CZ279359B6 - Zařízení pro přípravu teplé vody - Google Patents

Zařízení pro přípravu teplé vody Download PDF

Info

Publication number
CZ279359B6
CZ279359B6 CZ931381A CZ138193A CZ279359B6 CZ 279359 B6 CZ279359 B6 CZ 279359B6 CZ 931381 A CZ931381 A CZ 931381A CZ 138193 A CZ138193 A CZ 138193A CZ 279359 B6 CZ279359 B6 CZ 279359B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
burner
catalytic
combustion
hot water
mixture
Prior art date
Application number
CZ931381A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ138193A3 (en
Inventor
Hartmut Dipl. Ing. Assmann
Achim Dipl. Ing. Busch
Hans-Joachim Dipl. Ing. Faust
Rainer Dipl. Ing. Jakob
Heinrich Dipl. Ing. Oehler
Chaled Dr. Ing. Shaker
Original Assignee
Buderus Heiztechnik Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE4222711A external-priority patent/DE4222711C2/de
Priority claimed from DE4308017A external-priority patent/DE4308017C1/de
Application filed by Buderus Heiztechnik Gmbh filed Critical Buderus Heiztechnik Gmbh
Publication of CZ138193A3 publication Critical patent/CZ138193A3/cs
Publication of CZ279359B6 publication Critical patent/CZ279359B6/cs

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/12Radiant burners
    • F23D14/18Radiant burners using catalysis for flameless combustion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/0027Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters using fluid fuel
    • F24H1/0045Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters using fluid fuel with catalytic combustion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/46Water heaters having plural combustion chambers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Gas Burners (AREA)

Abstract

Zařízení pro přípravu teplé vody, má alespoň jeden katalytický hořák (2) prostupující jeho vodním prostorem (1), pro spalování směsi topného plynu se vzduchem na katalyzátorové vrstvě v přítomnosti předehřívacího zařízení poháněného směsí topného plynu a vzduchu. Předehřívací zařízení tvoří plynový hořák (8) uspořádaný na vstupním konci hořáku (2) nebo válcový předmísící hořák (14) či plošný předmísící hořák (15), uspořádáný v katalytickém hořáku (2), při čemž jejich spalné plyny přenášejí své teplo přes stěnu výměníku na směs topného plynu a vzduchu v prostoru katalytického hoření.ŕ

Description

V zařízení pro přípravu teplé vody s katalytickým spalováním se spaluje směs plynného paliva se vzduchem stykem s katalyzátorovou vrstvou. Spalování se děje bezplamenně při teplotách kolem 800 a 1000°C. Pro zahájení reakce musí být k dispozici pohotovostní přípravná teplota asi 300 až 350°C a směs plynného paliva musí být se vzduchem předehřívána. Předehřívací zařízení tvoří pomocný hořák, který je přiřazen ke katalytickému hořáku (2), přičemž spalovací plyny hořáku přenášejí své teplo přes stěnu pro výměnu tepla, omezující katalytický hořák (2), na směs topného plynu a vzduchu v oblasti-katalytického spalování. Katalytický hořák (2) sestává ze dvou do sebe zasunutých trubek (3,4), mezi nimiž Je spalovací mezera (5). Pomocný hořák Je proveden buď jako plynový hořák (8), jehož prostor (7) je uspořádán pod rozdělovači komorou (6) katalytického hořáku (2), nebo jako válcový předmísicí hořák (14), či plošný předmísicí hořák (15), který Je uložen ve vnitřní trubce (3) katalytického hořáku (2). Zvláštní uspořádání tvoří blokovací prostředky, jimiž je plynový hořák (8) nebo pomocný hořák připojen na přívod (17) vzduchu a přívod (18) plynu paralelně s katalytickým hořákem (2). Blokovací prostředky jsou napříkk tvořeny trojcestným ventilem (13).
Zařízení pro přípravu teplé vody
Oblast techniky
Vynález spadá do oblasti systémů pro dodávku teplé vody. Teplo pro ohřev se získává katalytickým spalováním. Blíže se řeší předehřívání a vlastní ohřev.
Dosavadní stav techniky
Jako zařízení pro ohřev vody tohoto druhu možno uvést německý patent č. DE-PS 251 567. V prostoru vody jsou umístěny katalytické hořáky, které umožňují bezplamenné spalování na vrstvě katalyzátoru. K spalování zde dochází při takových hořácích při relativně nízkých teplotách mezi 800 a 1 000 °C, při nichž nedochází k tvoření oxidů dusíku Ν0χ. Hořáky, popsané v tomto patentovém spise, se skládají z porézních hořákových trubek, které jsou na vnější straně opatřeny vrstvou katalyzátoru, přes něž se topný plyn protlačuje z vnitřku ven. Na povrchové ploše se spojují se spalovacím vzduchem, který kolem nich proudí, a shoří bezplamenné, jakmile se překročí zapalovací teplota. Hořák sám při tom slouží jako předehřívací zařízení, v němž se nejprve protékající topný plyn spaluje otevřeným plamenem. Když se pak katalyzátor dostatečně ohřeje, přívod plynu se nakrátko přeruší a následovně se zavede katalytický spalovací postup.
Podstata vynálezu
Vynález si klade za úkol vytvořit zařízení pro přípravu teplé vody s katalytickým hořákem, u něhož dochází k účinnému předehřívání a který pružně reaguje na různé požadavky na výkon.
Vynálezecká podstata ohříváku vody spočívá v tom, že předehřívací zařízení tvoří pomocný hořák, uspořádaný na vstupním konci katalytického hořáku, nebo uspořádaný v tomto hořáku, kde spalné plyny přenášejí své teplo přes stěnu výměníku tepla na směs topného plynu a vzduchu v prostoru katalytického spalování.
hřívacího vytváření spalování vynálezu hořáku a katalytického hořáku plamene v průběhu katalytické v obou případech se konalo na se však obě oblasti úmyslně oddělují použití předmíšicího hořáku vede s nízkými emisemi,
Ze spisu DE-PS 251 567 známé časové sériové zapojení předenemohlo zcela vyloučit fáze provozu, protože stejné straně. Podle stěnou výměníku tepla. Zejména použití předmíšicího hořáku vede nejenom k optimálnímu spalování s nízkými emisemi, jež by poškozovaly okolí, nýbrž také pečuje o velmi rychlé docílení požadovaných provozních teplot katalytického hořáku. Předmísicí hořák obsahuje totiž přímo duté těleso hořáku, sloužící jako spalovací komora a přivede ho v nejkratší době na žádoucí teplotu.
V praktickém provedeni se doporučuje konstruovat hořák ze dvou do sebe vložených trubek, mezi nimiž je vytvořena spalovací komora pro katalytické spalování směsi topného plynu a vzduchu. Při jednom pomocném hořáku jako předehřívacím zařízením slouží vnitřní trubka jako spalovací komora předmíšicího hořáku. K urči
-1CZ 279359 B6 tému vyrovnání tlaku doporučuje se tuto trubku zhotovovat z porézního materiálu.
Při použití plynového hořáku jako předehřívacího zařízení se uspořádá pod vodním prostorem rozdělovači komora směsi topného plynu a vzduchu, vedoucí k spalovací mezeře katalytického hořáku a pod touto rozdělovači komorou spalovací prostor plynového hořáku. Směs topného plynu a vzduchu se dostane do rozdělovači komory a odsud do mezery, případně do mezer katalytického hořáku. Přes předřazený přepínací ventil může být směs přivedena do spalovacího prostoru plynového hořáku. Zde se zapaluje a provádí spalování viditelným plamenem. Zde vznikající spalné plyny vyhřejí vnitřní trubku, která tvoří stěnu výměníku tepla a je současně nosičem katalyzátorové vrstvy. Když se zde docílí reakční teplota, uzavře se přívod k plynovému hořáku.
Plynový hořák nebo předmísicí hořák může být známým způsobem použit jenom pro předehřátí katalytického hořáku. Za tímto účelem může být automaticky blokován přepínacím ventilem od přívodu směsi topného plynu a vzduchu, když byla na katalyzátorové vrstvě dosažena provozní teplota asi 300 až 350 °C.
Zvláštní výhoda spočívá vsak v tom, že zejména pomocný hořák při zvýšeném požadavku na výkon se uvádí v činnost společně s katalytickým hořákem. Katalytický hořák může přitom s výkonem hořáku, přizpůsobujícím se potřebě tepla, pokrýt základní potřebu tepla přibližně jednoho domu s nízkou spotřebou energie. Jakmile se vsak vyskytne špičková potřeba tepla, například při odběru užitkové vody, dodatečně se připojí pomocný hořák. Pomocný hořák při tom plní dvojí funkci. Slouží ke startu katalytického hořáku a při potřebě pokrytí špičkového zatížení.
Doporučuje se také používat katalytický hořák s výkonem, přizpůsobujícím se potřebě tepla. Tak by mohla být například mezi 6 a 12 kW plynule pokryta základní potřeba tepla jednoho domu. Při odběru užitkové vody pak může být dodatkově připojen pomocný hořák, například s 13 kW, přičemž i v tomto případě zvýšené oblasti výkonu může být uveden v činnost katalytický hořák s výkonem, přizpůsobujícím se potřebě tepla. Celková oblast výkonu může být tímto způsobem plynule pokryta až po špičkovou zátěž.
Přehled obrázků na výkresech
Na výkresech jsou uvedeny dva příklady provedení vynálezu. Znázorňují: z obr. 1 - Svislý řez ohřívákem vody s plynovým hořákem jako předehřívacím zařízením.
obr. 2 - Zvětšený výřez z obr. 1.
obr. 3 - Svislý řez ohřívákem vody s pomocným hořákem jako předehřívacím zařízením.
obr. 4 - Výřez z obr. 3 s plošným předmíšicím hořákem.
-2CZ 279359 B6
Příklad provedení vynálezu
Vodní prostor zřízení prostupuje jeden nebo více katalytických hořáků 2 pro spalování směsi topného plynu a vzduchu na katalytické vrstvě s trubkami 3., 4, koncentricky do sebe uspořádanými. Předehřívací zařízení má pomocný hořák přiřazený ke katalytickému hořáku 2. Mezi spalnými plyny pomocného hořáku a směsí topného plynu a vzduchu v katalytickém hořáku 2 je uspořádána stěna pro výměnu tepla. Spalovací mezerou 5 protéká směs topného plynu a vzduchu, která se katalyticky při teplotách mezi 800 a
000 °C bezplamenně spaluje.
Pro spuštění reakce při asi 300 °C je podle obr. 1 a obr. 2 upraven pod rozdělovači komorou 6 štěpícího katalytického hořáku prostor 7 pomocného hořáku, tvořeného plynovým hořákem 8 s rozdělovači mřížkou 9, zapalovací elektrodou 10 a kontrolním zařízením 11 plamenů. Plynový hořák 8 se zásobuje směsí topného plynu a vzduchu přiváděcím vedením 12 po přepnutí trojčestného ventilu 13. Vznikající spalné plyny proudí vnitřními trubkami 3_ a vyhřívají je. Plášť těchto vnitřních trubek 3 katalytického hořáku 2 tvoří stěnu pro výměnu tepla směrem ke katalytickému prostoru hořáků. Jakmile se dosáhne reakční teplota, plynový hořák 8 se odpojí.
Obr. 3 a obr. 4 představují další provedení vynálezu. Ve vnitřní trubce 3 štěpícího katalytického hořáku 2 je uspořádán pomocný hořák. Vnitřní prostor vnitřní trubky £ při tom tvoří spalovací komoru pomocného hořáku a současně stěnu pro výměnu tepla. Podle jednoho provedení vynálezu pomocný hořák je vytvořen jako válcový předmisicí hořák 14, podle jiného provedení je pomocný hořák vytvořen jako plošný předmisicí hořák 15. V obou případech na vstupu vnitřní trubky 3_. Při těchto provedeních pod vodním prostorem 1 je uspořádána rozdělovači komora 6, propojená se spalovací mezerou 5 katalytického hořáku 2. Pod touto rozdělovači komorou 6 je uspořádán prostor 7 pomocného hořáku, tvořeného plynovým hořákem £, propojený s vnitřními trubkami 3_ katalytického hořáku 2. Trojčestný ventil 13 s přívodem 17 vzduchu a přívodem 18 plynu umožňuje mít v provozu jenom válcový předmisicí hořák 14, případně plošný předmisicí hořák 15, nebo pouze štěpící katalytický hořák 2_ a při špičkové potřebě mít v provozu také oba hořáky 14., případně 15 a 2. Následně zapojený monolitický hořák 16 se stará o následné katalytické spalování. Aby se spaliny válcového předmísicího hořáku 14 nehromadily v předním pásmu, doporučuje se zhotovit vnitřní trubku 3. z porézního materiálu. Výsledkem bude vyrovnání tlaku nad průtokovým kanálem štěpícího katalytického hořáku 2.
Průmyslová využitelnost
Způsob průmyslové využitelnosti vyplývá již z předcházejících částí popisu vynálezu.
-3CZ 279359 B6
PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (7)

1. Zařízení pro přípravu teplé vody se zásobníkem, jehož vodním prostorem prostupuje aspoň jeden katalytický hořák pro spalování směsi topného plynu se vzduchem na katalyzátorové vrstvě v přítomnosti předehřívacího zařízení, uváděného v činnost směsí topného plynu a vzduchu, vyznačující se tím, že předehřívací zařízení je tvořeno pomocným hořákem, přiřazeným ke katalytickému hořáku (2) tak,, že mezi jeho spalnými plyny a směsí topného plynu a vzduchu v katalytickém hořáku (2) je uspořádána stěna pro výměnu tepla.
2. Zařízení pro přípravu teplé vody podle nároku 1, vyznačující se tím, že katalytický hořák (2) se skládá ze dvou do sebe zasunutých trubek (3, 4), mezi nimiž je vytvořena Spalovací mezera (5), přičemž vnitřní trubka (3), tvořící spalovací komoru pomocného hořáku, je současně stěnou pro výměnu tepla a jé zhotovena z porézního materiálu, propustného pro spalné plyny.
3. Zařízení pro přípravu teplé vody podle nároku 2, vyznačující se tím, že pomocný hořák je vytvořen jako válcový předmisicí hořák (14) na vstupu vnitřní trubky (3).
4. Zařízení pro přípravu teplé vody podle nároku 2, vyznačující se tím, že pomocný hořák je vytvořen jako plošný předmisicí hořák (15) na vstupu vnitřní trubky (3).
5. Zařízení pro přípravu teplé vody podle nároku 1, vyznačující se tím, že katalytický hořák (2) se skládá ze dvou do sebe zasunutých trubek (3, 4), mezi nimiž je vytvořena spalovací mezera (5), přičemž pod vodním prostorem (1) je uspořádána rozdělovači komora (6), propojená se spalovací mezerou (5) katalytického hořáku (2), a pod rozdělovači komorou (6) je prostor (7) pomocného hořáku, tvořeného plynovým hořákem (8), propojený s vnitřními trubkami (3) katalytického hořáku (2), jejichž plášť tvoří stěnu pro výměnu tepla.
6. Zařízení pro přípravu teplé vody podle nároku 5, vyznačující se tím, že pomocný hořák je připojen na přívod směsi topného plynu a vzduchu paralelně s katalytickým hořákem (2), přičemž přívod je opatřen blokovacími prostředky.
7. Zařízení pro přípravu teplé vody podle nároku 6, vyznačující se tím, že blokovací prostředky jsou tvořeny trojčestným ventilem (13).
2 výkresy
-4CZ 279359 B6
CZ931381A 1992-07-10 1993-07-09 Zařízení pro přípravu teplé vody CZ279359B6 (cs)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4222711A DE4222711C2 (de) 1992-07-10 1992-07-10 Warmwasserbereiter mit mindestens einem, einen Wasserraum durchdringenden, katalytischen Brenner
DE4308017A DE4308017C1 (de) 1993-03-13 1993-03-13 Wassererwärmer mit katalytischem Brenner und Verfahren zu seinem Betreiben

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ138193A3 CZ138193A3 (en) 1994-03-16
CZ279359B6 true CZ279359B6 (cs) 1995-04-12

Family

ID=25916476

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ931381A CZ279359B6 (cs) 1992-07-10 1993-07-09 Zařízení pro přípravu teplé vody

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP0578131A1 (cs)
CZ (1) CZ279359B6 (cs)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4408186C1 (de) * 1994-01-27 1995-01-26 Buderus Heiztechnik Gmbh Katalytischer Brenner
AT402100B (de) * 1995-01-23 1997-01-27 Vaillant Gmbh Heizgerät mit einem katalytisch beschichteten brenner
CH690282A5 (de) * 1994-07-25 2000-06-30 Vaillant Gmbh Heizgerät mit einem katalytischen Brenner.
AT402660B (de) * 1994-07-25 1997-07-25 Vaillant Gmbh Heizgerät heizgerät
CN100443820C (zh) * 2005-12-24 2008-12-17 中国科学技术大学 采用稀薄-无焰燃烧方式的燃气或燃油锅炉
CA2677675A1 (en) * 2007-02-09 2008-08-14 Jorgensen, Patrick Clifford Method & device for high temperature combustion applications
WO2017193479A1 (zh) * 2016-05-13 2017-11-16 芜湖美的厨卫电器制造有限公司 燃气热水器
CN113983681A (zh) * 2016-09-30 2022-01-28 芜湖美的厨卫电器制造有限公司 燃气热水器
CN109425097B (zh) * 2017-08-31 2024-02-23 芜湖美的厨卫电器制造有限公司 一种燃气热水器
CN110887234B (zh) * 2018-09-07 2024-04-16 芜湖美的厨卫电器制造有限公司 燃烧器组件及热水器
CN112303894A (zh) * 2019-07-30 2021-02-02 芜湖美的厨卫电器制造有限公司 燃气热水器和燃气热水器的控制方法
CN114061151A (zh) * 2020-07-27 2022-02-18 芜湖美的厨卫电器制造有限公司 燃烧器组件和燃气热水器

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1401165A1 (de) * 1959-07-30 1968-10-03 Universal Oil Prod Co Katalytischer Strahlungserhitzer
EP0119279B1 (en) * 1983-03-11 1988-01-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Catalytic combustion arrangement

Also Published As

Publication number Publication date
CZ138193A3 (en) 1994-03-16
EP0578131A1 (de) 1994-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH1055815A (ja) 燃料セルを有する装置を駆動するための方法
CN107923613A (zh) 穿孔火焰保持器的部分转变的火焰启动
CZ279359B6 (cs) Zařízení pro přípravu teplé vody
EP1167877A1 (en) Single-ended self-recuperated radiant tube annulus system
EP3161380B1 (en) A hybrid homogenous-catalytic combustion system
CN101338894A (zh) 低热值燃料双预热蓄热式节能锅炉
CN205137854U (zh) 燃气热水器
CN106642646A (zh) 燃气热水器及其控制方法
RU2007137496A (ru) Многотрубная система переноса тепла для сжигания топлива и нагревания технологической текучей среды и ее использования
CN211420059U (zh) 一种裂解设备及外置燃烧热风炉
CN104456537B (zh) 蓄热式多孔介质燃烧器组件
CN205137852U (zh) 燃气热水器
CN102278751B (zh) 一种燃油燃烧节能的方法及其燃烧器
RU2196933C2 (ru) Водогрейный котел
US10578299B2 (en) Regeneratively heated radiant tube
JP4901054B2 (ja) 希薄濃度の可燃ガスを燃焼させる過圧燃焼器
JP3717132B2 (ja) 都市ガスガバナステーションにおける温水バス式ガスヒーター用ガスバーナー
CN211476321U (zh) 辅热燃烧壁挂炉
KR100519747B1 (ko) 순차식 촉매연소 시스템 및 그 방법
JP2761030B2 (ja) 低カロリガスバーナ
CN106439867A (zh) 蓄热式催化燃烧装置
CA2311520C (en) Gas fired infrared radiant tube heating system using plural burner assemblies and single gas delivery system
JP2647474B2 (ja) 燃焼装置
KR100550653B1 (ko) 촉매연소 방식의 예열 수단을 포함하는 촉매연소 장치
JPS6233213A (ja) 燃焼器