AT6695U1 - Brennwert-zentralheizungskessel - Google Patents

Abstract

Es wird ein Brennwert-Zentralheizungskessel mit integrierter Rauchgaswäsche in dem Brennstoff mit Ascheanteilen verfeuert und der gröbere Anteil der Asche unter der Brennkammer trocken in einem Aschebehälter ausgeschieden wird, beschrieben, bei dem der Waschbehälter (3) mit der Barriere (15) peripher um den Innenkessel (1), dem Brennkammerkanal (2) oder der Verlängerung des Brennkammerkanals angeordnet ist.

Description

AT 006 695 Ul

Die Erfindung betrifft einen Brennwert- Zentralheizungskessel mit integrierter Rauchgaswäsche in dem Brennstoff mit Ascheanteilen verfeuert wird und der gröbere Anteil der Asche unter der Brennkammer trocken in einem Aschebehälter ausgeschieden wird.

Brennwertkessel mit Rauchgaswäsche bestehen wie z.B. in einem von der RWTH Aachen 1999 entwickelten, vom Institut für wirtschaftliche Ölheizung IWO geforderten Projekt, aus einem horizontalen Kessel mit Brennkammer, einem nachgeschalteten Konvektionsteil und einem Wasserbad. Für Holzpelletfeuerungen ist diese Anordnung nicht geeignet, weil das Rauchgas dieser Feuerung mit Ruß und Asche beladen ist. Die Wärmetauscherflächen des Konvektionsteils wären innerhalb kürzester Zeit total verschmutzt und zur Wärmeübertragung ungeeignet.

Ein weiterer Nachteil ist der kleine Eintrittsquerschnitt des Rauchgases in das Wasserbad. Die Reaktionsfläche zwischen Rauchgas und Wasser ist klein. Die damit verbundene hohe Strömungsgeschwindigkeit im Wasserbad bedingt eine kurze Verweil- und Reaktionszeit und einen höheren Druckverlust.

Die drei Einheiten, Kessel, Konvektionsteil und Wasserbad haben eine große Oberfläche und verursachen daher einen großen Abstrahlverlust nach außen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine direkte, großflächige Anbindung der Rauchgaswäsche an den Kessel zu entwickeln, um die Strömungsgeschwindigkeit des Rauchgases durch das Wasserbad und damit den Druckverlust zu minimieren. Wenn konvektive Nachschaltheizflächen erforderlich sind, sollen diese während des Betriebs einfach zu reinigen sein. Außerdem soll der Kessel kompakt aufgebaut sein und die wärmeabgebende Oberfläche der Kesselanlage nach außen nicht wesentlich erhöht werden.

Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Waschbehälter mit der Barriere peripher um den Innenkessel, dem Brennkammerkanal oder der Verlängerung des Brennkammerkanals angeordnet ist. Durch den großen Umfang an der Außenseite ergibt sich eine lange Barriere, entlang der das Rauchgas gezwungen wird, durch das Waschwasser durchzuströmen und damit ein großer Eintrittsquerschnitt für das Rauchgas in das Waschwasser. Dadurch ergibt sich eine niedrige Rauchgasgeschwindigkeit im Waschwasser mit längerer Kontaktzeit zwischen Rauchgas und Wasser. Guter Reinigungseffekt und niedriger Druckverlust im Gasstrom sind die Vorteile. Der gute Schallschutz durch die, den Brenner umgebende Rauchgaswäsche ist ein weiterer Vorteil. Eine sehr leiser, im Wohnbereich einsetzbare Brennwertkessel ist dadurch verwirklichbar.

Der Grobstaub kann vor der Rauchgaswäsche einfach trocken ausgeschieden werden. Die kompakte Anordnung der Rauchgaswäsche um den Innenkessel hat noch den Vorteil eines geringen Wärmeverlustes des Kessels nach außen.

Da der Waschbehälter als Grundfläche einen Hohlquerschnitt und eine vertikale glatte Innenwand, vorzugsweise einen Zylinder hat, ist es vorteilhaft, den Spalt zwischen Kesselmantel und der Innenseite der Rauchgaswäsche als Rauchgaskanal und die Begrenzungsflächen dieses Kanales zusätzlich als Wärmetauscherflächen zu nutzen. Es ergeben sich dadurch kleine und kompakte Abmessungen des Kessels.

Da zwischen Innenkesselaußenwand und vertikaler Innenwand des Waschbehälters bewegliche Turbulatoren vorgesehen sind, entsteht eine turbulente Strömung mit gutem Wärmeübergang. Zusätzlich kann die Reinigung der Wärmetauscherflächen durch Rütteln des Turbulatoreinsatzes erfolgen. 2 AT 006 695 Ul

Da die Gaseintrittsfläehe in das Waschwasser ein Hohlquerschnitt, vorzugsweise ein Kreisringquerschnitt ist, ergibt sich eine gleichmäßige Gasverteilung auf eine große Gaseintritttsfläche mit gleichmäßigem Wascheffekt über den ganzen Querschnitt.

Eine horizontale Wärmedämmung mit kleinen Durchtrittsöffnungen zwischen Stirnseite des Brennkammerkanals oder der Verlängerung des Brennkammerkanals und dem Aschebehälter behindert den Wärmeverlust des Kessels nach unten bei gleichzeitig kontinuierlicher trockener Ausscheidung der groben Asche vor dem Waschbehälter.

Wenn der Waschbehälter an der Oberseite des Kessels angeordnet ist, ergibt sich eine sehr gute Zugänglichkeit für den Service und die Reinigung der Rauchgaswäsche.

Da zwischen Gaseintritt und Gasaustritt aus der Rauchgaswäsche ein verschließbarer Bypass vorgesehen ist, kann bei Stromausfall und dem damit verbundenem Ausfall des Abgasgebläses das restliche Rauchgas unter Umgehung der Rauchgaswäsche in den Kamin abgeleitet werden.

Weil zumindest die Außenseite der Rauchgaswäsche einen Doppelmantel und /oder /oder nicht auch die Innenseite zur Wärmeabfuhr aus dem Wasserbad aufweist, wird die Zirkulation im Waschwasser gefördert. Eine gleichmäßige Temperaturverteilung über die ganze Höhe des Wasserbades unterstützt die Wärmeabgabe vom Rauchgas an das Kesselwasser. Zusätzlich hat die Außenfläche des Kessels die niedrigste Rücklauftemperatur. Dadurch ergibt sich ein geringer Wärmeverlust des Kessels nach außen.

Der Erfindimgsgegenstand ist in den Zeichnungen Fig.l bis Fig.3 dargestellt.

Fig.l ist die Ausführungsvariante für mittlere Leistungen und Nutzung des Spalts zwischen Kessel und Rauchgaswäsche als Wärmetauscherfläche.

Fig.2 ist eine Ausführungsvariante für kleinere Leistungen mit peripherem Waschbehälter unter dem Kessel.

Fig.3 ist eine Ausführungsvariante für hohe Leistungen mit peripherem Waschbehälter über dem Kessel.

Der Brennwert- Zentralheizungskessel in Fig. 1 bis Fig. 3 besteht grundsätzlich aus einem Innenkessel 1 mit dem Brennkammerkanal 2 und einem dazu koaxial angeordneten Waschbehälter 3 .

In Fig. 1 ist ersichtlich, dass die im Brenner 4 entstehenden Rauchgase 5 im Brenrikammerkanal 2 und dann im Rauchgaskanal 6 an den Innenflächen 7 des Waschbehälters 3 und an den Außenflächen 25 des Innenkessels 1 so äbgekühlt werden, dass der Taupunkt des Rauchgases noch nicht unterschritten wird.

Asche 8 kann nach dem Brennkammerkanal 2 über Schlitze 9 in der horizontalen Wärmedämmung 10 vor dem Eintritt in das Waschwasser 11 in dem Aschebehälter 12 trocken abgeschieden werden. Die Turbulatoren 13 erhöhen den konvektiven Wärmeübergang und können durch Rütteln die Wärmetauscherflächen 7 und 25 reinigen. Das Rauchgas wird über die Eintrittsfläche 14 durch die Barriere 15 in bekannter Weise gezwungen, durch das Waschwasser zu strömen. Eine Siebfläche 16 ermöglicht eine gleichmäßige Verteilung des Rauchgases über die ganze Austrittsfläche 17 .

Beim Durchleiten des Rauchgases durch das Waschwasser 11 wird die

Kondensations wärme in das Waschwasser abgegeben. Das Kesselwasser nimmt diese Wärme 3

Claims (8)

1. AT 006 695 Ul über den Doppelmantel 18 auf. Dadurch wird die Temperatur des Kesselrücklaufs 19 angehoben. Zusätzliche Wärmetauscherrohre im Waschwasser 11 können die Wärmeableitung unterstützen. Der Wasserstand im Waschbehälter 3 wird durch Wasserzulauf 20 undSyphon 21 konstant gehalten. Das Abgasgebläse 22 erzeugt den notwendigen Unterdrück zum Durchleiten des Rauchgases durch das Waschwasser. Bei Stromausfall kann das Rauchgas durch das dann geöffiiete Absperrorgan 23 über den Bypass 24 unter der Umgehung des Waschwassers 11 direkt in den Kamin geleitete werden. Fig. 2 zeigt einen Kessel mit kleiner Leistung bei dem das heiße Rauchgas 5 im Brennkammerkanal 2 weit genug abgekühlt wird und dann gleich durch das Waschwasser 11 geleitet wird. Fig. 3 zeigt eine Ausführungsvariante bei der das Rauchgas im Brenkammerkanal 2 und in Rauchrohren 26 des Kessels abgekühlt wird und der erfindungsgemäße Waschbehälter 3 an der Oberseite des Kessels gut zugänglich angeordnet ist. Ansprüche: 1. Brennwert- Zentralheizungskessel mit integrierter Rauchgaswäsche in dem Brennstoff mit Ascheanteilen verfeuert wird und der gröbere Anteil der Asche unter der Brennkammer trocken in einem Aschebehälter ausgeschieden wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Waschbehälter(3))mit der Barriere^ 15)peripher um den Innenkessel(l), dem Brennkammerkanal (2) oder der Verlängerung des Brennkammerkanals angeordnet ist.
2. 2. Brennwert- Zentralheizungskessel nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Waschbehälter (3) als Grundfläche einen Hohlquerschnitt und eine vertikale glatte Innenwand (7), vorzugsweise einen Zylinder hat.
3. 3. Brennwert- Zentralheizungskessel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Innenkesselaußenwand(25Jund vertikaler Innenwand(7)des Waschbehälters bewegliche Turbulatoren (13) vorgesehen sind.
4. 4. Brennwert- Zentralheizungskessel nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaseintrittsfläche (14) in das Waschwasser(l 1) ein Hohlquerschnitt, vorzugsweise ein Kreisringquerschnitt ist.
5. 5. Brennwert- Zentralheizungskessel nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine horizontale Wärmedämmung (10) mit kleinen Durchtrittsöffiiungen zwischen Stirnseite des Brennkammerkanals(2) oder der Verlängerung des Brennkammerkanals und dem Aschebehälter (12) vorgesehen ist.
6. 6. Brennwert- Zentralheizungskessel nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Waschbehälter (3) an der Oberseite des Kessels angeordnet ist.
7. 7. Brennwert- Zentralheizungskessel nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Gaseintritt und Gasaustritt aus der Rauchgaswäsche ein verschließbarer Bypass (24) vorgesehen ist.
8. 8. Brennwert- Zentralheizungskessel nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Außenseite der Rauchgaswäsche einen Doppelmantel(l8)und /oder /oder nicht auch die Innenseite zur Wärmeabfuhr aus dem Waschwasser (11) aufweist. 4