DE10114490C1

DE10114490C1 - Wandheizgerät für die Verbrennung flüssiger Brennstoffe

Info

Publication number: DE10114490C1
Application number: DE2001114490
Authority: DE
Inventors: Juergen Holtorf; Roger Doenges; Johann Eberling
Original assignee: Viessmann Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Viessmann Werke GmbH and Co KG
Priority date: 2001-03-24
Filing date: 2001-03-24
Publication date: 2002-08-01
Anticipated expiration: 2021-03-25
Also published as: EP1243867A2; EP1243867A3

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wandheizgerät für die Verbrennung flüssiger Brennstoffe, bestehend aus einem die Abgase zum Abgasabzug (2) führenden Gehäuse (1), in dem eine mit Brenner (3) bestückbare, mit ihrer Achse (A) horizontal orientierte Brennkammer (10) angeordnet ist, die von einem unter Ausbildung eines Durchströmspaltes (4) schraubenförmig gewendelten, mit Vor- und Rücklaufanschlüssen (5, 6) in hydraulischer Verbindung stehenden Rohr (7) als Wärmetauscher (WT) begrenzt ist und von einer Rückwand (8), wobei die Brennkammer (10) mit einem den Brenner (3) aufnehmenden Deckel (9) verschlossen ist. Nach der Erfindung ist das gewendelte, mit dem Rücklauf (6) verbundene und den Wärmetauscher (WT) bildende Rohr (7) mit seinem vorlaufseitigen Ende (11) in ein das die Abgase führende Gehäuse (1) umgebendes, mit dem Vorlaufanschluß (5) versehenes, wasserführendes Gehäuse (12) ausmündend angeordnet. Das wasserführende Gehäuse (12) bildet auch die Rückwand (8) der Brennkammer (10) und wird vom Abgasabzug (2) durchgriffen. Das Volumen des Gehäuses (12) entspricht dabei einem Mehrfachen des Volumens des Wärmetauschers (WT).

Description

Die Erfindung betrifft ein Wandheizgerät für die Verbrennung flüssiger Brennstoffe, bestehend aus einem die Abgase zum Ab gasabzug führenden Gehäuse, in dem eine mit Brenner bestückba re, mit ihrer Achse horizontal orientierte Brennkammer ange ordnet ist, die von einem unter Ausbildung eines Durchström spaltes schraubenförmig gewendelten, mit Vor- und Rücklaufan schlüssen in hydraulischer Verbindung stehenden Rohr als Wär metauscher begrenzt ist und von einer Rückwand, wobei die Brennkammer mit einem den Brenner aufnehmenden Deckel ver schlossen ist.

Heizgeräte dieser Art sind bspw. nach der FR 2 700 608 A1 oder auch nach der DE 199 12 572 A1 bekannt, bei denen es sich allerdings nicht um Wandheizgeräte handelt. Das hochwirksame, diesen Heizgeräten zugrundeliegende Wärmeübertragungsprinzip, gemäß dem die Heizgase durch den engen Durchströmspalt des gewendelten Wärmetauschers zum Abgasabzug strömen, wird jedoch, soweit bekannt, aber nicht druckschriftlich nachweisbar, auch schon an auf dem Markt befindlichen Wandheizgeräten genutzt, die also insbesondere für eine Installation im Wohnbereich an einer Wand vorgesehen und in der Regel auf den Einbauraster von Einbaumobiliar abgestellt sind, was von vornherein eine mög lichst kompakt anzustrebende Bauweise solcher Geräte voraus setzt.

Die vorerwähnten, bereits auf dem Markt befindlichen Wandheiz geräte mit gewendeltem Wärmetauscher entsprechen im wesent lichen dem Heizgerät nach der FR 2 700 608, d. h., die Heizgase durchströmen auch hierbei die nur als Durchlauferhitzer wirkende Wärmetauscherwendel und gelangen ohne wesentliche weitere Wärmeabgabemöglichkeit via den Wärmetauscher umgebenden Sam melraum direkt zum Abgasabzug, wobei also das den Wärmetauscher bildende, gewendelte Rohr (hat in der Regel einen flach rechteckigen Querschnitt) mit seinen Enden direkt die Vor- und Rücklaufanschlüsse eines solchen Gerätes bildet. Nachteilig ist dies aufgrund des realtiv geringen Durchströmvolumens des Wärmetauschers hinsichtlich der zwangsläufig damit verbundenen Schalthäufigkeit des Brenners, was mit Rücksicht auf die In stallation solcher Geräte im Wohnbereich hingenommen werden mußte. Vermutlich sah man die anzustrebende Kompaktheit solcher Geräte bislang als Hindernis an, derartige, gewendelte Wär metauscher nutzende Wandgeräte mit einem zusätzlichen Volumen für das Wärmeträgermedium auszubilden.

Davon ausgehend und ausgehend von einem Heizgerät der eingangs genannten Art, liegt der. Erfindung die Aufgabe zugrunde, dieses unter Beibehaltung möglichst kompakter Bauweise dahingehend zu verbessern, daß ein größeres Wasservolumen bei insgesamt ver größerter Wärmetauschfläche zur Verfügung steht und damit die Schalthäufigkeit des Brenners für flüssige Brennstoffe redu ziert ist, um damit letztlich auch der mit jedem Brennerstart verbundenen, erhöhten Schadstoffemission zu begegnen.

Diese Aufgabe ist mit einem Wandheizgerät der eingangs ge nannten Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das gewen delte, mit dem Rücklauf verbundene Rohr mit seinem vorlauf seitigen Ende in ein das die Abgase führende Gehäuse umgeben des, mit dem Vorlaufanschluß versehenes, wasserführendes Ge häuse ausmündend angeordnet ist, das auch die Rückwand der Brennkammer bildet, das vom Abgasabzug durchgriffen wird und dessen Volumen einem Mehrfachen des Volumens des Wärmetauschers entspricht.

Vorteilhafte Weiterbildungen und besondere Ausführungsformen ergeben sich nach abhängigen Unteransprüchen.

Mit dieser erfindungsgemäßen Ausbildung sind die gestellten Forderungen erfüllt, und es hat sich überraschenderweise auch gezeigt, daß trotz des zusätzlichen und dem gewendelten Wärme tauscher in Form eines diesen umschließenden Wassermantels nachgeschalteten Volumens die üblichen Außenabmessungen eines solchen Wandheizgerätes einzuhalten sind. Aufgrund der durch den wasserführenden Außenmantel bzw. das den Abzugsraum um gebende, wasserführende Gehäuse zusätzlich untergebrachten Wärmetauschfläche, könnte nämlich der gewendelte Wärmetauscher in seinem Durchmesser entsprechend reduziert werden, was be deutet, daß auch diese erfindungsgemäße Ausbildung in den zu beachtenden Kompaktabmessungen unterzubringen ist. Eine der artige Durchmesserreduzierung des Wärmetauschers ist aber noch nicht einmal notwendig, und zwar aus folgendem Grund: Das die Abgase zum Abzug führende Außengehäuse bei Geräten nach der FR 2 700 608 A1 und bei den auf dem Markt befindlichen und der FR 2 700 608 A1 gewissermaßen nachempfundenen Wandgeräten bedarf nämlich einer massiven und entsprechend dick auftragenden Wärmeisolation, die beim erfindungsgemäßen Gerät wesentlich reduziert werden kann, da hierbei die den Wärmetauscher passierten Abgase ihre Rest wärme an das wasserführende Gehäuse abgeben können, also auf eine kühlbare Wand treffen. Der diesbezügliche Raumgewinn durch Reduzierung der Wärmeisolation steht also für die Dimensio nierung des wasserführenden Gehäuses zur Verfügung.

Das erfindungemäße Wandheizgerät und dessen vorteilhafte Wei terbildungen und Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 schematisch einen Längsschnitt durch das Wandheizge rät;

Fig. 2 das Wandheizgerät gemäß Fig. 1 persprektivisch in An sicht von vorn;

Fig. 3 perspektivisch und teilweise aufgeschnitten den Brenn- und Wärmeübertragungsteil des Gerätes ohne alles Zube hör und

Fig. 4 eine Ausschnittsvergrößerung für den Deckelbereich.

Das Wandheizgerät für die Verbrennung flüssiger Brennstoffe besteht nach wie vor aus einem die Abgase zum Abgasabzug 2 führenden Gehäuse 1, in dem eine mit Brenner 3 bestückbare, mit ihrer Achse A horizontal orientierte Brennkammer 10 angeordnet ist. Die Brennkammer ist dabei von einem unter Ausbildung eines Durchströmspaltes 4 schraubenförmig gewendelten, mit Vor- und Rücklaufanschlüssen 5, 6 in hydraulischer Verbindung stehenden Rohr 7 als Wärmetauscher WT begrenzt. Außerdem wird die Brenn kammer 10 nach hinten von einer Rückwand 8 begrenzt und ist nach vorn mit einem den Brenner 3 aufnehmenden Deckel 9 ver schlossen, der selbstverständlich in geeigneter Weise zu öffnen oder abzunehmen ist.

Für ein solches Wandheizgerät ist nun unter verweis auf Fig. 1 wesentlich, daß das gewendelte, mit dem Rücklauf 6 verbundene Rohr 7 mit seinem vorlaufseitigen Ende 11 in ein das die Abgase führende Gehäuse 1 umgebendes, mit dem Vorlaufanschluß 5 ver sehenes, wasserführendes Gehäuse 12 ausmündet. Dieses wasser führende Gehäuse 12 bildet dabei auch die Rückwand 8 der Brennkammer 10 und wird vom Abgasabzug 2 durchgriffen. Das Vo lumen des Gehäuses 12 entspricht dabei in seiner Größenordnung vorzugsweise etwa dem doppelten Volumen des Wärmetauschers WT.

Mit Rücksicht auf eine ausreichend lange Ausbrandstrecke für die Flamme des mit Heizöl betriebenen Brenners ist der die Rückwand 8 der Brennkammer 10 bildende Teil des Gehäuses 12, wie ebenfalls aus Fig. 1 ersichtlich, in Form eines das Volumen der Brennkammer 10 vergrößernden Domes 14 ausgewölbt, dessen Durchmesser D im wesentlichen dem Innendurchmesser D1 der Brennkammer 10 entspricht. Dieser hier sogenannte Dom 14 ist mit einer Tiefe T bemessen, die einen vollständigen Ausbrand der Flamme gewährleistet. Eine diesbezüglich genaue und konkrete Maßgabe, etwa in Bezug auf die Länge L der Brennkammer 10 ist verständlicherweise nicht möglich. Als etwaiger Anhalt kann aber die Darstellung des Verhältnisses Tiefe. T zu Länge L in der Fig. 1 dienen.

In diesem Zusammenhang und im Interesse eines möglichst langen Heizgasweges unter Direktbeaufschlagung der wasserführenden, domartig ausgebildeten Rückwand 8 ist der Brenner 3 mit einem an sich bekannten Flammrohr 13 versehen, dies jedoch mit der Maßgabe, daß sich das Flammrohr bis zur Ansatzebene E des Domes 14 erstreckt.

Mit Rücksicht auf die engen Raumverhältnisse in derartigen Wandheizgeräten, in deren hier nicht dargestellten Umschlies sungsgehäuse auch für deren Betrieb notwendige Zusatzaggregate raumsparend unterzubringen sind, sind die beiden Gehäuse 1, 12 vorteilhaft zylindrisch ausgebildet.

Unter dem gleichen Aspekt ist ferner vorteilhaft vorgesehen, die Rückwand 8 des Gehäuses 12 dessen Umfang überragen zu las sen und als Installationsträger 30 auszubilden, wie dies ins besondere aus Fig. 3 ersichtlich ist.

Was den insgesamt mit 9 bezeichneten Verschlußdeckel 9 für die Brennkammer betrifft, so ist dieser aus einem ringförmigen Teil 15 und einem zentrisch kreisförmigen Teil 16 für die Aufnahme des Brenners 3 gebildet. Der Rücklaufanschluß 6 für das Rohr 7 ist exzentrisch außen am ringförmigen Teil 15 angeordnet, der brennkammerseitig hydraulisch mit dem rücklaufseitigen Ende 17 des Rohres 7 verbunden ist. Diesbezüglich ist sowohl auf Fig. 1 als auch Fig. 2 zu verweisen, abgesehen davon, daß dies in seiner Bedeutung in Verbindung mit Fig. 3, 4 noch näher er läutert wird.

Um für den Ablauf anfallenden Kondensats sorgen zu können, ist das zylindrische Gehäuse 1 an seinem tiefsten Bereich mit einem Kondensatablauf 18 versehen, der das wasserführende Gehäuse 12 durchgreift (siehe Fig. 1).

Mit Rücksicht auf die einzuhaltende kompakte, d. h., möglichst wenig Raum beanspruchende Bauweise ist, gewissermaßen unter Ausnutzung eines Eckzwickels, unter dem zylindrischen Gehäuse 12 ein Pumpenantrieb 20 mit Brennstoffpumpe 19 angeordnet, die über eine äußere Brennstoffleitung 21 mit dem Düsenstock 22 des Brenners 3 verbunden ist. Die Zuordnung ist dabei ebenfalls raumsparend derart vorgesehen, daß die Brennstoffpumpe 19 mit dem Pumpenantrieb 20 an einem unter das wasserführende Gehäuse 12 rückgekröpften Teil eines Tragbügels 23 angeordnet und dieser mit seinem anderen Teil am kreisförmigen Teil 15 des Deckels 9 angeflanscht ist. Vorteilhafte Weiterbildungen im Sinne der gestellten Aufgabe liegen dies bezüglich insofern vor, als damit ebenfalls dem zwar geringen zusätzlichen Raumbedarf durch das hinzugekommene Gehäuse 12 Rechnung getragen wird.

Gleiches gilt auch für die Versorgung des Gerätes mit der notwendigen Verbrennungsluft. Hierfür ist im kreisförmige Teil 15 des Deckels 9 ein Luftführungsraum 24 eingeformt (siehe Fig. 1 und insb. Fig. 4), der durch einen Luftführungskanal 25 (Fig. 2) mit einem über dem Gehäuse 12 angeordneten Verbrennungs luftgebläse 26 verbunden ist. Dieses Verbrennungsluftgebläse 26 ist, wie aus Fig. 2 ersichtlich, saugseitig an einen kombi nierten Verbrennungsluft- und Abgasschalldämpfer 27 mit Luft vorwärmung angeschlossen, in den der Abgasabzug 2 ein- und ausmündet und der eine zur Abgasführung separate, von einer Lufteinsaugöffnung 28 zum Gebläseanschluß erstreckten Luft einsaugkanal enthält, was nicht besonders dargestellt ist, da ohne weiteres vorstellbar. Dieser Schalldämpfer und Luftvor wärmer sitzt unmittelbar über dem Gehäuse 12, und das Gebläse 26 ist ebenfalls unter Ausnutzung des Eckzwickels vorteilhaft seitlich am Luftvorwärmer 27 angeordnet, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.

In den Fig. 3, 4 sind die beiden Gehäuse 1 und 12 mit der Brennkammer 10 und dem Deckel 9 nochmals übersichtlicher und ohne das vorbeschriebene Zubehör dargestellt. Wie daraus besser ersichtlich besteht der Deckel 9, wie vorerwähnt, aus dem ringförmigen Teil 15 und dem zentrisch kreisförmigen Teil 16. Am Teil 15 sind alle Brennerkomponenten, wie beschrieben, mon tiert und können somit komplett mit dem Teil 15 abgenommen und bspw. einer Wartung unterworfen werden. Das ringförmige, mit dem Wärmetauscher WT fest verbundene Teil 16 sitzt auf Steh bolzen 29 der brennerseitigen Abschlußwand 31 des wasser führenden Gehäuses 12. Beim Lösen von auf den Stehbolzen 29 sitzenden Muttern 32 spreizt sich die den Wärmetauscher WT bildende und unter Eigenspannung stehende Rohrwendel auf, wonach dann die Rohrwendel mit einem geeigneten Reinigungsgerät gereinigt werden kann. Nach der Reinigung werden die Muttern 32 wieder angezogen und der Teil 15 mit seinen Brennerkomponenten wird wieder aufgesetzt und mittels Verschraubungen 33 fixiert.

Da ein solches Kompaktgerät auch einer möglichst zweckmäßigen Wartungszugänglichkeit bedarf, sei abschließend darauf hin gewiesen, daß, wie aus Fig. 1 ersichtlich, das kreisförmige, die Brennkammer nach vorn abschließende Teil 15 praktisch eine Montageplatine für die Brennstoffpumpe 19 mit ihrem Pum penantrieb 20, den Brenner 3 und die diesen mit der Brennstoffpumpe 19 verbindende Brennstoffleitung 21 bildet, kann diese Montageplatine nach Entfernung des Luftfüh rungskanales 25 insgesamt mit diesen Elementen abgenommen werden, ohne daß dabei die Brennstoffleitung 21 entfernt werden muß, was sonst nahezu unvermeidbar zu Heizöl-Leckagen führen würde.

Bezugszeichenliste

1

Gehäuse

2

Abgasabzug

3

Brenner

4

Durchströmspalt

5

Vorlaufanschluß

6

Rücklaufanschluß

7

Rohr

8

Rückwand

9

Deckel

10

Brennkammer

11

vorlaufseitiges Ende

12

wasserführendes Gehäuse

13

Flammrohr

14

Dom

15

kreisförmiges Deckelteil

16

ringförmiges Deckelteil

17

rücklaufseitiges Ende

18

Kondensatablauf

19

Brennstoffpumpe

20

Pumpenantrieb

21

Brennstoffleitung

22

Düsenstock

23

Tragbügel

24

Luftführungsraum

25

Luftführungskanal

26

Verbrennungsluftgebläse

27

kombinierter Schalldämpfer mit Luftvorwärmung

28

Lufteinsaugöffnung

29

Stehbolzen

30

Träger

31

Abschlußwand

32

Muttern

33

Verschraubungen
A Achse
E Ansatzebene
WT Wärmetauscher
D Domdurchmesser
D1 Brennkammer-Innendurchmesser
T Dom-Tiefe
L WT-Länge

Claims

1. Wandheizgerät für die Verbrennung flüssiger Brennstoffe, bestehend aus einem die Abgase zum Abgasabzug (2) führen den Gehäuse (1), in dem eine mit Brenner (3) bestückbare, mit ihrer Achse (A) horizontal orientierte Brennkammer (10) angeordnet ist, die von einem unter Ausbildung eines Durchströmspaltes (4) schraubenförmig gewendelten, mit Vor- und Rücklaufanschlüssen (5, 6) in hydraulischer Ver bindung stehenden Rohr (7) als Wärmetauscher (WT) be grenzt ist und von einer Rückwand (8), wobei die Brenn kammer (10) mit einem den Brenner (3) aufnehmenden Deckel (9) verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das gewendelte, mit dem Rücklaufanschluß (6) ver bundene Rohr (7) mit seinem vorlaufseitigen Ende (11) in ein das die Abgase führende Gehäuse (1) umgebendes, mit dem Vorlaufanschluß (5) versehenes, wasserführendes Ge häuse (12) ausmündend angeordnet ist, das auch die Rückwand (8) der Brennkammer (10) bildet, das vom Ab gasabzug (2) durchgriffen wird und dessen Volumen größer bemessen ist als das Volumen des Wärmetauschers (WT).

2. Wandheizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Rückwand (8) der Brennkammer (10) bildende Teil des Gehäuses (12) in Form eines das Volumen der Brennkammer (10) vergrößernden Domes (14) ausgewölbt ist, dessen Durchmesser (D) im wesentlichen dem Innendurch messer (D1) der Brennkammer (10) entspricht.

3. Wandheizgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dom (14) mit einer Tiefe (T) bemessen ist, die in ihrer Größenordnung im wesentlichen der halben Länge (L) des Wärmetauschers (WT) entspricht.

4. Wandheizgerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner (3) mit einem Flammrohr (13) versehen ist, das sich bis zur Ansatzebene (E) des Domes (14) er streckt.

5. Wandheizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gehäuse (1, 12) zylindrisch ausgebildet sind.

6. Wandheizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückwand (8') des Gehäuses (12) dessen Umfang überragt und als Installationsträger (30) ausgebildet ist.

7. Wandheizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (9) aus einem ringförmigen (15) und einem zentrisch kreisförmigen Teil (16) gebildet und der Rück laufanschluß (6) für das Rohr (7) exzentrisch außen am ringförmigen Teil (15) angeordnet ist, der brennkam merseitig hydraulisch mit dem rücklaufseitigen Ende (17) des Rohres (7) verbunden ist.

8. Wandheizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) an seinem tiefsten Bereich mit einem Kondensatablauf (18) versehen ist, der das wasserführende Gehäuse (12) durchgreift.

9. Wandheizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß unter dem Gehäuse (12) ein Pumpenantrieb (20) mit Brennstoffpumpe (19) angeordnet und diese über eine Brennstoffleitung (21) mit dem Düsenstock (22) des Bren ners (3) verbunden ist.

10. Wandheizgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffpumpe (19) mit ihrem Pumpenantrieb (20) an einem unter das wasserführende Gehäuse (12) rück gekröpften Teil eines Tragbügels (23) angeordnet und dieser mit seinem anderen Teil am kreisförmigen Teil (15) des Deckels (9) angeflanscht ist.

11. Wandheizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß im kreisförmige Teil (15) des Deckels (9) ein Luft führungsraum (24) eingeformt ist, der durch einen Luft führungskanal (25) mit einem über dem Gehäuse (12) angeordneten Verbrennungsluftgebläse (26) verbunden ist.

12. Wandheizgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbrennungsluftgebläse (26) saugseitig an einen kombinierten Verbrennungsluft-, Abgasschalldämpfer (27) mit Luftvorwärmung angeschlossen ist, in den der Abgasabzug (2) ein- und ausmündet und der einen zur Abgasfüh rung separate, von einer Lufteinsaugöffnung (28) sich zum Gebläseanschluß erstreckten Lufteinsaugkanal enthält.

13. Wandheizgerät nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das kreisförmige Teil (15) des Deckels (9) als Mon tageplatine für den Brenner (3), die Brennstoffpumpe (19) und die diese verbindende Brennstoffleitung (21) ausge bildet ist und daß der Luftführungskanal (25) lösbar am Luftführungsraum (24) des Brenners (3) angeschlossen ist.