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Ölbefeuerter Heizkessel für Sammelheizungsanlagen Die Erfindung bezieht
sich auf einen ölbefeuerten Heizkessel für Sammelheizungsanlagen mit waagerechtem
Flammrohr als innere Wand des in seiner Längsrichtung zur Aufnahme von zu beheizenden
Wärmeträgern in hintereinandorliegende Abschnitte unterteeiken Kessels und mit gleichachsig
an einem Ende des Flammrohres angeordnetem Brenner.
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Es sind ölbefeuerte Heizkessel mit waagerechtem Flammrohr bekannt,
bei denen ein flüssiger oder gasförmiger Wärmeträger innerhalb eines das Flammrohr
mit Abstand umgebenden Mantels strömt. In, einem ähnlichen bekannten Kleinkessel
für Flüssigkeit strömt diese nicht unmittelbar durch den von dem Mantel eingeschlossenen
Raum, sondern durch besondere, in diesem Raum in der Flanvnrohrrichtung verlaufende
Rohre, was den Wärmeübergang auf die zu erhitzende Flüssigkeit nicht besonders fördert.
In einem anderen bekannten Kessel wird Luft als Wärmeträger erhitzt, während das
Flammrohr in einem etwa die Hälfte der Flammenlänge betragendenAbstand an dem vorderen
Flammeneide senkrecht nach oben zu einem Rauchgasabzug abgebogen ist.
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In beiden bekannten Heizkesseln ist die Länge des Flammrohres im Verhältnis
zu seinem Querschnitt, zum Flammendurchmesser und zur Flammenlänge für einen heiztechnisch
günstigen Aufbau zu klein. Um hierin zu wirtschaftlicheren Ergebnissen zu gelangen,
zeichnet sich der Heizkessel der eingangs genannten Gattung nach der Erfindung dadurch
aus, daß der Querschnitt des Flammrohres etwa gleich dem Mündungsquerschnitt des
Brenners, nur wenig größer und höchstens doppelt so groß wie dieser ist, daß die
Länge des Flammrohres mehr als das Zweifache der Länge der Brennerflamme ausmacht,
die sich im wesentlichen nur längs des ersten Kesselabschnittes erstreckt, und daß
der Kessel das Verteilerrohr für die Vorlaufleitungen (Steigerohre) der Heizungsanlage
bildet und sich von der Nähe einer Außenwand des zu beheizenden Gebäudes bis zu
einem etwa im mittleren Gebäudebereich oder jenseits der Gebäudemitte befindlichen
Schornstein erstreckt.
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Hierdurch werden lange Teile an den sonst nötigen wärmeabgedämmtem,
waagerechten Vor- und Rücklaufleitungen im Keller des zu beheizenden Gebäudes eingespart,
da diese Rohre in ihrer Hauptausdehnung zum Teil von dem langen Flammrohr des Kessels
ersetzt werden. Diese Rohre kosten nahezu so viel. wie der ebenso lange Kessel.
Der Kessel ist ferner in seinem Aufbau einfacher als bekannte öl- oder gasbefeuerte
Heizkessel mit der üblichen, der Brennerflamme angepaßten Brennkammer und kann daher
wesentlich billiger als die bekannten, ja so billig hergesteilt werden, daß er zusätzlich
zu einem Kessel für feste Brennstoffe für etwaigen Brennstoffwechsel angeschafft
werden kann.
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Der Kessel nach der Erfindung kann außerdem die niedrigste unter sonst
gleichen Verhältnissen denkbare Bauhöhe erhalten. Das ist dann von Vorteil, wenn
die Oberkante des Kessels so tief liegen muß, daß eine möglichst große Höhe für
den natürlichen Auftrieb des Wärmeträgers zur Verfügung steht. Hervorzuheben sind
ferner geringer Raumbedarf und kleine Stellfläche im Verhältnis zur Kesselleistung,
so daß er z. B. in nicht unterkellerten Häusern in dem niedrigen Hohlraum zwischen
dem Erdgeschoß-Fußboden und dem Erdboden untergebracht werden kann. Durch seine
langgestrockte Form eignet sich der Kessel besonders für Einfamilien-Reihenhäuser
mit großer Bautiefe. Er kann. hierbei ohne Schwierigkeit so angeordnet werden, daß
der Brenner außenhalb des Hauses oder in einer von außen zugänglichen Nische oder
einem sonstigen von außen zugänglichen, kleinen Raum des Hauses liegt. Der Kessel
geht in jedem Fall mindestens von der Nähe einer Außenwand aus und ist, z. B. ohne
den Zug schwächende Verbindungsleitungen, unmittelbar an. einen Schornstein angeschlossen,
der wie in vielen Fällen inmitten des Hauses liegt. Das hat den Vorteil, daß im
Hause selbst z. B. nicht mit Öl umgegangen werden muß, wodurch eine Geruchsbelästigung
durch Öl in den Wohnräumen im Haus vermieden ist.
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In dem Heizkessel nach der Erfindung wird feiner durch seine große
Länge die freie Wärme der Verbrennungsgase gut ausgenutzt, ohne daß durch zu starkes
Abkühlen eine Taupunktunterschseitung im Schornstein befürchtet werden muß. Dabei
besitzt er
keine Oberflächen hoher Temperatur, so daß die Wärmeverluste
klein sind. Auch können die abzudämmendem Oberflächen kleiner und billiger und deren.
Wärmeverluste somit geringer gehalten werden als bei einem Kessel der üblichen,
stehenden, quaderförmigen, zylindrischen oder ähnlichen Bauart zuzüglich der Vor-
und Rücklaufleitungsteile, die durch den Kessel nach der Erfindung wegfallen.
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Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Kessel für
die verschiedenen Wärmeträger durch hmtereinanderliegende, das Flammrohr mit Abstand
umschließende, äußere Kesselwände von jeweiliger Abschnittlänge in Übereinstimmung
mit den aufeinanderfolgenden Flammrohrzonen abfallender Temperatur in voneinander
unabhängige Längsabschnitte als Kesselräume unterteilt.
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So kann z. B. im eisten, mäßig warmen Teil des Kessels die Wärme an
Heizluft als Wärmeträger für eine Umluftheizungsanlage übertragen werden. Dieser
erste Kesselabschnitt wird hierfür mit Schamotte ausgefüttert, um eine unerwünschte,
übermäßige Erwärmung der Heizluft und damit der Raumluft zu vermeiden. Zwecks besseren
Wärmeübergangs ist das Flammrohr mit Außenrippen versehen. Trotzdem ist die Ölflamme
in diesem erstem Kesselteil besonders durch die Ausfütterung gegen allzu große Wärmeverluste
geschützt, so daß sie schneller und vollkommener ausbrennen kann.
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In dem darauffolgenden heißesten Längsabschnitt des Kessels kann die
Wärme in an sich bekannter Weise z. B. an eine hochsiedende Flüssigkeit, wie Phosphorsäureester,
als Wärmeträger für Strahlungsheizkörper übertragen werden. Solche Strahlungsheizkörper
eignen sich besonders für dauernd zu beheizende Wohnräume, in denen sie zuträglichere
Temperaturverhältnisse erzeugen als die üblichen Konvektionsheizkörper.
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Im folgenden dritten Längsabschnitt des Kessels, in dem die Siedetemperatur
des Wassers nicht mehr überschritten wird, kann Wasser als Wärmeträger verwendet
und damit eine, gewöhnliche Waranwasserheizungsanlage betrieben werden.
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In einem vierten Längsabschnitt des Kessels sind die Heizgase bereits
so weit abgekühlt, daß säe den Wärmeträger nicht mehr auf die Temperatur einer Warmwasserheizungsasage
erwärmen können, wohl aber mit ihrer Wärme gerade noch für einen unmittelbar vom
Flammrohr beheizten Warmwasserbereiter ausreichen. Für warmes Brauchwasser genügt
eine niedrigere Temperatur, ass säe Heizwasser haben müßte.
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In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des Kessels nach der
Erfindung und für seine Anordnung in einem Hause dargestellt, und zwar zeigt Fig.
1 einen Heizkessel nach der Erfindung im senkrechten Längsschnitt, Fig. 2 denselben
Heizkessel im senkrechten Querschnitt nach der Linie II-11 der Fig. 1, Fig. 3 eine
andere Bauart des Heizkessels, bei der der Wärmeträgermantel in Längsabschnitte
unterteilt ist, im senkrechten Längsschnitt, Fig. 4 den Kellergrundriß eines Hauses
mit eingebautem und angeschlossenem Heizkessel nach der Erfindung und Fig. 5 eine
andere Aufteilung des rechten Teils des sonst gleichen Grundrisses, bei der dar
Brenner des Kessels in einer von außen zugänglichen Nische des Gebäudes untergebracht
ist. In Fig. 1, die einen Heizkessel nach der Erfindung im senkrechten Längsschnitt
darstellt, ist 1 ein Ölbrenner der üblichen Bauweise mit seitlich austretender Flamme,
der an seiner Mündung einen Flansch 2 zur Verbindung mit einem Flansch 3 am eigentlichen
Kessel 4 trägt. Der Kessel besteht aus einem Flammrohr 5 und dem mit Abstand
von diesem gleichlaufenden Außenmantel 6. An diesem Außenmantel sind unten ein Rücklaufstutzen
7 und oben ein Vorlaufstutzen 8 zum Zu- und Abführen des Heizwassers
oder eines sonstigen strömenden Wärmeträgers vorzugsweise so angeordnet, daß sich
der Wärmeträger im Gegenstrom zu den Heizgasen bewegt. Die Heizgase treten. in Form
der Brennerfiamme am vorderen Ende 9 des Kessels ein, durchströmen das Flammrohr
des rohrförmigen Kessels 4 in seiner Längsrichtung und .geben dabei ihre Wärm durch
die Flammrohrwand 5 an das diese von außen beaufsahlagende Lleiz,-wasser
10 ab. Die Heizgase verlassen den Kessel. am hinteren Ende 11 und treten
über ein Rauchrohr 12 in den Schornstein 13 ein.
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In Fig. 3, die eine andere Bauart des Kessels im senkrechten Längsschnitt
darstellt, bei der der Wärme trägermanZel in Längsabschnitte unterteilt ist, äst*,
14 wieder ein Ölbrenner. 15 ist ein erster Längsäbsch#üt des Kessels, der in dieser
Flammrohrzone als ein Röhr 16 ausgebildet ist, das mit Schamotte 17 ausgefüttert
und mit Außenrippen 18 versehen ist. In diesem Kesselabschnitt wird die Flamme
19 des Ölbrenners duzoh das Schamottefutter 17 gegen vorzeitige Wärmeabgabe geschützt
und so ein rasches und vollständiges ,,Ausbrennen der Heizgase gewährleistet. Trotzdem
vcrd hier noch ausreichend Wärme zum Aufheizen von Luft als Wärmeträger abgegeben.
Hierfür ist der äußere Mantel 20 dieses Längsabschnittes entsprechend dem
großen Volumen des gasförmigen Wärmeträgers in entsprechend großem Abstand um den
Innenmantel angeordnet. Auch sind weite Rück- und Vorlaufstutzen 21 und
22 für die Luft vorgesehen.
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An die erste Flammrohrzone 15 schließt sich eile, zweite Flammrohrzane
23 an. Hier haben die Heizgase die höchste Temperatur. Sie können deshalb
beispielsweise zum Übertragen der Warme an einen Wärmeträger dienen, der einen .hohen
Siedepunkt halt oder unter hohem Druck steht, so daß mit ihm eine Strahlungsheizungsanlage
mit einer höheren Obeafläehentemperatur betrieben werden kann, ays sie sich mit
einem bei 100° C siedenden Wärmeträges eireichen läßt. Der Wärmeträger befindet
sich zwi%ohen dem inneren Kesselmantel 24, denn Flammrohr und dem äußeren Kesselmantel
25 und wird dusch den Rücklaufstutzen 26 unten zu- und durch den Vorlaufstutzen
27 oben abgeleitet.
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An die zweite Flammrohrzone 23 schließt sich eine dritte Flammrohrzone
28 an, die wie der Kessel in Fig. 1 und 2 als gewöhnlicher Warmwasserkessel ausgebildet
ist. Hier sind beispielsweise mehrere Stutzen
29 und 30 für Vorlauf-
und mehrere Stutzen 31 und 32 für Rücklaufanschlüsse vorgesehen, um anzudeuten,
da.ß der Kessel infolge seiner Längsausdohnug gleichzeitig als unterer Verteiler
für den Wärmges verwendet werden kann.
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An diesen Kesselabschnitt schließt sich eine vierte Flammrohrzone
33 an, deren Außenwand 35 so .groß' ausgebildet ist, daß der Zwischenraum
z Innenmantel (Flammrohr) und Außenmantel als Speicherbehälter für warmes Brauchwasser
und dieser Kesselabschnitt somit als Warmwasserbereiter veuwmndat
werden
kann. Die Wärme wird von den Heizgasen unmittelbar durch die innere Kesselwand
34 des Flammrohres auf das Brauchwasser 36 übertragen, weil die Heizgase
in diesem Kesselabschnitt bereits auf eine Temperatur unter dem Siedepunkt des Wassers
abgekühlt sind. Der Behälter muß, den Vorschriften entsprechend, trotzdem mit einem
Sicherheltsventil 37 und einem Rückschlagventi138 in der Kaltwasserzuleitungversahen
sein. 39 ist die Brauchwasserablekung und 40 der Rauchgasabzugsstutzen, mit
dem der Kessel ati den Schornstein angeschlossen ist.
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Nach Fig. 4, die dem Kellergrundriß eines Hauses darstellt, dessen
Warmwasserheizungsanlage mit einem Kessel nach der Erfindung ausgestattet ist, ist
41 der Kessel mit dem zugehörenden Ölbrenner 42.
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Der Kessel ist mit dem Abgasrohr 43 an den Schornstein
44 in der Mitte des Gebäudes angeschlossen. Er dient gleichzeitig als untere
Verteilerleitung. Es zweigen von ihm die Vorlaufrohre 45, 46 und
47 ab, die zu den Steigleitungen 48, 49 und 50 innen an den Außenwänden
führen. Zum Kessel laufen die Rücklaufleitungen 51, 52 und 53 zurück.
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Nach Fig. 5, die eine andere Aufteilung des rechten Teiles des sonst
gleichen Grundrisses darstellt, ist der Kessel 54 so eingebaut, daß er durch
die Außenwand des Hauses hindurchragt und sein Ölbrenner 55 in einer durch eine
Tür 56 von außen zugänglichen Wandnische 57 untergebracht ist. Geruch und
Verschmutzung, wie sie bei der Ölfeuerung und beim Reinigen des Ölbrenners nicht
ganz zu vermeiden sind, werden dadurch vom Inneren des Gebäudes ferngehalten.