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Kombinierter Kessel zur zentralen Erzeugung von Warmluft und
Warmwasser
Die Erfindung betrifft einen kombinierten Kessel zur zentralen Erzeugung von Warmluft und Warmwasser.
Es gibt Luftheizungen, bei denen die Umluft zur Beheizung eines Gebäudes mittels eines Ventilators durch einen zentralen Warmluftkessel und durch die angeschlossenen Luftleitungen gedrückt wird.
Für solche Warmluftkessel wurden Lösungen bekannt, bei denen die Erwärmung der Luft vollständig indirekt durchgeführt wird, nämlich durch die Erzeugung von Warmwasser und Übertragung der Wärme vom warmen Wasser an die Luft.
In diesem Falle muss aber die gesamte Heizleistung zweimal übertragen werden, u. zw. einmal von den Rauchgasen auf das Wasser und dann nochmals vom Wasser auf die Luft. Da das Temperaturgefälle zwischen warmem Wasser und der zu erwärmenden Luft nur sehr gering ist, bedingt diese Bauart grosse Heizflächen und dadurch grosse, schwere Kessel, so dass deren Herstellung unwirtschaftlich ist.
Eine Ausführungsart eines solchen unwirtschaftlich zu bauenden Kessels ist in der franz. Patentschrift Nr. 933. 153 beschrieben. Dort ist der Feuerraum vollständig von Warmwasserheizflächen umgeben.
Die an diese Heizfläche übertragene Wärme soll durch die ebenfalls dargestellten Austauschheizflächen wieder an die Warmluft abgegeben werden. Diese hat aber selbst schon die Luftheizflächen in zwei Zügen durchlaufen, ist also schonhoch vorgewärmt. Wegen des dort zu erwartenden geringen Temperaturunterschiedes müsste die Austauschheizfläche ein Vielfaches der Kesselheizfläche erreichen, so dass die Erstellung der Anlage unwirtschaftlich wird. Eine Regelung der abgegebenen Luftwärme ist nur durch Änderung der Feuerführung möglich, eine Regelung der dem Wasser zugeführten und daraus wieder entnommenen Wärme und somit eine sonstige Verwertung des Warmwassers ist überhaupt nicht möglich.
Es wurden ferner Bauarten bekannt, bei denen die Wasserheizflächen nur angrenzend an die Feuerung, jedoch in deren Strahlungsbereich angeordnet sind und die Regelung der Wärmeaufnahme durch Ablenken der Rauchgase vor Eintritt in die Wasserheizflächen erfolgt.
Hiebei wird jedoch auch bei abgelenkten Rauchgasen durch Einstrahlung aus dem Feuerraum so viel Wärme auf. das Warmwasser übertragen, dass auch bei solchen Kesseln die Wassertemperatur nur durch sehr grosse Austauschheizflächen beherrscht werden kann. Es sei denn, dass für die Abführung der gesamten eingestrahlten Wasserwärme zu jeder Zeit und bei jeder Feuerstärke anderweitig gesorgt wird.
Durch die Erfindung soll erreicht werden, dass bei der Erwärmung von Luft und Wasser in solchen Kesseln das grosse Temperaturgefälle zwischen heissen Rauchgasen und den zu erwärmenden Medien zum Bau eines Kessels mit verhältnismässig kleiner Heizfläche bei grosser Leistung ausgenützt wird.
Der erfindungsgemässe Zentralheizungskessel zeichnet sich dadurch aus, dass an den Feuerraum zwei voneinander getrennte Rauchgaszüge angeschlossen sind, von denen der eine als Luft-, der andere als Wasserheizfläche ausgebildet ist, wobei die Wasserheizfläche ausserhalb der unmittelbaren Einstrahlung aus dem Feuerraum angeordnet ist, wobei weiterhin die Verteilung des Rauchgasstromes auf beide Züge durch in den Abgasstutzen beider Züge angeordnete, miteinander verbundene Umschaltklappen regelbar ist und wobei schliesslich gegebenenfalls in bekannter Weise im Warmluftstrom hinter der Rauchgasheizfläche eine wasserführende Ausgleichsheizfläche vorgesehen ist.
Die Erwärmung der Luft und des Wassers erfolgt also direkt. Durch die Anordnung der Wasserheizfläche ausserhalb des Strahlungsbereiches der Feuerung soll sichergestellt werden, dass auf keinen Fall Wärme an das Wasser gelangt, solange dies nicht erwünscht ist.
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Beim erfindungsgemässen Kessel werden die Rauchgase so geleitet. dass sie ausschliesslich oder bevor- zugt durch die Wasserheizfläche gelenkt werden, wenn viel Warmwasser benötigt wird, während sie ausschliesslich oder bevorzugt durch die Warmluftheizfläche geleitet werden, wenn viel Warmluft benötigt wird.
Die Verteilung der Rauchgase auf die Luft bzw. Wasserheizflächen erfolgt in bekannter Weise durch Absperrklappen in beiden Rauchabzugsrohren. Vorteilhafterweise werden die Absperrklappen miteinander so verbunden, dass sich die eine öffnet, wenn sich die andere schliesst. Die Umschaltung erfolgt beispielsweise durch einen Regler im Vorlauf des Warmwassers.
Um bei gleichzeitigem Bedarf an Warmluft und Warmwasser eine möglichst weitgehende Angleichung der Temperaturen zu erreichen, kann in bekannter Weise im Luftstrom hinter dem Kessel die Heizfläche eines an das Warmwasser angeschlossenen Rohrsystem liegen. Dabei werden die Rohrverbindungen so ausgeführt, dass bei Übertemperatur der Luft eine Abkühlung derselben stattfindet, während bei Übertemperatur des Wassers eine Aufheizung der Luft erfolgt. Das Rohrsystem kann in wirtschaftlich tragbarer Grösse gehalten werden, da es, um eine Angleichung herbeizuführen, nur geringe Wärmemengen zu übertragen hat. In manchen Fällen, in denen eine genaue Angleichung nicht nötig ist, kann das Rohrsystem ganz wegfallen.
Bei der in der Zeichnung dargestellten beispielsweisen Ausführung des Erfindungsgegenstandes ist mit 1 die Feuerung, mit 2 die Heizfläche zur Erwärmung der Luft, mit 3 die Warmwasserheizfläche, mit 4 der Kaminanschluss für die Wasserheizfläche mit einer Absperrklappe und mit 5 der Kaminanschluss für die Luftheizfläche, ebenfalls mit einer Absperrklappe, bezeichnet. Es ist deutlich erkennbar, dass die Wasserheizfläche 3 ausserhalb der Einstrahlung aus dem Feuerraum l liegt. Durch das Rohr 6 erfolgt die Rückleitung der Umluft aus dem zu heizenden Gebäude und 7 ist der Ventilator zur Umwälzung der Luft.
Nach dem Durchströmen der Luftheizfläche 2 trifft die Umluft auf das Rohrsystem 8, in welchem der erstrebte Ausgleich der Lufttemperatur erfolgt. Bei 9 wird die Warmluft entnommen, 10 ist die Warmwasser-Ringleitung zum Rohrsystem 8,11 ist der Warmwasservorlauf und 12 der Warmwasserrücklauf. 13 stellt den Regler dar, der über das bei 14 angedeutete Gestänge mit Hilfe der bei 4 und 5 gezeichneten Rauchgasklappen die Umleitung der Rauchgase durch die Luft- oder Wasserheizfläche bewirkt.