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Heizungskessel mit oberhalb des Feuerraumes angeordnetem Erzeuger von warmem Gebrauchswasser Die Erfindung betrifft einen Heizungskessel mit oberhalb des Feuerraumes angeordnetem, als Wärme- austauscher ausgebildetem Erzeuger von warmem Gebrauchswasser, wobei dieser Feuerraum oben und seitlich von einem mit dem Vor- und Rücklauf einer Zentralheizung zu verbindenden Wassermantel umgeben ist und einen Zusatzerhitzer enthält, der ein- gangseitig mit dem Wassermantel kommuniziert.
Die Erfindung bezweckt, einen Heizungskessel dieser Art so zu verbessern, dass bei Entnahme von warmem Wasser aus dem Warmwassererzeuger sehr rasch Wärme aus dem den Feuerraum umgebenden Wassermantel an den Warmwassererzeuger abgegeben wird.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erzielt, dass der Zusatzerhitzer ausgangseitig mit einem oben offenen Steigrohr verbunden ist, das sich mit Spiel im Innern eines Heizrohres erstreckt, welches diesen Wassermantel mit einem weiteren Wassermantel verbindet, der sich im obern Teil des Warmwassererzeu- gers befindet und durch mehrere weitere Heizrohre mit dem erstgenannten Wassermantel verbunden ist.
Wenn das im Warmwassererzeuger enthaltene Verbrauchswasser kälter ist als das in den Heizrohren befindliche Wasser, wird infolgedessen, auf später noch näher erläuterte Weise; eine starke Zirkulation des Heizwassers in den Heizröhren stattfinden, womit eine sehr rasche Erwärmung des dem Warmwassererzeuger zufliessenden, kalten Verbrauchswassers bewirkt wird.
Die nachstehend anhand der beiliegenden Zeichnung beschriebene Ausführungsform des Heizkessels nach der Erfindung weist noch verschiedene weitere Vorteile auf, auf welche im Lauf der Beschreibung hingewiesen werden wird.
In der einzigen Figur der Zeichnung ist ein Längs- schnitt durch den Heizungskessel schematisch dargestellt.
Der Feuerraum 1 des dargestellten Heizungskessels ist oben und seitlich von einem Wassermantel 2 umgeben. Die Wärme wird durch einen Ölbrenner 3 erzeugt. Der Kessel ist mit zwei Stutzen 4 und 5 versehen, zum Anschluss der Vorlauf- bzw. Rücklaufleitung einer Zentralheizungsanlage. Die beiden Stutzen 4, 5 stehen über einen mittels eines Handrades 6 betätigbaren Drehschieber 7 miteinander in Verbindung. Durch Öffnen des Drehschiebers 7 kann dem warmen Vorlaufwasser in bekannter Weise kaltes Rücklaufwasser beigemischt werden, um die Vorlauftemperatur der Zentralheizung zu regeln.
Vom Rücklaufstutzen 5 gelangt das kalte Rücklaufwasser nicht unmittelbar in den Wassermantel 2, sondern zunächst in eine aussen an diesem Wassermantel entlang führende Kammer 8, die unten durch eine Öffnung 9 mit dem Wassermantel verbunden ist. Das kalte Wasser erwärmt sich auf seinem Wege durch die Kammer 8, so dass es mit einer wesentlich höheren Temperatur als der ursprünglichen durch die Öffnung 9 in den Wassermantel 2 eintritt. Die Erwärmung wird noch dadurch erhöht, dass die Kammer 8 auch oben durch eine Öffnung 10 mit dem Wassermantel in Verbindung steht und dass durch die Strömung in die Kammer 8 hinein heisses Wasser aus dem Mantel 2 durch die Öffnung 10 angesaugt und so dem Rücklaufwasser beigemischt wird.
Der Umstand, dass das Rücklaufwasser nicht mit einer Temperatur von etwa 30-40 , sondern mit einer wesentlich höheren Temperatur von z. B. 50-60' in den Wassermantel 2 eintritt, ist deshalb wichtig, weil dadurch die Kondensations- und damit auch die Korrosionsgefahr an der Innenseite des Wassermantels
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2 bedeutend herabgesetzt wird, wenn der Ölbrenner 3 abgestellt wird.
Mit 11 ist eine Putztüre und mit 12 ein eine Putz- öffnung abschliessender Deckel bezeichnet. In einem Rauchgasabzug 13 ist eine Drehklappe 14 angeordnet.
Ein vorzugsweise aus hitzebeständigem Metall, z. B. aus Nickelchrom-Stahlblech hergestellter, im Feuerraum 1 angeordneter Einsatzkörper 15, zwingt die Feuergase, in der Nähe des Wassermantels 2 an diesem entlang zu streichen und fördert durch die von ihm zurückgehaltene Wärme die Verbrennung des Öls.
Der Feuerraum 1 enthält ferner eine zylindrische Hohlwand 16, die mit einer hohlen Stirnwand 17 und einer ebenfalls hohlen Trennwand 18 verbunden ist. Die Hohlwände 16-18 bilden zusammen einen Zusatzerhitzer, der eingangseitig durch eine Leitung 19 mit dem Wassermantel 2 und ausgangseitig mit einem oben offenen Steigrohr 20 verbunden ist. In der Stirnwand 17 ist eine mit einem Deckel 21 verschlossene Putzöffnung vorgesehen. Die Trennwand 18 reicht, wie ersichtlich, nicht bis zur Stirnwand 17, so dass ein Zwischenraum 22 bestehen bleibt.
Die im Sinne der eingezeichneten Pfeile strömenden Verbrennungsgase umstreichen daher zuerst den Einsatzkörper 15, hierauf umstreichen sie die zylindrische Hohlwand 16 auf deren Aussenseite, gelangen von oben in den von dieser Wand umschlossenen Raum, umstreichen die hohle Trennwand 18 und verlassen den Kessel durch den Rauchgasabzug 13. Der Zusatzerhitzer 16-18 gewährleistet in an sich bekannter Weise eine voll- ständigere Ausnützung der dem Kessel zugeführten Wärme.
Im obern Teil des Wassermantels 2 ist ein Thermostat 23 angeordnet, welcher den Ölbrenner 3 ausser Betrieb setzt, wenn das Wasser eine Temperatur von beispielsweise 90' erreicht.
Oberhalb des Feuerraumes 1 ist ein als Wärme- austauscher ausgebildeter Warmwassererzeuger 24 vorgesehen. Derselbe weist in seinem obern Teil einen durch einen gewölbten Doppelboden gebildeten Wassermantel 25 auf. Dieser Wassermantel 25 ist mit dem Wassermantel 2 durch ein vertikales Heizrohr 26 verbunden, in welchem sich das bereits erwähnte Steigrohr 20 mit Spiel erstreckt, und zwar nahezu bis zum Doppelboden 25. Ein Kranz von weiteren vertikalen Heizrohren 27 verbindet fernerhin die beiden Wassermäntel 2 und 25.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, steht der Boden des Warmwassererzeugers 24 in direktem Kontakt mit dem Heizungswasser im Wassermantel 2. Dadurch wird ein zusätzlicher Wärmeübergang vom Heizwasser zum Wasser im Warmwassererzeuger 24 erzielt.
Das kalte Verbrauchswasser tritt durch einen Einlaufstutzen 28 in den Warmwassererzeuger 24 ein, und das heisse Wasser tritt durch den Auslaufstutzen 29 aus demselben aus. Mit 30 ist ein Rücklaufstutzen bezeichnet. Zwischen dem Auslaufstutzen 29 und dem Rücklaufstutzen 30 wird durch die nicht dargestellten, zu den Entnahmestellen führenden Leitungen, in an sich bekannter Weise eine dauernde Warmwasserzirkulation aufrechterhalten, so dass bei Öffnung eines Entnahmehahnes sofort warmes Wasser aus demselben ausfliesst. Der Wassermantel 25 ist ferner mit einem Stutzen 31 versehen, der mit einem nicht dargestellten Expansionsgefäss verbunden werden kann.
Der Warmwassererzeuger ist mit einem Thermometer 32 versehen und mit einer Putztüre 33, die in nicht näher dargestellter, an sich bekannter Weise befestigt und abgedichtet ist. Wenn das im Warmwassererzeuger 24 enthaltene Verbrauchswasser dieselbe Temperatur hat wie das Wasser im Wassermantel 2 und im Zusatzerhitzer 16-18, so zirkuliert das Heiz- wasser in den Heizrohren 26 und 27 nicht und es findet kein Wärmeaustausch zwischen Heiz- und Verbrauchswasser statt. Sobald aber die Temperatur des Verbrauchswassers niedriger wird als diejenige des Heizwassers, was bei Entnahme von heissem Verbrauchswasser der Fall ist, beginnt vom Zusatzerhitzer 16-18 kommendes heisses Wasser im Steigrohr 20 nach oben zu strömen.
Dadurch wird das im Ringraum zwischen dem Steigrohr 20 und dem Heizrohr 26 befindliche Heizwasser an dem offenen Ende des Steigrohres in den als Verteiler dienenden Wassermantel 25 mitgenommen. Das Heizwasser strömt vom Mantel 25 durch die Heizrohre 27 in den Wassermantel 2 zurück. Da das Heizwasser, das vom Wassermantel 2 in den Ringraum zwischen den Rohren 20 und 26 einströmt, heisser ist als dasjenige, das durch die Rohre 27 in den Wassermantel 2 zurückströmt, und von dem im Steigrohr 20 nach oben strömenden Wasser nicht nur mitgenommen, sondern auch zusätzlich erhitzt wird, bildet sich rasch eine sehr intensive Zirkulation aus, die einen starken Wärmeaustausch und damit eine rasche Erwärmung des in dem Warmwassererzeuger 24 einströmenden kalten Verbrauchswassers zur Folge hat.
Der Warmwassererzeuger 24 erhält dadurch die Charakteristik eines Durchlauferhitzers. Der hydraulische Widerstand der geraden Heizrohre 26 und 27 sowie des Verteiler- Wassermantels 25 ist sehr gering, was die oben erwähnte Zirkulation weiterhin begünstigt. Auch in herstellungs- und betriebstechnischer Hinsicht (Reinigung) ist der Warmwassererzeuger 24 sehr .günstig.
Wenn kein warmes Wasser verbraucht wird, so erwärmt sich das Verbrauchswasser praktisch auf dieselbe Temperatur wie das Heizwasser, und letzteres hört damit auf zu zirkulieren. Wird zudem der Wärmeverbrauch der Zentralheizung sehr gering, oder ist letztere überhaupt abgestellt, so würde bei fortgesetzter Wärmezufuhr die Temperatur des Wassers im Wassermantel 2 unzulässig hoch bzw. es würde die Gefahr .der Dampfbildung auftreten; deshalb wird der Brenner 3 durch den Thermostaten 23 bei einer Temperatur von etwa 90' stillgesetzt. Selbstverständlich ist auch eine Sicherheitsleitung 31 vorgesehen, für den Fall eines Versagens des Thermostaten. Zum Entleeren des Wassermantels 2 ist noch ein Ablass-
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stutzen 34 vorgesehen, der normalerweise durch einen Zapfen 35 verschlossen ist.
Der Zusatzerhitzer kann selbstverständlich auch auf andere Weise ausgebildet sein, als in der Zeichnung dargestellt ist. Er könnte z. B. im wesentlichen aus einer einzigen horizontalen Hohlwand bestehen. Auch könnte der Kessel natürlich statt mit einem Ölbrenner mit einem Rost zur Verbrennung von festen Brennstoffen oder auch mit einem Gasbrenner versehen sein.
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The invention relates to a heating boiler with a generator of warm service water located above the combustion chamber and designed as a heat exchanger, this combustion chamber at the top and side by a water jacket to be connected to the flow and return of a central heating system is surrounded and contains an additional heater that communicates on the input side with the water jacket.
The aim of the invention is to improve a heating boiler of this type in such a way that when hot water is withdrawn from the hot water generator, heat from the water jacket surrounding the combustion chamber is released to the hot water generator very quickly.
This is achieved according to the invention in that the additional heater is connected on the output side to a riser pipe that is open at the top and extends with play inside a heating pipe that connects this water jacket with another water jacket that is located in the upper part of the hot water generator and through several further heating pipes are connected to the first-mentioned water jacket.
If the consumption water contained in the hot water generator is colder than the water in the heating pipes, as a result, in a manner which will be explained in more detail later; there is a strong circulation of the heating water in the heating pipes, which causes the cold consumption water flowing to the hot water generator to be heated very quickly.
The embodiment of the heating boiler according to the invention described below with reference to the accompanying drawing has various other advantages, which will be pointed out in the course of the description.
In the single figure of the drawing, a longitudinal section through the heating boiler is shown schematically.
The furnace 1 of the boiler shown is surrounded by a water jacket 2 at the top and at the sides. The heat is generated by an oil burner 3. The boiler is provided with two nozzles 4 and 5 for connecting the flow and return lines of a central heating system. The two nozzles 4, 5 are connected to one another via a rotary slide valve 7 which can be actuated by means of a handwheel 6. By opening the rotary valve 7, cold return water can be added to the warm flow water in a known manner in order to regulate the flow temperature of the central heating.
From the return connection 5, the cold return water does not pass directly into the water jacket 2, but first into a chamber 8 which runs along the outside of this water jacket and which is connected to the water jacket at the bottom through an opening 9. The cold water is heated on its way through the chamber 8, so that it enters the water jacket 2 through the opening 9 at a significantly higher temperature than the original one. The heating is further increased by the fact that the chamber 8 is also connected to the water jacket at the top through an opening 10 and that hot water is sucked out of the jacket 2 through the opening 10 by the flow into the chamber 8 and thus mixed with the return water .
The fact that the return water is not at a temperature of about 30-40, but at a much higher temperature of z. B. 50-60 'enters the water jacket 2 is important because it reduces the risk of condensation and thus also the risk of corrosion on the inside of the water jacket
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2 is significantly reduced when the oil burner 3 is turned off.
A cleaning door is designated by 11 and a cover closing off a cleaning opening is designated by 12. A rotary flap 14 is arranged in a flue gas vent 13.
A preferably made of heat-resistant metal, e.g. B. made of nickel-chromium steel sheet, arranged in the furnace 1 insert body 15, forces the fire gases in the vicinity of the water jacket 2 along this and promotes the combustion of the oil through the heat retained by it.
The furnace 1 also contains a cylindrical hollow wall 16, which is connected to a hollow end wall 17 and a partition 18, which is also hollow. The hollow walls 16-18 together form an additional heater which is connected on the inlet side by a line 19 to the water jacket 2 and on the outlet side to a riser pipe 20 open at the top. In the end wall 17 a cleaning opening closed with a cover 21 is provided. As can be seen, the partition 18 does not extend as far as the end wall 17, so that an intermediate space 22 remains.
The combustion gases flowing in the direction of the arrows therefore first pass around the insert body 15, then pass around the cylindrical hollow wall 16 on its outside, enter the space enclosed by this wall from above, pass around the hollow partition 18 and leave the boiler through the flue gas vent 13 The additional heater 16-18 ensures, in a manner known per se, a more complete utilization of the heat supplied to the boiler.
In the upper part of the water jacket 2 a thermostat 23 is arranged which puts the oil burner 3 out of operation when the water reaches a temperature of 90 ', for example.
A hot water generator 24 designed as a heat exchanger is provided above the combustion chamber 1. The same has in its upper part a water jacket 25 formed by a curved double bottom. This water jacket 25 is connected to the water jacket 2 by a vertical heating pipe 26, in which the already mentioned riser pipe 20 extends with play, almost to the double floor 25. A wreath of further vertical heating pipes 27 also connects the two water jackets 2 and 25 .
As can be seen from the drawing, the bottom of the hot water generator 24 is in direct contact with the heating water in the water jacket 2. This results in additional heat transfer from the heating water to the water in the hot water generator 24.
The cold consumption water enters the hot water generator 24 through an inlet connection 28, and the hot water emerges from the same through the outlet connection 29. With a return port is designated. Between the outlet nozzle 29 and the return nozzle 30, the lines leading to the tapping points, not shown, maintain a permanent hot water circulation in a manner known per se, so that warm water flows out immediately when a tap is opened. The water jacket 25 is also provided with a connector 31 which can be connected to an expansion vessel (not shown).
The hot water generator is provided with a thermometer 32 and with a cleaning door 33 which is fastened and sealed in a manner known per se, not shown in detail. If the consumption water contained in the hot water generator 24 has the same temperature as the water in the water jacket 2 and in the additional heater 16-18, the heating water does not circulate in the heating pipes 26 and 27 and there is no heat exchange between the heating and consumption water. However, as soon as the temperature of the consumption water is lower than that of the heating water, which is the case when hot consumption water is withdrawn, hot water coming from the additional heater 16-18 begins to flow upwards in the riser pipe 20.
As a result, the heating water located in the annular space between the riser pipe 20 and the heating pipe 26 is carried along at the open end of the riser pipe into the water jacket 25 serving as a distributor. The heating water flows back from the jacket 25 through the heating pipes 27 into the water jacket 2. Since the heating water that flows from the water jacket 2 into the annular space between the pipes 20 and 26 is hotter than that which flows back through the pipes 27 into the water jacket 2, and is not only carried along by the water flowing upwards in the riser pipe 20, but is also additionally heated, a very intensive circulation quickly develops, which results in a strong exchange of heat and thus rapid heating of the cold consumption water flowing into the hot water generator 24.
The hot water generator 24 thereby has the characteristics of a flow heater. The hydraulic resistance of the straight heating pipes 26 and 27 and of the distributor water jacket 25 is very low, which further promotes the above-mentioned circulation. The hot water generator 24 is also very favorable from a manufacturing and operational point of view (cleaning).
If no hot water is used, the consumption water is heated to practically the same temperature as the heating water, and the latter then stops circulating. In addition, if the heat consumption of the central heating is very low, or if the latter is switched off at all, the temperature of the water in the water jacket 2 would be unacceptably high or there would be a risk of steam formation if the supply of heat continued; therefore the burner 3 is stopped by the thermostat 23 at a temperature of about 90 '. Of course, a safety line 31 is also provided in the event of a failure of the thermostat. For emptying the water jacket 2 there is also a drain
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connector 34 is provided, which is normally closed by a pin 35.
The additional heater can of course also be designed in a different way than is shown in the drawing. He could e.g. B. consist essentially of a single horizontal cavity wall. Instead of an oil burner, the boiler could of course also be provided with a grate for burning solid fuels or with a gas burner.