Joukowski-Stoß in Abgasanlagen mit Nebenlufteinrichtung vorbeugen

(28.6.2010) Ein sehr schneller gewollter oder ungewollter Regelvorgang ist die Ursache des so genannten Joukowski-Stoßes. Im schlimmsten Fall zerstört er den Schornstein. Drei verschiedene Ursachen können dem Vorgang zugrunde liegen, der vor allem bei Großanlagen auftritt:

1. Eine plötzliche Druckerhöhung (z. B. Verpuffung) mit anschließender Druckerniedrigung.
2. Eine zu abrupte Abschaltung des Brenners; Ursache könnte z. B. ein technischer Defekt oder auch ein simpler Stromausfall sein.
3. Ein extrem schnelles Schließen der Zuluftklappen des Brenners.

Am häufigsten treten die letzten beiden Vorgänge auf - oft sogar in direkter Kombination: Der Brenner wird abgeschaltet und praktisch gleichzeitig schließen sich die Zuluftklappen. Die heiße Abgasanlage sowie die Bewegungsenergie des gerade noch strömenden Abgases sorgen dafür, dass die Abgase noch weiter strömen möchten Über den Kessel wird der Abgasanlage aber kein weiteres Abgasvolumen mehr zugeführt. Dadurch wird das Abgas hinter dem Kessel bzw. in der Schornsteinanlage stark abgebremst. An dieser Stelle entsteht ein möglicherweise unzulässig großer Unterdruck. Er kann so stark sein, dass die Abgasrohre an dieser Stelle kollabieren und die Abgasanlage beschädigt oder irreparabel zerstört wird:

Schäden dieser Art lassen sich in Unterdruckabgasanlagen durch die Verwendung einer geeigneten Nebenluftvorrichtung vermeiden, die bei schlagartigen Regelvorgängen nicht selbst beschädigt wird. Sie muss der DIN 4795 entsprechen, wie etwa die schlaggedämpfte Nebenluftvorrichtung ZUK 250 SG des Abgastechnikspezialisten Kutzner + Weber. Dieses Bauteil dient in Großanlagen dem sofortigen Druckausgleich. Die hydraulische Dämpfung bewirkt, dass die Nebenluftvorrichtung - auch Zugbegrenzer genannt - selbst durch extreme Öffnungs- und Schließvorgänge nicht beschädigt werden sollte. Zusätzlich ist in diesem Bauteil eine Überdruckklappe integriert. Sie gewährleistet im Falle einer Verpuffung den sofortigen Druckabbau.

Ein zusätzlicher Vorteil beim Einsatz eines richtig dimensionierten Zugbegrenzers ist der konstante Unterdruck am Feuerstättenstutzen während des normalen Betriebes, der eine gleich bleibende Verbrennungsqualität ermöglicht. Damit gehen niedrigere Emissionen sowie eine messbare Energieeinsparung einher. Eine Nebenlufteinrichtung soll sich laut Kutzner + Weber in ein bis drei Heizperioden amortisieren - je nach Nutzungscharakteristik und Anlagenkonstellation. In der Praxis würden sich Einsparungen von bis zu 5 Prozent ergeben.

Weitere Informationen zur Vermeidung eines Joukowski-Stoßes bzw. zur Nebenluftvorrichtung ZUK 250 SG können per E-Mail an Kutzner Weber angefordert werden.