DE102014103447A1

DE102014103447A1 - Heizungsanlage

Info

Publication number: DE102014103447A1
Application number: DE102014103447.3A
Authority: DE
Inventors: Arno Vogt; Amhäuser Matthias; Konrad Ritter; Magnus Manderbach
Original assignee: Viessmann Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Viessmann Werke GmbH and Co KG
Priority date: 2014-03-13
Filing date: 2014-03-13
Publication date: 2015-09-17
Also published as: EP2918910A1; DE202015105156U1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Heizungsanlage, umfassend einen ersten Wärmeerzeuger (1) mit einer ersten Abgasleitung (1.1) und einen zweiten Wärmeerzeuger (2) mit einer zweiten Abgasleitung (2.1), wobei die beiden Abgasleitungen (1.1, 2.1) in ein Abgasleitungsverbindungsstück (3) offen einmündend ausgebildet sind. Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass eine der beiden Abgasleitungen (2.1) zur Ausbildung eines Kondensatabfuhranschlusses an einer tiefsten Stelle (3.4) in das Abgasleitungsverbindungsstück (3) einmündend ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizungsanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine Heizungsanlage der eingangs genannten Art ist nach dem Patentdokument DE 10 2005 050 212 A1 bekannt. Diese besteht aus einem ersten Wärmeerzeuger mit einer ersten Abgasleitung und aus einem zweiten Wärmeerzeuger mit einer zweiten Abgasleitung, wobei die Abgasleitungen in ein Abgasleitungsverbindungsstück einmündend ausgebildet sind. Diese Lösung dient dazu, den Eintrag von Abgas eines in Betrieb befindlichen Wärmeerzeugers in einen im Stillstand befindlichen Wärmeerzeuger zu vermeiden. Dies wird durch an beiden Abgasleitungen vorgesehene Injektoren erreicht, wobei an einer tiefsten Stelle des Abgasleitungsverbindungsstücks ein Kondensatabfuhranschluss angeordnet ist. Kondensat entsteht dabei durch Auskondensieren aus dem Abgas.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heizungsanlage der eingangs genannten Art zu verbessern. Insbesondere soll eine Heizungsanlage der eingangs genannten Art noch weiter vereinfacht werden.
Diese Aufgabe ist mit einer Heizungsanlage der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass eine der beiden Abgasleitungen zur Ausbildung eines Kondensatabfuhranschlusses an einer tiefsten Stelle in das Abgasleitungsverbindungsstück einmündend ausgebildet ist.
Mit anderen Worten zeichnet sich die erfindungsgemäße Lösung dadurch aus, dass auf den beim vorgenannten Stand der Technik vorhandenen Kondensatabfuhranschluss dadurch komplett verzichtet werden kann, dass man eine der beiden Abgasleitung als solchen verwendet. Dies ist dabei insbesondere dann möglich, wenn die als Kondensatabfuhranschluss verwendete Abgasleitung mit einem Heizkessel verbunden ist, der seinerseits einen Kondensatabfuhranschluss aufweist, was regelmäßig der Fall ist.
Die Maßgabe bezüglich der Einmündung der Abgasleitung an einer tiefsten Stelle des Abgasleitungsverbindungsstücks bedeutet dabei, dass die Abgasleitung so am Abgasleitungsverbindungsstück angeordnet ist, dass aus der anderen Abgasleitung austretendes Kondensat schwerkraftbedingt automatisch zu dieser tiefsten Stelle und von dort in die als Kondensatabfuhranschluss ausgebildete Abgasleitung fließt.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Heizungsanlage ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
Der Vollständigkeit halber wird noch auf die weiter abliegende Lösung gemäß dem Patentdokument DE 102 40 990 A1 hingewiesen. Diese Lösung unterscheidet sich aber insbesondere dadurch von der erfindungsgemäßen Lösung, dass dort die beiden Abgasleitungen nicht offen in ein Abgasleitungsverbindungsstück einmündend ausgebildet sind, sondern dass dort die eine Abgasleitung lediglich konzentrisch in der anderen geführt ist. Eine Zusammenführung der beiden Abgasströme findet erst nach dem so genannten Abgassammelrohr außerhalb des Gebäudes statt.
Die erfindungsgemäße Heizungsanlage einschließlich ihrer vorteilhaften Weiterbildungen wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigt
1 teilweise geschnitten eine Heizungsanlage mit dem erfindungsgemäßen Abgasleitungsverbindungsstück.
In 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizungsanlage dargestellt. Diese besteht zunächst in bekannter Weise aus einem ersten Wärmeerzeuger 1 mit einer ersten Abgasleitung 1.1 und einem zweiten Wärmeerzeuger 2 mit einer zweiten Abgasleitung 2.1. Dabei sind die beiden Abgasleitungen 1.1, 2.1 in ein Abgasleitungsverbindungsstück 3 offen einmündend ausgebildet.
Wesentlich für die erfindungsgemäße Heizungsanlage ist nun, dass eine der beiden Abgasleitungen 2.1 zur Ausbildung eines Kondensatabfuhranschlusses an einer tiefsten Stelle 3.4 in das Abgasleitungsverbindungsstück 3, das vorzugsweise aus Kunststoff besteht, einmündend ausgebildet ist.
Die Maßgabe, dass die Abgasleitung 2.1 an einer tiefsten Stelle 3.4 in das Abgasleitungsverbindungsstück 3 einmündend ausgebildet ist, bedeutet dabei in Ergänzung zu den vorstehenden Erläuterungen auch, dass das Abgasleitungsverbindungsstück 3 gegebenenfalls sogar ein tiefer liegendes Totwassergebiet aufweist, dass aber dort anfallendes Kondensat ab einem bestimmten Füllstand im Totwassergebiet durch Überlauf praktisch von allein bzw. wieder durch Schwerkraft zur den Kondensatabfuhranschluss bildenden Abgasleitung fließt.
Wie aus 1 ersichtlich, ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass die mit der tiefsten Stelle 3.4 verbundene Abgasleitung 2.1 bis zum Wärmeerzeuger 2 vertikal verlaufend ausgebildet und/oder die tiefste Stelle 3.4 oberhalb der Wärmeerzeuger 1, 2 angeordnet ist.
Weiterhin ist vorgesehen, dass der erste Wärmeerzeuger 1, der vorzugsweise als Brennstoffzellenheizgerät ausgebildet ist, zur Deckung einer Grundlast und der zweite Wärmeerzeuger 2, der vorzugsweise als mit Öl, Gas oder Holz betriebener Heizkessel ausgebildet ist, zur Deckung einer Spitzenlast ausgebildet ist.
Dabei ist die mit der tiefsten Stelle 3.4 verbundene Abgasleitung 2.1 mit dem als Heizkessel ausgebildeten zweiten Wärmeerzeuger 2 verbunden ausgebildet. Außerdem weist einer der Wärmeerzeuger 1, 2, hier entsprechend der zweite Wärmeerzeuger 2, einen gebäudeseitigen Kondensatabfuhranschluss auf (nicht extra dargestellt, weil bekannt und ohne Weiteres vorstellbar).
Zur Optimierung der Druckverhältnisse innerhalb des Abgasleitungsverbindungsstücks 3, worauf weiter unten nochmals ausführlich eingegangen wird, ist ferner bevorzugt vorgesehen, dass ein Strömungsquerschnitt einer Abgasleitung 1.1 im Einmündungsbereich des Abgasleitungsverbindungsstücks 3 zur Erzeugung einer Druckabsenkung in dieser Abgasleitung 1.1 verjüngt ausgebildet ist. In anderen Worten ausgedrückt, ist vorgesehen, dass ein in das Abgasleitungsverbindungsstück 3 einmündendes Ende einer Abgasleitung 1.1 als düsenförmiger Injektor ausgebildet ist. Noch etwas konkreter betrachtet, ist vorgesehen, dass ein in das Abgasleitungsverbindungsstück 3 einmündendes Ende der Abgasleitung 1.1 in Abgasströmungsrichtung gesehen zuerst aus einem düsenförmigen Abschnitt 1.1.1 und im Anschluss aus einem zylindrischen Abschnitt 1.1.2 gebildet ist.
Damit dabei am offenen Ende des zylindrischen Abschnitts 1.1.2 anfallendes Kondensat direkt in die Abgasleitung 2.1 gelangen bzw. abfließen kann, ist weiterhin bevorzugt vorgesehen, dass ein in das Abgasleitungsverbindungsstück 3 einmündendes, offenes Ende der einen Abgasleitung 1.1 senkrecht oberhalb der anderen Abgasleitung 2.1 angeordnet ist. Wie weiterhin aus 1 ersichtlich, führen diese Maßgaben außerdem dazu, dass einmal aus der Abgasleitung 1.1 ausgetretenes Kondensat nicht mehr in diese Abgasleitung 1.1 zurück gelangen kann, da ein freies Ende der Abgasleitung 1.1, insbesondere der düsenförmige Injektoren, stets mit Abstand, besonderes bevorzugt konzentrisch, zu Wänden des vorzugsweise als T-förmiges Rohrstück ausgebildeten Abgasleitungsverbindungsstücks 3 angeordnet ist.
Ferner ist mit Verweis auf 1 zur Optimierung der Druckverhältnisse im Abgasleitungsverbindungsstück 3 vorgesehen, dass ein Strömungsquerschnitt einer Abgasleitung 2.1 im Einmündungsbereich des Abgasleitungsverbindungsstücks 3 zur Erzeugung einer Druckerhöhung in dieser Abgasleitung 2.1 erweitert ausgebildet ist. In anderen Worten ausgedrückt, ist vorgesehen, dass ein in das Abgasleitungsverbindungsstück 3 einmündendes Ende einer Abgasleitung 2.1 als Diffusor ausgebildet ist.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Abgasleitung 1.1 des einen Wärmeerzeugers 1 unparallel bzw. nicht parallel, vorzugsweise senkrecht, zur Abgasleitung 2.1 des anderen Wärmeerzeugers 2 in das Abgasleitungsverbindungsstück 3 einmündend ausgebildet ist.
Ferner weist das Abgasleitungsverbindungsstück 3 einen ersten Abgasanschluss 3.1 für die erste Abgasleitung 1.1, einen zweiten Abgasanschluss 3.2 für die zweite Abgasleitung 2.1 und einen dritten Abgasanschluss 3.3 zu einer gemeinsamen Abgasabfuhrleitung 5 auf. Dabei sind vorzugsweise Anschlussflächen zweier Abgasanschlüsse 3.1, 3.3 parallel zueinander und eine Anschlussfläche des weiteren Abgasanschlusses 3.2 unparallel bzw. nicht parallel, vorzugsweise senkrecht, zu den beiden anderen Anschlussflächen angeordnet.
Außerdem ist, um Verwechslungen beim Anschließen der Wärmeerzeuger 1, 2 an das Abgasleitungsverbindungsstück 3 zu vermeiden, vorgesehen, dass der Abgasanschluss 3.1 für die eine Abgasleitung 1.1 eine andere Größe, insbesondere einen anderen Durchmesser, als der Abgasanschluss 3.2 für die andere Abgasleitung 2.1 aufweist.
Schließlich ist das Abgasleitungsverbindungsstück 3 für einen raumluftunabhängigen Betrieb der Wärmeerzeuger 1, 2 mit einer drei Luftanschlüsse 4.1 aufweisenden, das Abgasleitungsverbindungsstück 3 vorzugsweise mantelförmig umschließenden Luftführung 4 versehen. Mindestens einer, im vorliegenden Fall alle, der Abgasanschlüsse 3.1, 3.2, 3.3 sind jeweils konzentrisch innerhalb der Luftanschlüsse 4.1 angeordnet.
Die erfindungsgemäße Heizungsanlage funktioniert wie folgt:
Der Wärmeerzeuger 1, in diesem Fall ein Brennstoffzellenheizgerät, dient zur Befriedigung einer gegebenen Grundlast. Über die Abgasleitung 1.1 gelangt Abgas vom Wärmeerzeuger 1 zum Abgasleitungsverbindungsstück 3, wobei der Wärmeerzeuger 1 vorzugsweise gleichzeitig über den Luftanschluss 4.1 mit Frischluft versorgt wird. Aufgrund der Verjüngung bzw. des düsenförmigen Abschnitts 1.1.1 am Einmündungsbereich steigt die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases an dieser Stelle an. Gleichzeitig führt die Verjüngung aufgrund des Bernoulli-Effekts (siehe auch http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Str%C3%B6mung nach Bernoulli und Venturi&oldid=127053410) zu einer Druckabsenkung, d. h. am offenen Ende liegt ein vergleichsweise niedriger Druck an.
Der Wärmeerzeuger 2, in diesem Fall zum Beispiel ein gasbetriebener Heizkessel, dient zur Befriedigung von Spitzenlasten. Über die Abgasleitung 2.1 gelangt Abgas vom Wärmeerzeuger 2 zum Abgasleitungsverbindungsstück 3, wobei der Wärmeerzeuger 2 vorzugsweise gleichzeitig über den Luftanschluss 4.1 mit Frischluft versorgt wird. Aufgrund der in 1 dargestellten Erweiterung bzw. des vorerwähnten Diffusors am Einmündungsbereich sinkt die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases an dieser Stelle. Dies führt gleichzeitig zu einem Druckanstieg an dieser Stelle.
Im Ergebnis führen diese beschriebenen und bewusst herbeigeführten Druckverhältnisse vorteilhaft dazu, dass der zweite, vorzugsweise modulierend arbeitende Wärmeerzeuger 2 bei kleiner Leistung nicht vom Abgas des ersten Wärmeerzeugers 1 beeinträchtigt bzw. schlimmstenfalls sogar ausgeblasen wird, da der Druck des Abgases am Austritt der Abgasleitung 2.1 höher ist als am Austritt der Abgasleitung 1.1.
Bezugszeichenliste

1: erster Wärmeerzeuger
1.1: erste Abgasleitung
1.1.1: düsenförmiger Abschnitt
1.1.2: zylinderförmiger Abschnitt
2: zweiter Wärmeerzeuger
2.1: zweite Abgasleitung
3: Abgasleitungsverbindungsstück
3.1: erster Abgasanschluss
3.2: zweiter Abgasanschluss
3.3: dritter Abgasanschluss
3.4: tiefste Stelle
4: Luftführung
4.1: Luftanschlüsse
5: Abgasabfuhrleitung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102005050212 A1 [0002]
DE 10240990 A1 [0009]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Str%C3%B6mung nach Bernoulli und Venturi&oldid=127053410 [0026]

Claims

Heizungsanlage, umfassend einen ersten Wärmeerzeuger (1) mit einer ersten Abgasleitung (1.1) und einen zweiten Wärmeerzeuger (2) mit einer zweiten Abgasleitung (2.1), wobei die beiden Abgasleitungen (1.1, 2.1) in ein Abgasleitungsverbindungsstück (3) offen einmündend ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden Abgasleitungen (2.1) zur Ausbildung eines Kondensatabfuhranschlusses an einer tiefsten Stelle (3.4) in das Abgasleitungsverbindungsstück (3) einmündend ausgebildet ist.
Heizungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strömungsquerschnitt einer Abgasleitung (1.1) im Einmündungsbereich des Abgasleitungsverbindungsstücks (3) zur Erzeugung einer Druckabsenkung in dieser Abgasleitung (1.1) verjüngt ausgebildet ist.
Heizungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein in das Abgasleitungsverbindungsstück (3) einmündendes Ende einer Abgasleitung (1.1) als düsenförmiger Injektor ausgebildet ist.
Heizungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strömungsquerschnitt einer Abgasleitung (2.1) im Einmündungsbereich des Abgasleitungsverbindungsstück (3) zur Erzeugung einer Druckerhöhung in dieser Abgasleitung (2.1) erweitert ausgebildet ist.
Heizungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasleitung (1.1) des einen Wärmeerzeugers (1) unparallel zur Abgasleitung (2.1) des anderen Wärmeerzeugers (2) in das Abgasleitungsverbindungsstück (3) einmündend ausgebildet ist.
Heizungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasleitungsverbindungsstück (3) einen ersten Abgasanschluss (3.1) für die erste Abgasleitung (1.1), einen zweiten Abgasanschluss (3.2) für die zweite Abgasleitung (2.1) und einen dritten Abgasanschluss (3.3) zu einer gemeinsamen Abgasabfuhrleitung (5) aufweist.
Heizungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Anschlussflächen zweier Abgasanschlüsse (3.1, 3.3) parallel zueinander und eine Anschlussfläche des weiteren Abgasanschlusses (3.2) unparallel zu den beiden anderen Anschlussflächen angeordnet sind.
Heizungsanlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasanschluss (3.1) für die eine Abgasleitung (1.1) eine andere Größe, insbesondere einen anderen Durchmesser, als der Abgasanschluss (3.2) für die andere Abgasleitung (2.1) aufweist.
Heizungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasleitungsverbindungsstück (3) für einen raumluftunabhängigen Betrieb der Wärmeerzeuger (1, 2) mit einer drei Luftanschlüsse (4.1) aufweisenden Luftführung (4) versehen ist.
Heizungsanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasanschluss (3.1, 3.2, 3.3) konzentrisch innerhalb des Luftanschlusses (4.1) angeordnet ist.