DE20101707U1

DE20101707U1 - Heizungskessel für Ölbefeuerung

Info

Publication number: DE20101707U1
Application number: DE20101707U
Authority: DE
Original assignee: Erwin Graner Kessel Appbau E K; Oeko Condens Heizsysteme E K
Current assignee: Oeko-Condens Heizsysteme Ek De; Schmauss De GmbH
Priority date: 2001-01-31
Filing date: 2001-01-31
Publication date: 2002-06-13
Anticipated expiration: 2011-02-01

Description

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Heizungskessel für Ölbefeuerung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Heizungskessel für Ölbefeuerung, enthaltend eine von einem Ölbrenner befeuerte Brennkammer und mit dieser verbundene Brenngas- und Rauchrohrzüge, die Teil eines wasserdurchströmten Wärmetauschers sind. Kessel dieser Art sind allgemein bekannt.

In den vergangenen Jahren hat sich die sogenannte Brennwerttechnik im Heizungsbau, jedenfalls soweit gasbefeuerte Kessel betroffen sind, weitgehend durchgesetzt. Der Sinn der Brennwerttechnik für Heizung und Warmwasserzubereitung besteht darin, die bei der Verbrennung des Brennstoffes entstandene Wärmeenergie einschließlich der in den Abgasen enthaltenen latenten Wärme weitgehend auszunutzen. Dabei wird den Abgasen soviel Wärme entzogen, daß die Abgastemperatur unter den Taupunkt sinkt. Bei gasgefeuerten Kesseln macht dieses keine Schwierigkeiten, weil das Kondenswasser säurefrei ist und daher ohne besondere Auflagen in die Kanalisation abgeleitet werden darf.

Bei der Verfeuerung von Heizöl in Brennwertkesseln ergibt sich das Problem, daß das bei Abkühlung der Rauchgase unter den Taupunkt entstehende Kondenswasser wegen des in Heizöl im allgemeinen enthaltenen Schwefels sehr aggressiv ist, so daß alle damit in Berührung kommenden Bauteile angeätzt werden und gegebenenfalls korrodieren und zerstört werden, ganz abgesehen davon, daß das Kondenswasser als Sondermüll entsorgt werden muß. Letztere Problematik ist allerdings nicht Thema dieser Gebrauchsmusteranmeldung.

Der latente Wärmeinhalt der Verbrennungsabgase unter einer Temperatur von 60⁰C ist indessen erheblich und sollte nach Möglichkeit ausgenutzt werden. Bei Brennwertkesseln aus unlegiertem Stahl, niedrig legiertem Stahl oder Kesselblechen vermeidet man indessen aus den vorgenannten Gründen Abgastemperaturen unter 60°C, um einigermaßen brauchbare Lebensdauerzeiten zu erreichen.

Brennwertkessel, die vollständig aus hochlegierten Stählen (Edelstahle) bestehen, sind nicht nur schwierig wirtschaftlich herzustellen, sondern weisen noch immer die Problematik auf, daß wenn sie den hohen Temperaturen im Brennraumbereich wi-

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derstehen sollen, Materialzusammensetzungen haben, die chemisch versagen, wenn sie mit Säuren in Berührung kommen. Das gilt insbesondere bei Temperaturen oberhalb von 250⁰C und gleichzeitiger Rauchgasbelastung. Auch gegen saure Kondensate sind solche Stähle nicht unempfindlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Heizungskessel der eingangs genannten Art anzugeben, der in Brennwerttechnik, d.h. mit so weit gehender Abgasabkühlung, betrieben werden kann, daß der Taupunkt der Verbrennungsabgase unterschritten wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß der Erfindung werden die Teile des Kesselkörpers, die mit Brenngasen unterhalb einer vorbestimmten Temperatur, die um ein vorgegebenes Maß oberhalb des Taupunktes der Verbrennungsabgase liegt, in Berührung kommen, aus Edelstahl oder edelstahlplattiertem Material gefertigt, während die übrigen Teile des Kessels, die mit Brenn- oder Abgasen höherer Temperaturen in Berührung gelangen, aus unlegiertem Stahl oder Kesselblech bestehen. Solche Materialien haben sich im Kesselbau dort bewährt, wo mit einem Kondensatanfall nicht gerechnet werden muß. Solche Materialien sind auch ausreichend temperaturfest, preiswert und leicht verarbeitbar. Edelstahl setzt man nur dort ein, wo die Temperaturen so niedrig sind, daß mit einem Kondensatanfall gerechnet werden muß und wo es somit darauf ankommt, die dadurch hervorgerufene Korrosion zu vermeiden. Die Erfindung macht es möglich, die Abgase bis unter den Taupunkt abzukühlen und somit deren latente Wärme bestmöglichst auszunutzen und dabei Stähle einzusetzen, die geringere Anforderungen an die Temperaturverträglichkeit stellen.

Vorzugsweise sind die Teile aus unlegiertem Stahl oder Kesselblech mit den Edelstahlteilen verschweißt, wobei ein geeignetes Schweißmaterial verwendet werden muß, das den umgebenden Bedingungen in Temperatur und chemischer Belastung standhält. Hierfür kommen spezielle Schweißwerkstoffe in Frage, zum Beispiel ein 17%-iger Chromstahl mit Nb-Stabilisierung. Ein solches Schweißmaterial hat sich beispielsweise bei Abgasanlagen in Kraftfahrzeugen bewährt, wo vergleichbare

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Temperaturbedingungen und Gaszusammensetzungen herrschen, die zu Kondensatanfall und Korrosion führen.

Die Führung der Wasserströmung im Kessel ist der Gasströmung vorzugsweise entgegengerichtet, um die bestmögliche Wärmeausnutzung der Abgase zu erreichen.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf ein in den Zeichnungen dargestelltes Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht eines Kessels nach der Erfindung, und

Fig. 2 eine Längsschnittansicht des Kessels von Fig. 1.

Man erkennt in den Zeichnungen einen insgesamt mit 1 bezeichneten Kessel, enthaltend eine Brennkammer 2 zylindrischen Querschnitts zur Befeuerung durch einen strinseitig an ihr angesetzten Ölbrenner (nicht dargestellt), und Rauchrohrzüge 3 aus mehreren Sektoren aus mehreren, im vorliegenden Falle jeweils fünf parallel zueinander angeordneten Rauchrohren 4, die die aus der Brennkammer 2 austretenden Rauchgase aufnehmen und an ihren hinteren Enden über Umlenkkästen 5a und an ihren vorderen Enden über einen abnehmbaren Putzkasten 5b miteinander verbunden sind. Die aus dem letzten Sektor der Rauchrohre 4 austretenden Abgase gelangen in ein unteres Abteil des Putzkastens 5b, der die Rauchrohrzüge 3 von vorne zugänglich macht, von wo sie zusammen mit dem ggf. bereits angefallenen Kondensat an einen aus Kunststoff hergestellten Ansaugluftwärmetauscher 6 mit Neutralisationskammer abgegeben werden.

Die Brennkammer 1 und die Rauchrohrzüge 3 sind von einem Mantel 7 umgeben, der mit Wasser gefüllt ist. Über ein Zulaufrohr 8 am unteren Ende des Kessels 1 und ein Ablaufrohr 9 am oberen Ende des Kessels 1 wird eine Wasserströmung durch den Kessel 1 geleitet. Wie man sieht, ist der Strömungsweg vom Zulaufrohr 8 zum Ablaufrohr 9 von unten nach oben der im Kessel 1 von oben nach unten gerichteten Rauchgasströmung entgegengerichtet, so daß die kühlsten Rauchgas-

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rohre 4 am Ende der Rauchgaszüge mit den kühlsten Wassertemperaturen in Berührung gelangen.

Von dem dargestellten Kessel 1 bestehen der Tubus 10, der die Brennkammer 2 umgibt, und die an seiner Innenseite ausgebildeten Rippen 11 aus üblichem Kesselblech. Gleiches gilt für jene Bleche im Bereich des Kopfteils 11 des Kessels, wo die Abgastemperatur noch über einem vorgegebenen Grenzwert liegt, der beispiels- und vorteilhafterweise bei 250⁰C liegt. Die Rauchrohrzüge 3 und die Bodenwanne 13 bestehen aus Edelstahlblech oder aus Edelstahlrohren bzw. einem mit Edelstahl plattierten Material und sind bei 12 mit den Teilen aus Kesselblech verschweißt.

Die Verschweißung muß mit möglichst wenig Streckenenergie durchgeführt werden, damit so wenig wie möglich Kohlenstoff aus dem unlegierten Stahl und wenig Nickel aus dem hochlegierten Edelstahl (z.B. 1.4541) beim Schweißvorgang in die Schweißnaht einlegiert werden und die Einbrennzone so klein wie möglich gehalten wird.

Auch der Putzkasten 5b besteht aus Edelstahl, weil dort die Kondensatansammlung am wahrscheinlichsten ist. Ein Kondensatabzug ist in der Zeichnung nicht dargestellt, er kann an beliebiger Stelle des Putzkastens angeordnet sein.

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Claims

1. Heizungskessel für Ölbefeureung, enthaltend eine von einem Ölbrenner befeuerte Brennkammer und mit dieser verbundene Rauchrohrzüge, die Teil eines wasserdurchströmten Wärmetauschers sind, dadurch gekennzeichnet, daß alle Teile des Kessels (1), die mit Brenn- oder Rauchgasen unterhalb einer vorgegebenen Temperatur in Berührung kommen, aus Edelstahl oder einem mit Edelstahl plattierten Material bestehen, und alle mit Brenn- oder Rauchgasen höherer Temperatur in Berührung gelangender Kesselteile (10, 11) aus unlegiertem Stahl oder Kesselblech bestehen.

2. Kessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebenen Temperatur um ein vorbestimmtes Intervall über dem Taupunkt der Rauchgase liegt.

3. Kessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebenen Temperatur 250°C beträgt.

4. Kessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände (10, 11) der Brennkammer (2) aus unlegiertem Stahl oder Kesselblech bestehen.

5. Kessel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Edelstahltteile mit den Teilen aus unlegiertem Stahl und Kesselblech verschweißt sind, wobei als Schweißzusatzstoff ein 17%-iger Chromstahl mit Nb-Stabilisierung verwendet ist und die Verschweißung mit geringer Streckenenergie ausgeführt ist.

6. Kessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserströmung im Wärmetauscher der Brenn- und Rauchgasströmung entgegengerichtet ist.