DE20119126U1

DE20119126U1 - Heizkessel

Info

Publication number: DE20119126U1
Application number: DE20119126U
Authority: DE
Original assignee: Buderus Heiztechnik GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-11-23
Filing date: 2001-11-23
Publication date: 2002-02-28
Anticipated expiration: 2011-11-24

Description

BUDERUS HEIZTECHNIK GMBH

G 1536 TE-P Z

Beschreibung Heizkessel

Die Neuerung betrifft einen Heizkessel, insbesondere einen Brennwert-Heizkessel nach dem Oberbegriff des Schutzanspruches 1.

Derartige Brennwert-Heizkessel werden mit einem Öl- oder Gasgebläsebrennern in einer Brennkammer befeuert. In nachgeschalteten Heizgaszügen findet dann der Wärmetausch zwischen den Heizgasen und dem Kesselwasser in einem umgebenden Wasserraum mit Vor- und Rücklaufanschlüssen statt. Dabei werden die Heizgase bis auf ein sehr niedriges Temperatumiveau unter den Taupunkt abgekühlt, um die latent im Abgas enthaltene Kondensationswärme zu nutzen. Für den Wärmeübergang bei entsprechend kleinen Temperaturdifferenzen zwischen Heizgas und Heizungswasser werden einerseits große Wärmetauscherflächen benötigt, andererseits sind aber Bauvolumen und Materialaufwand begrenzt. Zusätzlich müssen die verwendeten Materialien, wie zum Beispiel der relativ teuere Werkstoff Edelstahl, erhöhte Anforderungen bezüglich Korrosionsbeständigkeit erfüllen.

Grundsätzlich sind Heizkessel mit einer oberen, horizontal angeordneten Brennkammer und einem darunter angeordneten, horizontal liegenden Rohrbündel-Wärmetauscher bekannt, dessen einzelne Rohre mit der Brennkammer verbunden sind. Die DE 84 22 564 U1 zeigt beispielsweise einen gattungsgemäßen Heizkessel mit einer oberen Brennkammer, von deren Boden aus mehrere spiralförmig gewickelte Heizgaszugrohre in einem Wasserraum nach unten verlaufen. Somit bilden mehrere Rohre einen Rohrbündel-Wärmetauscher, der in einem Abgas- bzw. Kondensatsammler mündet. Einen einzigen Heizgaszug, welcher aus einem spiralförmigen Rohr besteht und in Fortsetzung einer vertikalen Brennkammer verläuft, enthält die DE 200 10 873 U1.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kompakt aufgebauten Heizkessel, insbesondere einen Brennwert-Heizkessel zu schaffen.

2o.ii.2ooi/G1536 :·*.:*

Neuerungsgemäß wird dies mit den Merkmalen des Schutzanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Der Heizkessel ist dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Heizgaszug aus einem serpentinenartigen, mehrfach in einer Ebene gebogenen Rohr besteht, welches mit Gefälle abwärts verläuft. Mit mehreren dieser im Wesentlichen gleichartigen Rohre kann somit der Heizgaszug zwischen dem unteren Bereich der Brennkammer und dem Abgassammler als Rohrbündel-Wärmetauscher aufgebaut werden.
Durch die spezielle Anordnung werden die Rohre an die kreisförmige oder elliptische Geometrie des Wasserraumes angepasst. Dabei sind die Rohre mit der flachen Seite benachbart zueinander angeordnet und die Staffelung von mehreren vertikalen Rohren erfolgt vorzugsweise in Längsrichtung der Brennkammer. Bei einem elliptischen Querschnitt des Kesselmantels liegt daher die Brennkammer vorzugsweise auf dessen kürzerer Achse und steht damit quer zum Wasserraum.

Im mittleren Bereich der Anordnung, mit der größten Breite des Wasserraumes, sind zwei Rohre in einer vertikalen Ebene, gegenüber liegend in der jeweiligen Hälfte des Wasserraumes angeordnet. Mehrere dieser Paarungen können in diesem Bereich nebeneinander untergebracht werden. Der Anschluss erfolgt in der jeweiligen Hälfte am Boden der Brennkammer.

In den äußeren Bereichen der Anordnung, wo die Breite des Wasserraumes abnimmt, kann nur ein Rohr in einer Ebene angeordnet werden. Es ist in der seinem Schwerpunkt gegenüber liegenden Hälfte des Wasserraumes am Boden der Brennkammer angeschlossen, um den Überstand zum Kesselmantel hin zu verringern. In Ergänzung dazu befindet sich in den äußeren Bereichen der Anordnung ein Rohr mit kleineren serpentinenartigen Biegungen bzw. geringerer Breite. Es ist wie die benachbarten Rohre angeschlossen und füllt auf den beiden Außenseiten der Anordnung den nur noch geringen Platz im Wasserraum weitgehend aus.

Alle serpentinenartigen Biegungen der Rohre sind vorzugsweise so gestaltet, dass jeweils das untere Rohrende im äußeren Bereich des Wasserraumes an den Abgassammler angeschlossen ist. Bevorzugt wird bei der Gestaltung der einzelnen Rohre eine doppelte S-Form, zuzüglich der beiden Enden für die Herstellung der Anschlüsse.

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Es entsteht mit dem neuerungsgemäßen Aufbau ein leicht zu fertigender, kompakt aufgebauter Wärmetauscher für einen Brennwert-Heizkessel mit einem optimierten Wärmeübergang zwischen den Heizgasen und dem Kesselwasser. Unterschiedliche Varianten von Kesseltypen für verschiedene Leistungsgrößen können über die Anzahl der Rohre des Heizgaszuges einfach realisiert werden, weil damit der Wärmeübergang direkt beeinflusst wird. Die Bögen der serpentinenartigen Rohre lassen eine fast ungehinderte Wärmeausdehnung zu und es entsteht dadurch ein hinsichtlich Wärmespannungen günstiger Gesamtaufbau.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Neuerung dar. Es zeigt:

Fig. 1: einen vertikalen Schnitt durch einen Heizkessel und

Fig. 2: die Rohranordnung bei einem Heizkessel in der Draufsicht.

Der Heizkessel besteht aus einem Kesselmantel 1 aus Stahlblech, welcher einen Wasserraum 2 einschließt. Ausgehend vom Boden der oben liegenden Brennkammer 3 verlaufen mehrere Rohre 4 als Heizgaszug serpentinenartig nach unten zu einem Abgassammler.

Um eine möglichst gleichmäßige Verteilung und Anpassung an die elliptische Geometrie des Wasserraumes 2 zu erreichen, sind die Rohre 4 mit der flachen Seite benachbart zueinander angeordnet. Im mittleren Bereich der Anordnung befinden sich mehrere Paarungen mit zwei Rohren 4 in einer vertikalen Ebene.

Dagegen schließen sich jeweils nach außen hin drei Ebenen mit einem einzelnen Rohr 4 pro Ebene an. Es ist in diesem Fall in der seinem Schwerpunkt gegenüber liegenden Hälfte des Wasserraumes am Boden der Brennkammer angeschlossen und dadurch etwas nach innen versetzt. In Ergänzung dazu befindet sich in den äußeren Bereichen der Anordnung ein Rohr 4' mit kleineren serpentinenartigen Biegungen bzw. geringerer Breite. Es ist vorzugsweise wie die direkt benachbarten Rohre 4 versetzt angeschlossen.

Claims

1. Heizkessel, insbesondere Brennwert-Heizkessel, mit einem Kesselmantel um einen Wasserraum in Form eines stehenden Zylinders oder einer Ellipse, einer oberen, horizontalen Brennkammer, mindestens einem darunter angeordneten, rohrförmigen Heizgaszug als Wärmetauscher zwischen den Heizgasen im Inneren und dem umgebenden Kesselwasser sowie einem Abgassammler im unteren Bereich, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Heizgaszug aus einem serpentinenartigen, mehrfach in einer Ebene gebogenen Rohr (4, 4') besteht, welches mit Gefälle abwärts verläuft.

2. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, im Wesentlichen gleichartige Rohre (4, 4') den Heizgaszug zwischen dem unteren Bereich der Brennkammer (3) und dem Abgassammler bilden und durch ihre Anordnung an die Geometrie des Wasserraumes (2) angepasst sind.

3. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (4, 4') mit der flachen Seite benachbart zueinander angeordnet sind und dass diese Staffelung mehrerer vertikaler Rohre (4, 4') vorzugsweise in Längsrichtung der Brennkammer (3) erfolgt.

4. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im mittleren Bereich der Anordnung, mit der größten Breite des Wasserraumes (2), zwei Rohre (4) in einer vertikalen Ebene, gegenüber liegend in der jeweiligen Hälfte des Wasserraumes (2) angeordnet sind und dass diese in der jeweiligen Hälfte am Boden der Brennkammer (3) angeschlossen sind.

5. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in den äußeren Bereichen der Anordnung, mit abnehmender Breite des Wasserraumes (2), ein Rohr (4) in einer Ebene angeordnet und in der dem Schwerpunkt des Rohres (4) gegenüber liegenden Hälfte des Wasserraumes (2) am Boden der Brennkammer (3) angeschlossen ist.

6. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in den äußeren Bereichen der Anordnung mindestens ein Rohr (4') mit kleineren serpentinenartigen Biegungen bzw. geringerer Breite die Anordnung zu den beiden Außenseiten hin abschließt.

7. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die serpentinenartigen Biegungen der Rohre (4, 4') vorzugsweise so gestaltet sind, dass jeweils das untere Rohrende im äußeren Bereich des Wasserraumes (2) an den Abgassammler angeschlossen ist.