 1,2 (ideal wäre ein Sauerstoffanteil im Abgas von 2-3 %) und
- für feste Brennstoffe 2-3. Bei der Holzverbrennung ist ein Sauerstoffanteil von 10 % als günstig einzustufen.
Der Zusammenhang von Wirkungsgrad der Verbrennung und Luftüberschuss (Lambda-Wert) sieht folgendermaßen aus.
CO2Gehalt im Abgas von 11,7 Vol. % (Gas); 15,4 Vol. % (Heizöl EL)
- Lambda Wert = 1 (stöchiometrische Verbrennung)
- Vollständige Verbrennung
- Geringste Abgasverluste
CO
2-Gehalt im
Abgas von unter 11,7 Vol. %; (15,4 %
Heizöl EL) (zuviel
Luftzufuhr!)
CO2-Gehalt im Abgas von über 11,7% (zu wenig Luft für die Verbrennung von Erdgas); (15,4 % für Heizöl EL)
- Lambda-Wert < 1 (unvollständige Verbrennung)
- Verstärkte Bildung von CO (Grenzwertüberschreitung!)
- Höhere Verluste durch Unverbranntes (Temperatur sinkt!)
- starke Rußbildung