DE2425100A1 - Heizgeraet, insbesondere wassererhitzer, mit einem brenner fuer feste, fluessige, oder gasfoermige brennstoffe - Google Patents

Description

• Heizgerät, insbesondere Wassererhitzer, mit einem Brenner fiir feste, flüssige, oder gasförnige Brennstoffe Die Erfindung bezieht sich auf ein Heizgerät mit einem Brenner für feste, flüssige oder gasförmige Brennstoffe, zwischen dessen Brennkammer und einer Abgasleitung mindestens ein Wärmeüber trager vorgesehen ist, welcher den Verbrennungsgasen unter Ausnutzung des oberen Brennstoff-Heiza:ertes soviel Wärne entzieht, daß der in ihnen enthaltene Wasserdampf mindestens teilweise kondensiert.
• Es ist ein Wassererhitzer dieser Art mit zwei hintereinander geschalteten Wärmeübertragern bekannt, di.e so dimensioniert sind, daß aus den von einem Gasbrenner erzeugten Verbrennungsgasen am zweiten Wärmeübertrager eine nennenswerte Menge des in ihnen enthaltenen Wasserdampfes kondensiert. Das Kondenswasser wird über eine unterhalb des zweiten Wärmeübertragers angeordnete Vorrichtung abgeleitet. Dieser Wassererhitzer ist als Außenwandgerät ausgebildet, bei welchem die abgekühlten Abgase über eine kurze, durch die Außenrand führende Leitung ins Freie gelangen.
• In der Abgasleitung wird sich zwar ebenfalls ein Teil des noch nicht kondensierten Wasserdampfes niederschlagen, jedoch kann hier ein Schaden durch das aggressive Kondenswasser mit relativ geringen Unkosten, beispielsweise durch Verkleidung des kurzen Abgasrohres mit einen nichtrostenden Material, vermieden werden.
• Anderes ist es bei einem Abgasanschluß an einem Kamin, wo eine Kondensation aus Sicherheits- und ästetischen Gründen möglichst vermieden werden muß.
• Es sind ferner Wassererhitzer bekannt, bei denen ein hoher Wirkungsgrad durch Ausnutzung des oberen Heizwertes dadurch erzielt wird, daß das zu erhitzende Wasser direkt nit den Verbrennungsgasen in Kontakt gebracht wird. Auch bei diesen Geräten verlassen die Abgase das Heizgerät mit einer unterhalb des Taupunktes der Wasserdampfe liegenden Temperatur, so daß eine weitere Kondensation notgedrungen auch im Schornstein stattfinden wird.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Heizgerät der eingangs genannten Art so auszubilden, daß unter Beibehaltung eines guten Wirkungsgrades eine sichere und trockene SLbgasabführung gewährleistet ist.
• Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Strömungsweg der Verbrennungsgase mindestens eine den Wärme.ibertrager umgehende Bypassleitung zum Zuführen von heißen Verbrennungsgasen in die Abgasleitung vorgesehen ist.
• Durch die Zumischung von heißen Verbrennungsgasen werden die bis auf den Taupunkt abgekühlten Abgase wieder so weit erhitzt, daß keine nennenswerte Kondensation im Schornstein stattfindet.
• Die Anordnung kann ohne weiteres so getroffen sein, daß die Abgase das Heizgerät mit einer Temperatur von mindestens-100C verlassen, so daß der hierdurch entlang der Abgasleitung und dem Schornstein entstehende Temperaturgradient außerdem einen guten Abzug der Verbrennungsgase ohne zusätzliche EilfsIaittel sicherstellt.
• Bei Geräten mit zwei hintereinandergeschalteten Wärmeübertragern, von denen der stromabliegende den Verbrennungsgasen Verdampfungswärme entzieht, ist es vorteilhaft, wenn die Bypassleitung z;wischen den beiden Wärmeübertragern vom Verbrennungsgasweg abgezweigt ist.
• Bei einer derartigen Anordnung findet zunächst ein Wärmeübergang am ersten Wärmeübertrager statt. Die Verbrennungsgase verlassen diesen Wärmeübertrager zwar mit einer stark herabgesetzten, aber noch oberhalb des Taupunktes liegenden Temperatur. Erst in zweiten WärmeiJheraLrager kühlen sie so weit ab, daß der in den Verbrennungsgasen enthaltene Wasserdarapf kondensiert und seine Verdampfungswärme ebenfalls an das zu erhitzende Medium abführt.
• Ein Teil der den ersten Wärmeübertrager verlassenden Verbrennungsgase wird direkt über die den zweiten Wärmeübertrager umgehende Bypassleitung den Abgasen zugeführt. Eine derartige Gestaltung des Gerätes ermöglicht eine sehr einfache und billige Ausführung der Bypassleitung, für die außerdem kein hitzebeständiges Material verwendet werden muß. Das Gerät hat außerdem den Vorteil, daß durch entsprechende Dimensionierung der beiden Wärmeübertrager die mit dem Kondensat in Kontakt kommenden Flächen, welche gegen Korrosion besonders gut geschützt sein müssen, möglichst klein gehalten werden können.
• Der zweite Wärmeübertrager kann erfindungsgemäß zum Erhitzen von Buft dienen und mit mindestens einen Ausgangskanal fiir die erwärmte Isuft versehen sein. Es kann auch beispielsweise iiber einen ersten Ausgangskanal Heizluft in einem zu erwärmenden Raum und über einen zweiten Kanal vorgewärmte Frischluft als Verbrennungsluft der Brennkammer zugeführt werden.
• In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt.
• Es zeigen: Fig. 1 ein Heizgerät für Wasser und Heizluft und Fig. 2 einen Wassererhitzer mit Wärmeübertragung durch direkten Kontakt der Verbrennungsgase mit dem Wasser.
• Das Heizgerät 10 nach Fig. 1 hat einen in einer Brennkammer 11 angeordneten Brenner 12, einen ersten Wärmeübertrager 13 für eine Heizungsanlage 13' und einen zweiten Wärmeübertrager 14 für Heizluft. An die Brennkammer 11 schließ sich ein erweiteter erster Abschnitt 16 einer Verbremiungsgasleitung an, in den der erste Wärmeübertrager 13 eingeschlossen ist. Die Verbindung des ersten Beitungsabschnittes 16 mit einer Abgasleitung 17 erfolgt über einen zweiten Leitungsabschnitt 18 mit geringerem Durchmesser, welcher durch den zweiten Wärmeübertrager 14 für die Heizluft hindurchführt, und iiber eine den zweiten Wärmeübertrager umgehende Bypassleitung 19. Der Wärmeübertrager 14 hat einen mit einem Gebläse 21 versehenen Einlaßstutzen 22 und zwei Auslaßleitungen 23,24, von denen die eine in einen zu heizenden Raum und die andere über eine eitung 25 in die Brennkammer 11 führt.
• Die von Brenner 12 erzeugten Verbrennungsgase umströmen zunächst den ersten Wärmeübertrager 13, der einen Teil der Wärme aus den Verbrennungsgasen an das Wasser überträgt. Die hierdurch gekühlten Verbrennungsgase strömen dann über die Bypassleitung 19 beiden Leitungsabschnitt 18 in die Abgasleitung 17. Im ieitungsabschnitt 18 findet die Wärmeübertragung all die vom Gebläse 21 dem Wärnieübertrager 14 zugeführte Iluft statt, wobei die Verbrennungsgase derart abgekühlt werden, daß die darin enthaltenden Wasserdämpfe kondensieren und ihre Verdampfungswärme ebenfalls an die Buft abgeben. Das Kondenswasser wird über eine Leitung 26 abgeleitet.
• Die in Kontakt mit dem Wärmeübertrager 14 stark abgekühlten Verbrennungsgase werden unter Beimischung der heisseren Gase aus der B3rpassleitung 19 wieder so weit erhitzt, daß eine nennenswerte Kondensation des verbleibenden Wasserda t fes in der Abgasleitung 17 bzw. im Schornstein nicht mehr stattfindet. Die Heizluft kann auch ausschließlich entweder nur zu Heizzwecken dienen oder der Brennkammer zugeführt werden.
• In Fig. 2 ist ein Wassererhitzer 30 für eine Fußbodenheizung 30' dargestellt, bei welchem das zu erhitzende Wasser in unmittelbaren Kontakt mit den heißen Verbronnungsgasen kommt. Das Gerät hat eine Brennkammer 31 mit einem Gasbrenner 32 und darüber angeordnet einen als Wärmeübertrager dienenden Mischraum 33, in welchen eine Rücklaufleitung 34 der Heizungsanlage einmündet. An der Mündung der Rücklaufleitung 34 ist eine Zerstäuberdüse 35 angeordnet, welche die Form eines Ringzylinders mit radialen Düsenbohrungen hat. Der Mischraum 33 ist von einer Wand 36 umschlossen, die unten in die Wand der Brennkammer 31 und oben in eine Abgasleitung 37 übergeht. Zwischen der Brennkammer 31 und dem Hischraum 33 ist ein nach oben sich verjüngendes aus temperaturbeständigem Material bestehendes Abschirmblech 38 und eine dahinter angeordnete Zwischenwand 38' vorgesehen. Die Zwischenwand 38' begrenzt einen ringförmigen Sammelraum 39 für das Wasser, von dem eine Vorlaufleitung 40 zur Heizungsanlage führt. Der Sammelraum 39 ist mit einem tberlauf 41 für das bei der Verbrennung ständig neu hinzu gebildete Verbrennungswasser versehen. An der den Mischraum 33 umschließenden Wand 36 sind Tropfleisten 42 zur Verbesserung der Wärmeübertragung angebracht.
• über den Gasbrenner 32 ist eine Stau- bzw. Leitscheibe 44 zur seitlichen Ablenkung der Verbrennungsgase in den Mischraum 33 vorgesehen. Die Leitscheibe 44 hat eine zentrale Öffnung 45, durch welche ein Teil der Verbrennungsgase in ein die Zerstäuberdüse durchsetzendes zentrales Rohr 46 und durch dieses direkt in die Abgasleitung strömt. Die Leitscheibe 44 hat außen einen nach unten abgebogenen Rand, an welchem das sich an der Beitscheibe bildende Kondensat in den Sammelraum 39 abtropft. Die Leitscheibe 44 verhindert auch, daß das in den Mischraum 33 eingesprühte Wasser auf den Brenner 32 fällt ynd die Flammen zum Erlöschen bringt.
• Die vom Brenner 32 erzeugten Verbrennungsgase strömen in den Mischraum 33, wo sie mit dem zerstäubten Wasser in Kontakt kommen und dabei ihre Wärme einschließlich der Verdampfungswärme an das Wasser abgeben. Dieses für eine Fußbodenheizung bestirgmte Heizwasser wird im allgemeinen nur auf relativ niedrige Temperaturen erhitzt. Die dadurch unter Umständen bestehende Gefahr einer schon im Brennraum stattfindenden Kondensation wird durch das Abschirmblech 38 vermieden.
• Ein Teil der heißen Verbrennungsgase wird über die Bohrung 45 und den Kanal 46 dem stark abgekühlten Verbrennungs- bzw. Abgas aus dem Mischraum 33 beigemischt, so daß ebenfalls in dieser Ausführung eine Kondensation der Wasserdämpfe in der Abgasleitung 47 bzw. im Schornstein vermieden wird.

Claims (1)

1. Sciiutzansprüche:

   4. Heizgerät, insbesondere Wassererhitzer, mit einem Brenner für feste, flüssige oder gasförmige Brennstoffe, zwischen dessen Brennkammer und einer Abgasleitung mindestens ein Wärmeübertrager vorgesehen ist, welcher den Verbrennungsgasen unter Ausnutzung des oberen Brennstoff-lIeizwertes soviel Wärme entzieht, daß der in ihnen enthaltene Wasserdampf mindestens teilweise kondensiert, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß im Strömungsweg der Verbrennungagase mindestens eine den Wärmeübertrager (14 bzw.

   33) umgehende B passleitung (19 bzw. -46) zum Zuführen von heißen Verbrennungsgasen in die Abgasleitung (17 bzw. 37) vorgesehen ist.

   2. Gerät nach Anspruch 1, mit zwei hintereinandergeschalteten Wärmeübertragern, von denen der stromabliegende den Verbrennungsgasen Verdampfungswärrne entzieht, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Bypassleitung (19) zwischen den beiden Wärmeübertragern (13 und 14) vom Verbrennungsgasweg abgezweigt ist.

   3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, mit zwei hintereinandergeschalteten Wärmeübertragern, von denen der stromabliegende den Verbrennungsgasen Verdampfungswärme entzieht, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der stromaufliegende erste Wärmeübertrager (13) zum Erhitzen von Heiz-oder Brauchwasser dient.

   4. Gerät nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der zweite Wärmeübertrager (arc) für Heizluft vorgesehen ist und mindestens einen Ausgangskanal für die erwärmte Luft hat.

   5. Gerät nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß ein Ausgangskanal (24) des zweiten Wärmetauschers (14) mit der Brennkammer (11) verbunden ist und zum Zuführen von vorgewärmter Verbrennungsluft dient.

   6. Gerät nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß in dem Verdampfungswärme entziehenden Wärmeübertrager (33) die Verbrennungsgase in bekannter Weise in unmittelbarem Kontakt mit dem zu erhitzenden Wasser stehen, welches vorzugsweise über eine Zerstäuberdüse (35) in den Wärmeübertrager eintritt.

   7. Gerät nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Bypassleitung (46) ein durch den Wärmeübertrager (33) hindurchgeführtes Rohr ist.

   8. Gerät nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß vor dem brennraumseitigen Stirnende des als Bypassleitung (46) dienenden Rohres eine die Verbrennungsgase seitlich ablenkende Stau- oder Leitscheibe (44) mit einer koaxial zum Rohr angeordneten Öffnung (45) zum Hindurchtreten eines Teilstromes der Verbrennungsgase angeordnet ist.

   9. Gerät nach Anspruch 7 oder 8, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Zerstäuberdüse (35) für das zu erhitzende Wasser ein koaxial zu dem als Bypassleitung (46) dienenden Rohr angeordneter Ringkörper mit vorzugsweise radialen Düsenbohrungen ist.

   10. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a -d u r.c h g e k e n n z e i c h n e t , daß über der Brennkaamer (31) ein ringförmiger Sammelraum (39) für ds erhitzte Wasser angeordnet ist, dessen dem Brenner zugekehrte Wand (38') durch ein temperaturbeständiges ILbschirrablech (38) umgeben ist.

   11. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der den Verbrennungsgasen Verdampfungswärme entziehende Wärmeübertrager (33) Teil einer Flächenstrahlungs-Warmwasserheizung, insbesondere einer Fußbodenheizung ist.

   L e e r s e i t e