DE10027652A1 - Wärmeerzeuger mit zwei Brennern und einem Wärmeübertrager - Google Patents
Wärmeerzeuger mit zwei Brennern und einem WärmeübertragerInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Wärmeerzeuger mit zwei Brennern und einem Wärmeübertrager, wobei die Brenner den Wärmeübertrager mit Wärme versorgen, um die durch den Wärmeübertrager fließende Flüssigkeit zu erwärmen. Um einen hohen Modulationsgrad für die Heizleistung bei kompakter Bauweise des Wärmeerzeugers zu erreichen, sieht die Erfindung vor, dass dem Wärmeübertrager neben dem ersten Brenner in einer einzigen Brennkammer ein zweiter Brenner zugeordnet ist, die auf unterschiedliche Heizleistungen ausgelegt sind und auf verschiedene, auf diese Heizleistungen angepasste Teilbereiche des gemeinsamen Wärmeübertragers und/oder in unterschiedlichen Richtungen auf diese Teilbereiche einwirken, und dass in Abhängigkeit von dem Heizleistungsbedarf der erste Brenner und/oder der zweite Brenner in Betrieb setzbar ist (sind).
Description
Die Erfindung betrifft einen Wärmeerzeuger mit zwei Brennern und einem
Wärmeübertrager, wobei die Brenner den Wärmeübertrager mit Wärme ver
sorgen, um die durch den Wärmeübertrager fließende Flüssigkeit zu erwärmen.
Wärmeerzeuger werden vorwiegend in Heizgeräten für die Heizung und die
Warmwasserbereitung eingesetzt, wobei der Brenner an die geforderte Wär
meleistung angepasst ist. Dieser Einsatz des Wärmeerzeugers erfordert norma
lerweise einen Modulationsgrad von z. B. 1 : 6. Bei Niedrigenergiehäusern beste
hen niedrigere Wärmeanforderungen, es sind jedoch höhere Anforderungen an
den Modulationsgrad von z. B. 1 : 10 gestellt.
Es ist auch denkbar, zwei Brenner einzusetzen, einer für die Heizwärmeleistung
und einen für die Brauchwasserbereitung. Dies führt aber zu einem hohen Auf
wand und einem großen Bauvolumen für das Heizgerät.
Es ist auch schon vorgeschlagen worden, in einem Heizgerät zwei Brenner ein
zusetzen, wobei der zweite Brenner Strom erzeugt. Der zweite Brenner ist dabei
ein Stirlingbrenner, der einen Stirlingmotor und einen Generator beheizt, der in
den Wärmeerzeuger mit dem ersten Brenner zur Erzeugung größerer Wärmeleis
tungen einbezogen ist. Da beide Brenner in einer Brennkammer untergebracht
sind, können sie sich gegenseitig negativ beeinflussen, insbesondere dann,
wenn nur einer der beiden Brenner in Betrieb ist. Der Wärmeübertrager ist dabei
nur an die Wärmeleistung des ersten Brenners angepasst.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Wärmeerzeuger der eingangs erwähnten Art
so zu verbessern, dass ein höherer Modulationsgrad von 1 : 10 leicht erreicht
werden kann.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass dem Wärmeüber
trager neben dem ersten Brenner in einer einzigen Brennkammer ein zweiter
Brenner zugeordnet ist, die auf unterschiedliche Heizleistungen ausgelegt sind,
und auf verschiedene, auf diese Heizleistungen angepasste Teilbereiche des
gemeinsamen Wärmeübertragers und/oder in unterschiedlichen Richtungen auf
diese Teilbereiche einwirken, und dass in Abhängigkeit von dem Heizleis
tungsbedarf der erste Brenner und/oder der zweite Brenner in Betrieb setzbar ist
(sind).
Der gemeinsame Wärmeübertrager kann von beiden Brennern individuell oder ge
meinsam mit Wärme versorgt werden, wobei die Teilbereiche des Wärmeübertra
gers mit ihren Wärmeübertragungsflächen an die unterschiedlichen Leistungen
der beiden Brenner angepasst sind. Durch die wahlweise Inbetriebsetzung der
beiden Brenner wird ein wesentlich höherer Modulationsgrad der Wärmeleistung
erreicht. Die Brenner sind voll in den Wärmeerzeuger mit dem gemeinsamen
Wärmeübertrager integriert, wodurch nicht nur ein robuster Aufbau, sondern
auch ein kleiner Raumbedarf für den Wärmeerzeuger erreicht werden.
Ein raumsparender Wärmeerzeuger wird dadurch realisiert, dass der gemeinsame
Wärmeübertrager mit seinen Teilbereichen sich unmittelbar an die Brennkam
merausgänge der Brennkammerteile anschließt, sowie dadurch, dass die Abgas-
Ausgänge der Teilbereiche des Wärmeübertragers in ein gemeinsames Abgas-
Abführungssystem übergehen.
Die Anpassung des gemeinsamen Wärmeübertragers an die unterschiedlichen
Wärmeleistungen der Brenner ist nach einer Ausgestaltung in einfacher Weise
dadurch möglich, dass ein Wärmeübertrager verwendet ist, der im oberen Be
reich mit seinen Heizzügen nur dem ersten, leistungsstärkeren Brenner zuge
ordnet ist, während der untere Bereich des Wärmeübertragers mit seinen Heiz
zügen beiden Brennern zugeordnet ist, und dass alle Heizzüge in Reihe und/oder
parallel geschaltet sind, oder dadurch, dass der erste Brenner und der zweite
Brenner mit ihren Strömungsrichtungen senkrecht zueinander auf die Teilberei
che des. Wärmetauschers einwirken.
Der Wärmeübertrager und die geteilte Brennkammer lassen sich konstruktiv in
bekannter Weise ausführen und herstellen.
Die Erfindung wird anhand von der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei
spielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Wärmeerzeuger mit zwei Bren
nern, die auf unterschiedlich große Teilbereiche des gemeinsamen
Wärmeübertragers einwirken,
Fig. 2 ein ähnliches Ausführungsbeispiel eines Wärmeerzeugers, wobei
ein Brenner als Stirlingbrenner mit Stirlingmotor und Generator
ausgebildet ist, und
Fig. 3 ein dem Wärmeerzeuger nach Fig. 2 ähnliches Ausführungsbeispiel,
bei dem die beiden Brenner in senkrecht zueinander stehenden
Richtungen auf Teilbereiche des Wärmeübertragers einwirken.
Wie in Fig. 1 angedeutet ist, sind ein erster Brenner 10 und ein zweiter Brenner
20 in Brennkammerteilen 11 und 21 einer einzigen Brennkammer untergebracht
und so voneinander entkoppelt. Die Zuführung des Gas-Luftgemisches zu den
Brennern 10 und 20 mit der Regelmöglichkeit kann in bekannter Weise erfolgen.
Da dies im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht von Bedeutung ist, wird
darauf nicht näher eingegangen.
Unmittelbar an die Ausgänge der Brennkammerteile 11 und 21 schließt sich ein
gemeinsamer Wärmeübertrager 30 an. Dabei ist ein Teilbereich 30.1 mit der
größeren Wärmeübertragungsfläche und Heizzügen 31 und 32 an die größere
Wärmeleistung des Brenners 10 angepasst. Der Teilbereich 30.2 mit der kleine
ren Wärmeübertragungsfläche und mit Teilen der Heizzüge 32 ist an die niedri
gere Wärmeleistung des Brenners 20 angepasst. Da die Brenner 10 und 20 je
nach Leistungsbedarf einzeln und gemeinsam in Betrieb setzbar sind, ergibt sich
ein sehr großer Leistungsbereich mit einem Modulationsgrad, der gleich oder
größer als 1 : 10 betragen kann. Die Heizzüge 31 und 32 werden von der zu er
wärmenden Flüssigkeit durchflossen und können in Reihe und/oder parallel ge
schaltet sein.
Die Abgas-Ausgänge 33 und 34 der Teilbereiche 30.1 und 30.2 des Wärmeüber
tragers 30 gehen unmittelbar in ein gemeinsames Abgas-Abführungssystem 40
mit Abgasrohr 41 über.
Der Wärmeerzeuger nach Fig. 2 unterscheidet sich nur dadurch vom Wärmeer
zeuger nach Fig. 1, dass anstelle eines üblichen Brenners 20 ein Stirlingbrenner
22 mit Stirlingmotor 23 und Generator 24 eingesetzt ist, der zusätzlich zur
Stromerzeugung dient.
Wie Fig. 3 zeigt, können die Brenner 10 und 20 auch in unterschiedlichen
Richtungen 15 und 25 auf die Teilbereiche 30.1 und 30.2 des gemeinsamen
Wärmeübertragers 30 einwirken. Die Strömungsrichtungen 15 und 25 stehen
senkrecht zueinander und treffen auf unterschiedlich große und an die Wär
meleistungen der Brenner 10 und 20 angepasste Wärmeübertragungsflächen des
Wärmeübertragers 30. Das den Wärmeübertrager 30 verlassende, abgekühlte
Abgas gelangt in ein gemeinsames Abgas-Abführungssystem 40 mit Abgasrohr
41.
In allen Ausführungsbeispielen können die Wärmeleistungen der Brenner 10 und
20 so abgestimmt werden, dass der Leistungsbereich von der kleinsten einstell
baren Heizleistung des leistungsschwächeren Brenners 20 bis zur maximalen
Summen-Heizleistung der beiden Brenner 10 und 20 reicht, was einen sehr gro
ßen Modulationsgrad gibt.
Claims (8)
1. Wärmeerzeuger mit zwei Brennern und einem Wärmeübertrager, wobei
die Brenner den Wärmeübertrager mit Wärme versorgen, um die durch
den Wärmeübertrager fließende Flüssigkeit zu erwärmen,
dadurch gekennzeichnet,
dass dem Wärmeübertrager (30) neben dem ersten Brenner (10) in einer einzigen Brennkammer (11, 21) ein zweiter Brenner (20) zugeordnet ist, die auf unterschiedliche Heizleistungen ausgelegt sind, und auf ver schiedene, auf diese Heizleistungen angepasste Teilbereiche (30.1; 30.2) des gemeinsamen Wärmeübertragers (30) und/oder in unterschiedlichen Richtungen (15, 25) auf diese Teilbereiche (30.1; 30.2) einwirken, und
dass in Abhängigkeit von dem Heizleistungsbedarf der erste Brenner (10) und/oder der zweite Brenner (20) in Betrieb setzbar ist (sind).
dadurch gekennzeichnet,
dass dem Wärmeübertrager (30) neben dem ersten Brenner (10) in einer einzigen Brennkammer (11, 21) ein zweiter Brenner (20) zugeordnet ist, die auf unterschiedliche Heizleistungen ausgelegt sind, und auf ver schiedene, auf diese Heizleistungen angepasste Teilbereiche (30.1; 30.2) des gemeinsamen Wärmeübertragers (30) und/oder in unterschiedlichen Richtungen (15, 25) auf diese Teilbereiche (30.1; 30.2) einwirken, und
dass in Abhängigkeit von dem Heizleistungsbedarf der erste Brenner (10) und/oder der zweite Brenner (20) in Betrieb setzbar ist (sind).
2. Wärmeerzeuger nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der gemeinsame Wärmeübertrager (30) mit seinen Teilbereichen
(30.1; 30.2) sich unmittelbar an die Brennkammerausgänge der Brenn
kammerteile (11, 21) anschließt.
3. Wärmeerzeuger nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Abgas-Ausgänge (33, 34) der Teilbereiche (30.1; 30.2) des
Wärmeübertragers (30) in ein gemeinsames Abgas-Abführungssystem
(40) übergehen.
4. Wärmeerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Wärmeübertrager (30) verwendet ist, der im oberen Bereich mit
seinen Heizzügen (31) nur dem ersten, leistungsstärkeren Brenner (10)
zugeordnet ist, während der untere Bereich des Wärmeübertragers (30)
mit seinen Heizzügen (32) beiden Brennern (10, 20) zugeordnet ist, und
dass alle Heizzüge (31, 32) in Reihe und/oder parallel geschaltet sind.
5. Wärmeerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Brenner (10) und der zweite Brenner (20) mit ihren Strö
mungsrichtungen (15, 25) senkrecht zueinander auf die Teilbereiche
(30.1, 30.2) des Wärmetauschers (30) einwirken.
6. Wärmeerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Brenner (10) als Booster-Brenner oder Hochleistungs-
Brenner ausgebildet ist, während als zweiter Brenner (20) ein Stirling-
Brenner (22) mit Stirlingmotor (23) und Generator (24) zur zusätzlichen
Stromerzeugung verwendet ist.
7. Wärmeerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die beiden Brenner (10, 20) mit einem Gas-Luftgemisch gespeist
sind.
8. Wärmeerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Teilbereiche (30.1; 30.2) des Wärmeübertragers (30) Wärme
übertragungsflächen aufweisen, die an die Wärmeleistungen der zugeord
neten Brenner (10, 20) angepasst sind.
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DE10027652A DE10027652A1 (de) | 2000-06-03 | 2000-06-03 | Wärmeerzeuger mit zwei Brennern und einem Wärmeübertrager |
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ID=7644656
Family Applications (1)
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EP (1) | EP1160520A3 (de) |
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