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Kaminanschlussvorrichtung für ein gasbeheiztes Gerät, insbesondere für Zentralheizungskessel
Moderne Gasgeräte sollen nach Ausrüstung mit entsprechenden Brennern oder Düsen möglichst für alle zur Verfügung stehenden Gasarten, wie z. B. Erdgas (Methangas), Stadtgase (verschiedenartigste Gemi- sche von Steinkohlengas und Generatorgas, oft auch zusätzlich von Erdgas und Spaltgas), Mischmethan- gas (Gemische von Erdgas und Luft), Flüssiggase (Propangas), Mischpropangas (Gemisch von Propangas und
Luft) usw. generell geeignet sein.
Die verschiedenartigsten Gasarten haben je nach ihrer Zusammensetzung unterschiedlichste Heiz- werte, Zündgeschwindigkeiten, Luftbedarfs-und Luftüberschusswerte, Verbrennungstemperaturen, Ab- gastemperaturen, Abgasmengen, Abgaszusammensetzungen und Feuchtigkeitsgehalte.
Bei grossen Spezialgasgeräten, die für eine ganz bestimmte Leistung und Gasart gebaut werden, wer- den die Eigenschaften des zur Verbrennung gelangenden Gases genau berücksichtigt und die Gaszüge des
Gerätes nach den bei der Verbrennung entstehenden Abgasmengen und an den jeweiligen Punkten herr- schenden Abgastemperaturen exakt dimensioniert, wobei ein ganz bestimmter künstlicher und natürlicher
Zug vorausgesetzt und bei der Aufstellung des Gerätes vorgeschrieben wird.
Ganz anders liegt der Fall jedoch bei den kleineren Universalgeräten. Hier soll ein-und dasselbe Ge- rät nach Ausrüstung mit einem für das jeweils zur Verwendung gelangende Gas geeigneten Gasbrenner für die unterschiedlichsten Gassorten, die unterschiedlichsten Zugverhältnisse und die schlechtmöglichsten
Kaminverhältnisse verwendbar sein. Das heisst, dass die Abgaswege des Gerätes nach den grösstmöglichen
Luftüberschusszahlen für die Verbrennung, die grösstmöglichen Abgasmengen und ungünstigsten Abgas- temperaturen, die ungünstigsten Feuchtigkeitsgehalte und ungünstigsten Kaminverhältnisse bemessen sein müssen.
Die Luftüberschusszahl richtet sichnicht nur nach der Zusammensetzung des Gases, sondern auch nach der Art der verwendeten Brennerdüsen und deren Fähigkeit, das zur Verbrennung gelangende Gas je nach Gasart entweder mit Primär- und Sekundärluft oder nur mit Sekundärluft möglichst innig in Kontakt zu bringen.
Ist der Luftüberschuss a) zu klein, so erfolgt eine unvollkommene Verbrennung, d. h. brennbare Bestandteile des Gases entweichen unverbrannt, womit der Wirkungsgrad des Gasgerätes sinkt, da nicht die gesamte Verbrennungswärme des Gases frei wird, b) zu gross, so muss die überschüssige Luft nutzlos erwärmt werden, bis sie als Bestandteil des Abgases mit der Austrittstemperatur des Abgases aus dem Gasgerät austritt. Der Wirkungsgrad des Gasgerätes wird also verschlechtert, da die zum Aufwärmen der überschüssigen Luft von der Eintrittstemperatur auf die Abgastemperatur erforderliche Wärme verloren wird, c) richtig : Dann ist die Voraussetzung eines guten Kesselwirkungsgrades erfüllt.
Die Abgasmenge richtet sich nach der Zusammensetzung des zur Verbrennung gelangenden Gases und dem Luftüberschuss, der bei der Verbrennung herrscht.
Ist die Abgasmenge a) zu klein, so wird dieser kleinen Abgasmenge durch die für grosse Abgasmengen dimensionierten Züge wenig Widerstand entgegengesetzt und die Abgase strömen zu rasch durch das Gerät. Dabei tritt eine Verschlechterung des Wirkungsgrades ein, da die Abgase einerseits zu wenig Zeit haben, ihre Wärme den Heizflächen vollkommen mitzuteilen und daher mit zu hohen Temperaturen aus dem Gerät austreten, anderseits durch die grosse Geschwindigkeit zu viel Luft in das Gerät saugen und daher den Luftüberschuss
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erhöhen, b) zu gross, kann unter Umständen durch Abzugsschwierigkeiten ein Rückstau im Gerät entstehen, der einen zu geringen Luftüberschuss und damit eine Verschlechterung des Wirkungsgrades durch unvollkommene
Verbrennung zur Folge hat.
Die Abzugs-und Kaminverhältnisse sind meist gegeben.
Die Abzüge und Kamine können a) günstig, d. h. kurz, querschnittsmässig reichlich dimensioniert, trocken, warm (gut isoliert) inder
Innenwand liegend und einen guten Zug aufweisend oder b) ungünstig, d. h. lang, querschnittsmässig knapp dimensioniert, nass, kalt (schlecht isoliert) in der
Aussenwand liegend oder frei stehend und einen schlechten Zug aufweisend sein.
Die Abgastemperaturen richten sich nach der Gaszusammensetzung, der Luftüberschusszahl und dem
Kesselwirkungsgrad.
Sind die Abgastemperaturen a) hoch, ist der Wirkungsgrad des Gasgerätes aus den vorher angeführten Gründen niedriger, die Ab- gase werden jedoch auch durch ungünstige Abzüge und Kamine abgeführt werden können ; sind sie b), niedrig, so wird die Verbrennungswärme (eine günstige Luftüberschusszahl vorausgesetzt besser aus- genützt, der Wirkungsgrad des Gasgerätes wird höher liegen, es sind jedoch unbedingt günstige Abzugs- und Kaminverhältnisse erforderlich.
Der Feuchtigkeitsgehalt der Abgase richtet sich nach der Zusammensetzung des zur Verbrennung ge- langenden Gases, in geringerem. Mass auch nach dem Feuchtigkeitsgehalt der in das Gerät eintretenden Ver- brennungsluft und nach dem Luftüberschuss bei der Verbrennung.
Ist der Feuchtigkeitsgehalt der Abgase a) hoch, sind günstige Abzugs- und Kaminverhälmisse erforderlich und die Abgastemperatur ist höher zu halten, um Versottungen der Abgaswege zu vermeiden, b) niedrig, können die Abzugsverhältnisse ungünstiger liegen und auch die Abgastemperatur kann niedriger sein.
Bei der Aufstellung eines Gasgerätes ist die zur Verbrennung gelangende Gasart und der Abgasweg (Abzugs- und Kaminverhältnisse) als gegeben anzusehen.
Der Luftüberschuss und die Abgastemperatur sind abhängig von der zur Verbrennung gelangenden Gasart und der Konstruktion des Gasgerätes.
Die Abgasmenge und der Feuchtigkeitsgehalt der Abgase richten sich nach der zur Verbrennung gelangenden Gasart und dem Luftüberschuss.
Während bei den bekannten und gebräuchlichen, universell verwendbaren Gasgeräten, die, wie vorstehend bereits erwähnt, starr für die ungünstigsten Betriebsbedingungen gebaut werden, keine Möglichkeit besteht, sie den jeweils herrschenden, meist günstigeren Betriebsbedingungen anzupassen und damit ihren Wirkungsgrad in gewissen Grenzen zu steigern, wird durch die Erfindung ein universell verwendbares Gasgerät herzustellen ermöglicht, welches den jeweils gegebenen Betriebsbedingungen und Betriebsverhältnissen angepasst werden kann.
Der bei den gegebenen Betriebsbedingungen erreichbare optimale Wirkungsgrad des Gasgerätes wird dabei dadurch erzielt, dass die Abgase des Gasgerätes auf die jeweils herrschenden Abzugs-und Kaminverhältnisse eingestellt werden können.
Die Erfindung betrifft demnach eine Kaminanschlussvorrichtung für ein gasbeheiztes Gerät, insbesondere für Zentralheizungskessel, Durchlauferhitzer u. dgl., bei dem die aus dem Heizschacht bzw. Wärmetauscher kommenden Abgase durch mindestens einen Kanal in den als Zugunterbrecher ausgebildeten Abgassammelraum gelangen.
Die angeführten Verbesserungen werden dadurch erzielt, dass erfindungsgemäss an dem Kanal ein Schieber oder verstellbarer Wandteil od. dgl. zur Veränderung des Durchgangsquerschnittes vorgesehen ist, der bei Aufstellung des Gerätes zur Anpassung an die jeweils bestehenden Betriebsverhältnisse auf den richtigen Wert eingestellt und in dieser Lage fixiert wird.
Die Einstellung kann auch bei bereits in Betrieb befindlichen Geräten leicht und einfach durchgeführt werden.
Durch diese Veränderung des Querschnittes wird der den durchströmenden Abgasen entgegengesetzte Widerstand verändert und damit die Durchströmgeschwindigkeit in den Abgaszügen und in weiterer Folge die durchströmende Abgasmenge beeinflusst.
Es kann damit also indirekt
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a) die Luftüberschusszahl bei der Verbrennung durch die Einstellbarkeit der durchströmenden Abgas- menge und des damit verbundenen Rückstaues bzw. des Druckes im Gasgeräteinneren im Verhältnis zum
Druck der das Gerät umgebenden Luft, b) die Abgasmenge durch die im Punkt a) erwähnte regelbare Luftüberschusszahl, c) die Abgastemperatur durch die von der Durchströmgeschwindigkeit abhängigen Durchströmzeit durch die Gerätezüge, d) der Feuchtigkeitsgehalt der Abgase durch die in Punkt a) beschriebene Veränderung der Luftüber- schusszahl beeinflusst werden.
Um einen möglichst günstigen Wirkungsgrad des Gasgerätes zu erzielen, soll a) der Luftüberschuss richtig bemessen, b) die Abgastemperatur so niedrig als möglich sein.
Um Versottungen in den Abgaswegen bzw. Kaminen zu vermeiden, darf der Taupunkt der Abgase nicht unterschritten werden, d. h. dass bei feuchten Abgasen und bei ungünstigen Abzugs- und Kaminver- hältnissen die Abgastemperatur so hoch gehalten werden muss, dass die Abgase beim Austreten aus dem
Kamin noch immer imstande sind, die enthaltene Feuchtigkeit in Form von Wasserdampf abzuführen. Das bedeutet, dass die Abgastemperatur beim Austritt aus dem Kamin so hoch sein muss, dass das mitgeführte
Wasser nicht in Form von Kondensat ausfällt.
Durch Erhöhung des Luftüberschusses bei der Verbren- nung kann in diesem Fall die relative Feuchtigkeit und, damit verbunden. die Taupunkttemperatur her- abgesetzt werden, d. h. durch Erhöhung der Luftüberschusszahl die Gefahr einer Versottung der Abzugs- wege verringert bzw. vermieden werden.
Sind die Abgase trocken und die Abzugs- und Kaminverhältnisse günstig, so kann der Kesselwirkungs- grad unter diesen Umständen auf Kosten der Abgastemperatur weiter erhöht werden, da in diesem Fall auch bei niedereren Abgastemperaturen nicht mit einem Ausscheiden von Kondensat gerechnet werden muss. Da der Kaminzug von der Temperatur der in diesem Kamin abgeführten Abgase abhängig ist, ist es weiters möglich, bei ungünstigen Zugverhältnissen durch Erhöhung der Abgastemperatur die Zugverhältnisse zu steigern bzw. können bei sehr starkem Zug die Abgastemperaturen etwas niedriger gehalten werden.
Daraus ist ersichtlich, dass die Erfindung einerseits die Möglichkeit gibt, dort, wo es die Zusammensetzung des zur Verbrennung gelangenden Gases und die Abzugs- und Kaminverhältnisse gestatten, den
Wirkungsgrad eines Gasgerätes über den normalerweise erreichten Wirkungsgrad zu steigern bzw. dort, wo es die Zusammensetzung des zur Verbrennung gelangenden Gases und ungünstige Abzugs- und Kaminverhältnisse notwendig erscheinen lassen, den Wirkungsgrad eines Gasgerätes zur Gewährleisrurg einer ein- wandfreien Abgasabführung zu senken bzw. ein Gasgerät den jeweils herrschenden Zugverhältnissen durch Einregelung einer entsprechenden Abgastemperatur anzupassen.
Nachstehend sind an Hand der Zeichnungen mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung näher er- läutert ; hiebei zeigen die Fig. 1 - 4 in vier Ausführungsarten je den oberen Teil eines gasbeheizten Zentralheizungskessels in schematischen, lotrechten Schnitten mit verschiedenen Einrichtungen zur Querschnittsregelung des Abgaskanals.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 befindet sich im Gehäuse 1 des Kessels oberhalb des Wärmetauschers 2 eine Abgashaube 3, die einen sich in der Abzugsrichtung sowohl nach oben als auch nach beiden Seiten hin bis fast auf die volle Breite des Gehäuses 1 verbreiternden Kanal 3'bildet, der schliesslich über die Öffnung 4 in einen Abgassammelraum 5 mündet, der hinten oben im Gehäuse 1 vorgesehen ist. Die Öffnung 4 kann durch einen am Wärmetauscher 2 höhenverstellbar angebrachten Schieber 14 verengt werden. Durch diese Regelbarkeit des Austrittsquerschnittes des Abgaskanales 3'ist es, wie oben erläutert, möglich, den Kessel verschiedenen Heizgasarten und somit verschiedenen Abgasmengen bzw. verschieden grosser Luftaufnahme für die Verbrennung sowie verschiedenen Kaminzugverhältnissen anzupassen.
Der Abgassammelraum 5 steht durch eine oder mehrere unten angebrachte Öffnungen 6 mit dem umgebenden Raum in Verbindung (Öffnung des Zugunterbrechers). An der Rückwand des Sammelraumes 5 ist der Abzugstutzen 7 angebracht, der an seinem in das Geräteinnere ragenden Ende 8 nach Art eines Rohrknies nach unten gebogen und schräg abgeschnitten ist, so dass aus dem Schornstein rückströmende Gase in Richtung zur Öffnung 6 abgelenkt werden.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 sind analoge Teile mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet.
Für die Regelung des Querschnittes des Abgaskanales 3'ist unter der Haube 3 eine Zunge 3a angebracht, die am einen Ende gelenkig oder federnd gelagert ist. Die Zunge 3a kann auch am Gehäusedeckel 3 gelagert sein, der zur leichten Reinigung des Gasgerätes leicht abnehmbar ist. Am andern Ende der Zunge 3a greift eine von oben bedienbare Stellschraube 3b an. Durch Tieferstellen der Zunge 3a kann der Kanal
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3'verengt werden.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist zwischen dem Gehäuse 15 und dem Wärmetauscher 16 ein Abgassammelraum 17 sowohl oben als auch an beiden Seiten vorgesehen. Der obere Raum ist durch eine Wand 18, die an Schraubenbolzen 19 an der Gehäusedeckwandl5aufgehängtist, inzweiKanäle 20 und 21 und 21 unterteilt. Der-Rauchabzugstutzen 22 ist beispielsweise 111 uer Mitte oben an den Kanal 21 angeschlossen, kann aber ebensogut seitwärts und bzw. oder in der Längsrichtung des Kanales austretend angebracht werden, wie strichpunktiert in der Zeichnung angedeutet. Die Enden 24 der Teilungswand 18 sind nach Art von Führungsblechen nach unten abgebogen und ebenso ist die Deckwand des Gehäuses 15 durch gekrümmte Wände 25 mit der Seitenwand des Gehäuses verbunden.
An die seitlich des Wärmetauschers 16 befindlichen Teile 26 des Abgassammelraumes 17 schliessen die Zugunterbrecheröffnungen 27 an.
Im normalen Betriebe strömen die Abgase nach der strichpunktiert gezeichneten Linie in den Abzugstutzen 22 ab. Bei Auftreten eines Rückstromes hingegen fliesst dieser, durch die Leitflächen 24 und 25 geführt, nach unten und durch die Öffnungen 27 ins Freie, wobei durch eine Ejektorwirkung auch die vom Brenner kommenden Abgase mitgenommen werden.
Zur Anpassung des Gerätes an eine andere Gasart oder an andere Zug- oder Kaminverhältnisse stellt man die Zwischenwand 18 etwas tiefer oder höher ein, wodurch sich der Querschnitt des Abgaskanales 20 ändert.
Die Fig. 4 zeigt eine besondersraumsparende Anordnungeines solchen Gasgerätes. Hier ist der Abgassammeiraum durch eine muldenförmige Trennwand 30 in die zwei Kanäle 31 und 32 unterteilt und der Abgasstutzen 33 befindet sich in der Mitte des Kanales 32 an der tiefsten Stelle der Mulde. Die Trennwand 30 hängt mittels Schrauben 34 an dem abnehmbar auf der Gehäusewandung 35 sitzenden Gehäusedeckel 36. Auch die Deckwand 37 ist abnehmbar, so dass man bei Bedarf leicht die Höheneinstellung der Zwischenwand 30 verändern kann.
PATENTANSPRÜCHE :
EMI4.1
Kaminanschlussvorrichtung für ein gasbeheiztes Gerät, insbesondere für Zeniralheizungskessel,zeichnet, dass an dem Kanal ein Schieber (14) oder verstellbarer Wandteil (3a, 18, 30) od. dgl. zur Veränderung des Durchgangsquerschnittes vorgesehen ist, der bei Aufstellung des Gerätes zur Anpassung an die jeweils bestehenden Betriebsverhältnisse auf den richtigen Wert eingestellt und in dieser Lage fixiert wird.