DE1804845C - Heizkessel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Heizkessel, der aus einem Gehäuse mit Brennkammer und einen die Brennkammer umgebenden, das Heizmedium führenden Innenraum besteht, in dem außer der Brennkammer noch mindestens ein Wärmetauscher, wie Warmwasserbehälter, Durchlauferhitzer od. dgl. zur Erzeugung und gegebenenfalls Speicherung von Brauchwasser angeordnet ist.

Derartige Kessel sind bekannt. Der Wärmetauscher für die Brauchwasserbereitung ist dabei in der Regel über oder neben der Brennkammer im wasserführenden Innenraum angeordnet, oder als separates Bauteil auf den Kessel aufgesetzt und mit Heizwasserleitungen mil dem Kessel verbunden, insbesondere dann, wenn es sich beim Wärmetauscher um einen Warmwasserbehälter und nicht um einen Durchlauferhitzer handelt. Der Einfachheit halber wird nachfolgend nur auf Warmwasserbehälter Bezug genommen, obgleich grundsätzlich auch für Durchlauferhitzer dieselbe Anordnung getroffen werden kann oder auch für Warmwasserbchälter und Durchlauferhitzer zusammen.

Die Regelung der Brauchwassertemperatur, also eine Begrenzung der Brauchwassertemperatur nach oben, ist aus verschiedenen Gründen wichtig, beispielsweise wenn das Wasser aggressiv ist. Wenn verzinkte Stahlrohren für die Warmwasseridtungen vorgesehen sind, kann man durch Begrenzung der Warmwassertemperatur, beispielsweise auf 65" C, die korrodierende Wirkung des Wassers mildern. Ist das Wasser sehr hart, kann man durch Begrenzung der Wassertemperatur das Ausfällen der Härtebildner in dem Warmwasserbereiter und den nachgeschalteten Warmwasserleitungen bcschränKen.

Eine Regelung der Brauchwussertempcratur ist dann problematisch, wenn sich der Brauchwasserbereiter im wasserführenden Innenraiiin des Kessels befindet, da der Brauchwasserbereiter immer mit der Temperatur des Heizwassers beaufschlagt wird, d. h., einerseits ist eine vollkommene Ausschaltung des Brauchwasserbereiters praktisch nicht möglich und antlererseits müssen besondere Regelmaßnahmen für «Jen ganzen Kessel getroffen werden, um den Brauchwasserbereiter nicht zu stark aufzuheizen.

Bei den Gegenstanden des deutschen Gebrauchsmusters I 878 956 und der deutschen Auslegeschrift I 275 748 handelt es sich um Gaswasserbereiter, also (ieriite, bei denen die Einzelelemente, wie Brennkammer, Durchlauferhitzer, Regelv.lemente, gewissermaßen Teile einer Anlage bilden, so daß es leicht ist, den Brauchwasserbereiter außerhalb des Einflußbereiches der Heizzonc anzuordnen und die Brauchwassertemperatur wunschgemäß einzurcgulicrcn. Heim Kessel nach der britischen Patentschrift 897 424 ist zwar eine besondere Art der Aufheizung des Brauchwassers vorgesehen, indem zunächst ein Wärmeaustausch /wischen llei/.wasser und Brauchwasser und dann unmittelbar zwischen Brauchwasser und Brennkummer vorgesehen ist, wobei gewisse Bereiche des Wärmelauschers für das Brauchwasser /war auch dem unmittelbaren Einflußbereich der Brennkammer ciil/ogcn sind, aber die Fliissigkcitsführung im Gcsumlkesscl, der dadurch im übrigen hinsichtlich seiner Herstellung und Wartung einen sehr komplizierten Aufbau hat, ist derart, duß das Brauchwasser am finde in unmittelbaren Kontakt mit der Brunnkammerwand kommt.

Soweit dieser bekannte Kessel in liegender Ausführungsform vorgesehen ist, befindet sich nur ein Teilbereich des vorgesehenen Innenraumes für die Brauchwasserbereitung unterhalb der Brennkammer, da der gesamte für die Brauchwasserbereitung vorgesehene Raum die Brennkammer insgesamt umgreift.

Die Regelung der Warmwassertemperatur, d. h. die Begrenzung der Warmwassertemperatur, nach oben auf 60 oder 65° C ist in dreifacher Hinsicht wichtig:

ίο 1. um Ausscheiden der im Wasser gelösten Mineralien zu vermeiden bzw. einzuschränken, 2. um in nachgeschalteten Warmwasserleitungen, wenn diese aus Eisenwerkstoff bestehen, Korrosion zu vermeiden bzw. zu reduzieren und 3. um ein Verbrühen beim Zapfe.i von Warmwasser, beispielsweise im Bad oder beim Handewaschen, zu vermeiden.

Um die Bedingungen nach den Punkten 2 und 3 zu erfüllen, braucht man nicht unbedingt die Wannwassertemperatur im Warmwasserbereiter zu begienzen, weil man mit Mischbatterien hinter dem Warmwasserbereiter durch Zumischen von kaltem Leitungswasser die Warmwassertemperatur regeln und nach oben begrenzen kann.

Mit der Erfindung soll demgemäß die Aufgabe gelöst werden, einen auch für Brauchwasserbereitung und -speicherung geeigneten Heizkessel zu schaffen, der eine bei einfachem Aufbau und einem Minimum an Rohrleitungen im bzw. am Kessel gute Regelmöglichkeit hinsichtlich des zu bereitenden Brauchwassers bietet.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß im das Heizmedium führenden Innenraum ein Wärmetauscher mit Distanz unter der Brennkammer angeordnet und diesem Raum eine Pumpe zugeordnet ist, die saugseitig mit dem Oberteil und druckseitig mit dem Unterteil des das Heizmedium führenden Innenraumes in Verbindung steht. Da die Einzclmerkmale der erfindungsgemäßei·. Kombination an sich bekannt und sv-ciit für sich.

nicht schutzfähig sind, wird der Schutz nur für diese Kombination beansprucht.

Durch die erfindungsgemäße Lösung sind notwendige Rohrleitungen im bzw. am Kessel auf ein Minimum reduziert und sowohl Brennkammer als auch Brauchwasserbereiter bzw. -speicher sind in einem keinerlei Zwischenwände aufweisenden Gehäuse bzw. Heizmedium führenden Innenraum des Heizkessels untergebracht, der abgesehen vom erweiterten unteren Bereich in Prinzip und Aufbau üblichen Merkmalen der genannten Art entspricht.

Die ir der Brennkammer erzeugte und an das Heizmedium weitergegebene Wärme steigt mit dem Heizmedium nach oben. Das Heizwasser wärmt sich nach unten nicht auf, d. h., das Heizwasser unterhalb der Kcssclzonc, in der durch den Brenner Wärme entwickelt wird, wärmt sich nur in Höhe der Wärmequelle auf. Durch den Einbau von Brennkammer und Warmwasserbereiter in einem Gehäuse können die Herstellungskosten niedriger gehalten werden.

Zum Aufheizen des Brauchwasserbehälters dient die Umwälzpumpe, die über eine Leitung oder einen Kanal im Heizwasser des Kessels von oben das heiße Wasser absaugt und nach unten in den Bereich des Warmwasscrberciters drückt. Hat der Warmwasser bereiter die Soll-Temperatur erreicht, schaltet ein Thermostat im oder am Warmwasserbereiter die Pumpe ab. Bei dieser Ausflihrungsform ist nur eine Leitung

erforderlich, im Gegensatz zu einem aufgesetzten Kesseloberdüche weg nach unten zum Speicher oder

Warmwasserbereiter, für den zwei Leitungen be- Durchlauferhitzer, ist mit einfachen Mitteln und ohne

nötigt werden. Die Leitungsführung ist also wesent- große Kosten durchführbar. Die nach unten führende

Hch einfacher und kostet bedeutend weniger. Man Leitung enthält gleichzeitig das Gehäuse für die

braucht außen am Kessel keine Leitungen zu ver- 5 Pumpe und läßt sich als einfaches Preßteil ausfüh-

legen, obgleich dies natürlich auch möglich wäre. ren. Das Gehäuse kann an der Kesselrückwand unten

Eine solche Lösung käme nicht nur in Frage für angeschweißt werden, so daß noch nicht einmal eine

Kessel mit Gebläse-Öl- oder -Gasbrenner, sondern komplette Pumpe vorgesehen werden muß, sondern

auch für Kessel, die mit atmosphärischem Gasbren- lediglich ein Motor mit Flügelrad, der dann einfach

der beheizt werden. Bei solchen Gasbrennerkesseln io auf das Gehäuse aufgeschraubt wird,

müßten über der Gasflamme Heizgaszüge angeordnet Die erfindungsgemäße Lösung ist nicht nur wegen

s.vin, die nach Möglichkeit eine senkrechte Heizgas- der Regelmöglichkeit vorteilhaft, sondern auch des-

führung bilden. halb, weil, wie sich gezeigt hat, durch die Führung

Die Lösung käme auch für Kessel in Frage, die des Hei;:wasserstromes nach unten die Wärmeauf-

clurch Heizpatronen oder Heizwiderstände elektrisch 15 nähme durch erhöhte Strömungsgeschwindigkeit des

beheizt werden. Es könnte sich auch um eine Kombi- Heizwasuers erhöht werden kann, wodurch das rela-

nation handeln, wo an Stelle eines Kessels oder elek- tiv kleine A T im Vergleich bei einer Anordnung über

irischer Heizwiderstände Rohrschlangen eingesetzt der Brennkammer wieder ausgeglichen wird, d. h., es

find, durch die ein Heizmedium von hoher Tempe- ergibt sich bei dem unter der Brennkammer innerhalb

tatur fließt und das unter hohem Druck steht, wie so des wasserführenden In.-cnraumes angeordneten

(!2s beispielsweise bei Fernheizungen der Fa'l ist. Man Warmwasserbereiter etwa uie gleiche Warmwasser-

v.;rwendet das Fernheizwasser nicht gern unmittelbar leitung trotz geringem AT, weil durch die Pumpe

;.jm Anschluß von Heizkörpern. Ow Raumheizung und durch die spezielle Heizwasserführung eine rela-

uird mittelbar beheizt, indem man einen Wärme- tiv hohe Strömungsgeschwindigkeit des Heizwassers

liiuscher verwendet. Bei der jetzigen Version nimmt 25 herbeigeführt und der Wärmeübergang an den Heiz-

man einen Wärmetauscher für die Warmwasserberei- flächen des Warmwasserbereiter erhöht wird.

Hing und einen Wärmetauscher für die Raumheizung. Die erfindungsgemäße Kombination wird nachfol-

i.i gibt aber auch Kombinationen, wo man in ein gend an Hand der zeichnerischen Darstellung eines

Gehäuse den Warmwasserbereiter und die Heiz- Ausführungsbeispiels näher erläutert. In dieser Dar-

chlangen für das Fernheizwasser einbaut, dann sind 30 stellung zeigt schematisch

;iber die Rohrschlangen unterhalb des Warmwasser- Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Kessel und

b'jreiters angeordnet, und die Warmwasserlemperatur Fi g. 2 einen Querschnitt durch den Kessel.

ißt sich nicht bzw. nur aufwendig regeln. Im Oberteil 2 des Kesselgehäuses 1 ist die Brenn-

VVenn also nachfolgend und in den Ansprüchen kammer 3 mit Heizgaszügen 4 und Brenner 5 ange-

üczug genommen ist auf Brennkammern, so bedeu- 35 ordnet, während im unteren Teil 6 des Kesselgehäu-

tet dies nicht, daß das erfindungsgemäße Lösungs- ses der Brauchwasserbereitir bzw. -speicher 7 in-

prinzip nur darauf anwendbar ist, sondern es ist ganz stalliert ist, der natürlich auch eine andere als die

allgemein auf Heizkessel anwendbar mit jeder Art dargestellte Form habe-, kann,

von \»ärmequellen, also auch Gasbrenner, Wärme- Brennkammer 3 und Brauchwasserbereiter 7 siizcn

tauschers od. dgl. 40 also im gleichen wasserführenden Innenraum des Ge-

Zur entsprechenden Anordnung von Durchlauf- häuses 1 und sind durch keinerlei Zwischenwände

erhitzern in diesem Zusammenhang sei noch folgen- voneinander getrennt angeordnet

des bemerkt: Um heißes Heizwasser von oben nach unten zur

Gegen Durchlauferhitzer besteht heute in weiten Erwärmung des Brauchwasserbehälters 7 zu bringen, Kreisen dieses Fachgebietes eine gewisse Aversion, 45 ist im wasserführenden Inrienraum 8 eine Leitung 9 obwohl die Warmwasserbereitung mitte's Durchlauf- vorgesehen, die unter Zwischenschaltung einer erhitzer niedrigere Baukosten erfordert als die Pumpe 10 vom Kesseloberteil 2 bis in das Unterteil 6 Warmwasserbere-tung mittels Speicher. Bei zu hohen reicht, und zwar vorzugsweise von einem Bereich Wassertemperaturen scheidet sich in den Rohren der oberhalb der Brennkammer 3 bis in einen Bereich Durchlauferhitzer Wasserstein ab. Ist man cfindungs- 50 mindestens in die untere Hälfte des Behälters 7.
gemäß in der Lage, die Wassertemperatur /uverläs- Der obere Zweig 9' der Leitung 9 ist saugseitig sig zu regeln, d. h., wenn man die Warmwassertempo- und der unter Zweig 9" druckseitig an die Pumpe 10 ratur (SO'-' C nicht überschreiten läßt, findet nur in angeschlossen, die im gezeigten Ausführungsbeispiel geringem Umfang eine Ausscheidung der im Wasser außerhalb des Kesselgehäuses 1 angeordnet ist, das gelösten Mineralien statt. Auch um Korrosion in 55 an dieser Stelle eine entsprechende Anschlußöffnung nachgeschaltetcn Warmwasserlcitungsnctzen zu ver- aufweist. Selbstverständlich könnte die Pumpe 10 mit meiden bzw. die Korrosion zu reduzieren, ist es ihrer Säugöffnung unmittelbar mit dem wasserführenwünschenswcrt, die Wassertemperatur 60 bis 65° C den Innenraum im Oberteil 2 unter Verzicht auf einen nicht überschreiten zu lassen, was beispielsweise bei Leitungszweig 9' in Verbindung stehen oder umgeverzinkten Warmwasserleitungen sehr wichtig ist, 60 kehrt mit ihrer Drucköffnung unter Verzicht auf einen denn bei 65° C findet eine Potentialumkehr statt. Der Leitungszweig 9" mit dem Innenraum im Unterteil 6. verzinkte überzug vermag dann den Eiscnwcrkstoff, Bei dieser Lösung wird also vorteilhaft die sich aus dem das Rohr hergestellt ist, nicht mehr zu sowieso einstellende Wasserschichtung im Heizschlitzen. Es entsteht Korrosion. medium führenden Innenraum des Kessels für eine

Es wurde festgestellt, daß keine großen Umwälz- 6j einfache Regelmöglichkeit ausgenutzt,

pumpen nötig sind. Eine Pumpe für Kessel bis Ist an Stelle des Warmwasserbehälters ein Durch-

100 000 WE Leitung kostet relativ wenig. Die Lei- lauferhitzer vorgesehen, so kann zu einer genauen

tune zum Ansaugen heißen Kesselwasscrs von der Regelung der Warmwassertemperatur in dem Durch-

lauferhitzer zwischen der Pumpe und dem Warmwassereintaß im Kessel ein Mischregler eingebaut werden, der die Temperatur des zugeführten Heizwassers regelt, beispielsweise auf 70° C begrenzt im Ruhestand, wenn kein Warmwasser aus dem Durchlauferhitzer gezapft wird oder wenn nur eine geringe Menge gezapft wird. Sobald aber die volle Warmwasserleistung des Durchlauferhitzers in Anspruch genommen wird, erhöht der Mischregler die Heizwassertemperatur, um ein günstiges AT zwischen dem zu erwärmenden Brauch- und Heizwasser herbeizuführen und um damit die Warmwasserleistung des Durchlauferhitzers auf den vorgesehenen Wert zu bringen.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Heizkessel, bestehend aus einem Gehäuse mit Brennkammer und einen die Brennkammer umgebenden, das Heizmedium führenden Innenraum, in dem außer der Brennkammer noch min- ao dcstens ein Wärmetauscher, wie Warmwasserbehälter, Durchlauferhitzer od. dgl. zur Erzeugung und gegebenenfalls Speicherung von Brauchwasser angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß im das Heizmedium führenden »s Innenraum ein Wärmetauscher (7) mit Distanz unter der Brennkammer (3) angeordnet und diesem Raum (8) eine Pumpe (10) zugeordnet ist, die saugscitig mit dem Oberteil (2) und druckseitig mit dem Unterteil (6) des das Heizmedium führenden Innenraumes (8) in Verbindung steht.

2. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Innenraum (8) eine Umwälzleitung (9) angeordnet ist, deren obere Öffnung im Bereich oberhalb der Brennkammer (3) und deren untere Öffnung im Bereich unterhalb des Wärmetauschers (7) angeordnet ist, wobei die Umwälzleitung (9) über die "umpe (10) geführi ist.

3. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (10) außerhalb de« Innenraumes (8) angeordnet ist.

4. Heizkessel nach Anspruch 1 oder 2, dadurcl gekennzeichnet, daß die Pumpe (10) etwa irr Bereich zwischen Brennkammer (3) und Wärme tauscher (7) angeordnet ist.

5. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpt (10) in an sich bekannter Weise thermostat gesteuert ausgebildet ist, wobei der Steuerther mostat in bekannter Weise am Wärmetauschei (7) angeschlossen ist.

6. Heizkessel nach einem der Ansprüche 2, ^ und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Um wälzleitung (9) in einem bestimmten Abschnitt al; Pumpengehäuse ausgebildet ist.

7. Heizkesse! nach einem der Ansprüche I bis ö, wobei als Wärmetauscher ein Durchlauf erhitzer vorgesehen ist, dadurch gekennzeiel· net, daß zwischen Pumpe und Säugöffnung de Umwälzleitung (9) ein Mischregler angeorc! net ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen