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Gas- oder ölbeheizter Warmwasserheizkessel Die Erfindung bezieht sich
auf einen gas- oder ölbeheizten Warmwasserheizkessel mit Nachschaltheizfläche.
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Zweck der Erfindung ist es, den Warmwasserheizkessel so auszubilden,
daß er mit gutem thermischen Wirkungsgrad arbeitet, eine annähernd rückstandsfreie
Verbrennung gestattet und eine rasche Rufheizung gewährleistet.
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Gas- oder ölbeheizte Warmwasserheizkessel mit Nachschaltheizfläche
sind bekannt. Bei der Verwendung fester Brennstoffe ist eine rückstandslose Verbrennung
kaum möglich. Der thermische Wirkungsgrad wird dadurch herabgesetzt. Ferner wird
die Reinigung einer Nachschaltheizfläche, die meist in einem Kamin untergebracht
ist, unwirtschaftlich, wenn nicht sogar unmöglich, so daß die Lebensdauer derartiger
Anlagen nicht groß ist.
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Bei einem Warmwasserheizkessel einer anderen Bauart wird mit einem
Gas-Luft-Gemisch geheizt. Es sind ferner Abstrahlrippen vorgesehen, welche sowohl
in das Heizungswasser als auch in den Verbrennungsluftstrom tauchen, so daß ein
besserer thermischer Wirkungsgrad gewährleistet ist. Bei dieser Bauart wird aber
die zuzuführende Verbrennungsluft nicht vorgewärmt, und die Nachschaltheizfläche
ist nicht so über dem Kessel angeordnet, daß eine weitere Verbesserung des thermischen
Wirkungsgrades erzielt wird, ohne daß eine unerwünschte Kondensation in den Heizgaszügen
zu befürchten ist. Zudem müssen hierbei zwecks Zugverstärkung Ventilatoren eingesetzt
werden, da der normale Kaminzug nicht ausreicht. Derartige Anlagen sind deshalb
für das Heizen gewöhnlicher Wohnhäuser kaum geeignet, da sie zusätzliche Geräte
erfordern, nicht genügend betriebssicher sind, d. h. einer erhöhten Wartung bedürfen,
und schwierig einzubauen sind.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen gas- oder ölbeheizten Warmwasserheizkessel
so auszubilden, daß der thermische Wirkungsgrad verbessert wird und zusätzliche
Geräte, wie Ventilatoren, eingespart werden, trotzdem aber eine annähernd rückstandsfreie
Verbrennung erzielt wird, so daß die Nachschaltheizfläche vor Verunreinigungen geschützt
ist.
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Die Lösung der Aufgabe nach der Erfindung besteht darin, daß der Kessel
der eingangs angeführten Gattung ein senkrechtes, ringzylindrisches Gehäuse für
Verbrennungslufterwärmung und -zufuhr zu unten im Kessel etwa auf einem Kreis angeordneten
Brennern mit senkrechten Flammrohren aufweist und die Nachschaltheizfläche als Wärmetauscher
mit einem an sich bekannten und im Schornstein des Kessels senkrecht verlaufenden,
wasserführenden Rohr mit ihrem unteren Teil bis zwischen die Flammrohre reicht und
mit zu den Flammrohren versetzt angeordneten, durchgehenden Längsrippen ausgestattet
ist, während die zu erwärmende Verbrennungsluft im Gegenstrom zu den Heizgasen im
Gehäuse von oben nach unten strömt.
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Bei dieser Bauart wird durch die Vereinigung verschiedener Merkmale
das gesteckte Ziel auf einfache Art erreicht. Durch die Ausbildung des Kessels als
senkrechtes, ringzylindrisches Gehäuse wird die Verbrennungsluft so weit vorgewärmt,
daß eine Kondensation in der Nachschaltheizfläche nicht eintritt.
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Die Brenner, deren Abgase die Nachschaltheizfläche im Schornstein
(Kamin) beaufschlagen, führen so zu einer Verbesserung des thermischen Wirkungsgrades.
Dadurch, daß in der Mitte des Kessels das wasserführende Rohr verläuft und durchgehende
Längsrippen sowohl in den Wärmeträger (Heizungswasser) als auch in die im Gegenstrom
zu den Heizgasen strömende Luft reichen, wird der thermische Wirkungsgrad weiter
verbessert, wobei ein ausreichender Zug durch einen genügend hohen Schornstein im
Gebäude gewährleistet ist.
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Vorzugsweise erstrecken sich die Längsrippen an dem wasserführenden
Rohr der Nachschaltheizfläche sowohl in den Abgas- als auch in den Wasserbereich.
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Wesentlich ist es ferner, daß das wasserführende Rohr der Nachschaltheizfläche
mit Abstand von einem Blechmantel derart umgeben ist, daß der dadurch gebildete
Hohlraum für Lufterwärmung dienen kann.
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Auch durch diese Anordnung wird der thermische Wirkungsgrad verbessert,
indem der Schornstein nicht wie bei den bekannten Ausführungen von einem Wassermantel,
sondern von einem Luftmantel umgeben ist. Durch den Gesamtaufbau des Kessels nach
der Erfindung wird eine Kondensation in der Nachschaltheizfläche vermieden. Das
ist besonders deswegen wichtig, da die Nachschaltheizfläche für eine
Reinigung
schwer zugänglich ist und im übrigen Ausbesserungen, z. B. bei Korrosionsschäden,
ebenso schwer durchführbar sind.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt,
und zwar zeigt Fig. 1 schematisch eine Heizungsanlage mit einem Warmwasserheizkessel
einschließlich Nachschaltheizfläche und den Heizkörpern, Fig. 2 den Warmwasserheizkessel
vergrößert dargestellt, Fig. 3 einen waagerechten Querschnitt durch den Warmwasserheizkessel
längs der Linie 1-I der Fig. 2, Fig. 4 einen waagerechten Querschnitt durch den
Warmwasserheizkessel längs der Linie II-II der Fig. 2, Fig. 5 die Ausbildung der
Flammrohre in der Nähe des Überganges zur Nachschaltheizfläche in Vorderansicht,
Fig.6 eine Draufsicht auf die Fig.5 längs der Schnittlinie III-III der Fig. 5, diese
Stelle wäre beim Warmwasserheizkessel nach Fig. 2 in der Nähe der Schnittlinie I-I
zu finden, und Fig.7 einen waagerechten Schnitt durch den Schornstein im Gebäude
der Fig. 1 im Bereich der Linie V-V.
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In der Fig. 1 ist unten der Kessel 1 dargestellt, dem durch das Rohr
2 in Pfeilrichtung gereinigtes, vorerhitztes Gas zugeführt wird. Die zu erwärmende
Luft wird am Stutzen 3 oben dem Kessel zugeführt. Rohre 4 dienen zum Ableiten von
Kondenswasser, was sich bei der Verbrennung bildet. In der Zeichnung sind die Ansätze
5, 6, 7 von drei Flammrohren sichtbar, die ihre Hitze auf den Wärmetauscher
8 übertragen, der aus einem inneren, das Heizungswasser führende Rohr 9 mit
radial angeordneten Abstrahlrippen 10 besteht. Das in den Wärmetauscher erhitzte
Heizungswasser geht nach Art unterer Verteilung über die Vorlaufleitung 11 zu den
Konvektionsheizkörpern 12 und von hier zur Rücklaufleitung 13 oben. Es ist selbstverständlich
auch obere Verteilung möglich. Die Abgase vom Kessel strömen nach oben in Pfeilrichtung
15. Ihre Geschwindigkeit ist in an sich bekannter Weise durch Stauklappen 16 einstellbar.
Oben gelangen die Abgase in den Wärmetauscher 17. Dieser besitzt an sich bekannte
Abstrahlrippen 18, so daß damit z. B. das Dachgeschoß geheizt werden kann.
Die Warmluft tritt in Pfeilrichtung 19 am Ende der Wärmetauscherrohre 17 aus. Der
Kamin 21 (Schornstein), in dem der senkrecht stehende Wärmetauscher 9, 10 angeordnet
ist, durchragt das zu beheizende Haus vom Heizkeller bis zum Dach.
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Nach der Fig. 2 wird die in den Stutzen 3 eintretende, zu erwärmende
Luft in Pfeilrichtung 22 nach unten im Gegenstrom zu den Verbrennungsgasen geführt,
die in Pfeilrichtung 23 nach oben durch den Kamin 21 streichen. Der Hohlmantel 24
des Wärmetauschers besitzt Luftführungskanäle 25 mit unterschiedlichem Querschnitt
(Fig.3). Statt durch diese Kanäle kann der Hohlmantel 24 durch einen Verteilerring
abgedeckt werden, der verschieden große Durchtrittsöffnungen aufweist. Durch Drehen
des Verteilerringes kann in an sich bekannter Weise eine gewünschte Strömungsgeschwindigkeit
der Luft erreicht werden, um eine gleichmäßige Erhitzung zu erreichen. Im Innern
des Kessels 1 endet das wasserführende Rohr 9 des Wärmetauschers B. Man erkennt
in Fig. 4, daß in das Wasser Abstrahlrippen 10 zum Teil hereinragen, um eine gute
Wärmeübertragung zu erreichen, wenn die Flammrohre 26 ihre Wärme durch Strahlung
abgeben. Die Luftführungskanäle 25 sind so angeordnet, daß sie wie die Abstrahlrippen
10 im Wärmestrahlbereich der Flammrohre 26 liegen.
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In der Fig. 5 sind schematisch die Flammrohre 26 gezeichnet, die zwischen
den Abstrahlrippen 10 des Wärmetauschers 8 angeordnet sind, wobei das Heizungswasser
in einem Rohr 9 im Wärmetauscher 8 geführt wird. Die Abgase steigen in Pfeilrichtung
45 nach oben, bis sie in Pfeilrichtung 15 (Fig. 1) den Wärmetauscher verlassen.
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Die Fig. 6 zeigt den waagerechten Querschnitt, wie er in der Fig.4
mit Kessel dargestellt ist. In der Fig. 7 ist gezeigt, wie in einem Kamin 46 ein
Futterrohr 47 untergebracht ist, wobei die Hohlräume 48 in an sich bekannter Weise
mit Steinwolle oder anderen wärmedämmenden Stoffen ausgefüllt sein können. Die Abstrahlrippen
10 sind außen von einem Mantel 49 umgeben, damit eine einwandfreie Führung und Wärmeübertragung
der Abgase gewährleistet ist.
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Als Anwendungsgebiet der Erfindung sind alle Möglichkeiten einer Heizungsanlage
zu bezeichnen, bei der im zu beheizenden Gebäude ein hoher senkrecht stehender Wärmetauscher
von kleinem Durchmesser untergebracht werden kann, so daß eine rasch wirkende -
Heizungsanlage mit einem guten thermischen Wirkungsgrad des Kessels betrieben werden
kann.