DE2504257C2

DE2504257C2 - Zentralheizungskessel

Info

Publication number: DE2504257C2
Application number: DE2504257A
Authority: DE
Inventors: Eric Leon Hästveda Brink
Original assignee: Individual
Current assignee: BRINK, CARINA, TYRINGE, SE
Priority date: 1974-02-19
Filing date: 1975-02-01
Publication date: 1985-07-11
Also published as: NO138967C; NO750502L; FI59474B; FI750441A; NO138967B; FI59474C; FR2261487B1; DK59075A; CH588043A5; DE2504257A1; CA1002404A; FR2261487A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Zentralheizungskessel nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein gattungsgemäßer Zentralheizungskessel ist aus einem Sonderdruck der Zeitschrift »Installateur — Klempner — Zentralheizungsbauer«, Heft 5 (1964) bekannt. Ober das Material der in der Brennkammer angeordneten wärmespeichernden Körper ist in dieser Schriftstelle jedoch nichts gesagt.

Als Materialien für die Speicherkörper von Nachtstromspeicheröfen sind in der Zeitschrift »Elektrowärme-Technik« Nr. 4 (1955), Seiten 78 bis 80 österreichischer Natur-Speckstein, Spezialbeton, Magnesit, Schamotte und Sand genannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wirkungsgrad eines Zentralheizungskessels gegenüber den bekannten Ausführungsformen zu verbessern.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 wiedergegeben.

Diabas ist ein Unter den Beanspruchungen in der Brennkammer eines Zentralheizungskessels haltbares Ergußgestein mit einem sehr hohen Wärmeaufnahmevermögen. Die durch den Körper gespeicherte, bei Diabas besonders hohe Wärmemenge wird daran gehindert, den Zentralheizungskessel zusammen mit den heißen Gasströmen durch den Rauchgasabzug vorschnell zu verlassen. Diese Wärme wird vielmehr in dem Körper gespeichert und nach, und nach an den Wärmeträger abgegeben. Dadurch können die Zwischenperioden zwischen den Betriebsperioden des Brenners verlängert werden und kann Brennstoff eingespart werden, was zu einer Steigerung des Wärmewirkungsgrades d<T Anlage führt.

Im Hinblick auf eine maximale Speicherwirkung empfehlenswerte Speicherkörperanordnungen sind in den Ansprüchen 2 und 3 wiedergegeben.

Eine im Hinblick auf das Vorhandensein des beson-

u ders leistungsfähigen Wärmespeichermaterials vorteilhafte Ausgestaltung des Zentralheizungskessels ist in Anspruch 4 wiedergegeben.

Die Anordnung einer Drosselklappe oberhalb des Wassermantels zusammen mit dem Diabasmaterial in der Brennkammer ist für die Leistung und Wärmewirtschaftlichkeit des Zentralheizungskessels von großer Bedeutung. Ohne die oberhalb des Mantels angebrachte Klappe würde nur ein Teil der von der Speicherkörperanordnung aufgenommenen Wärme zur Erwärmung des Wärmeträgers im Leitungssystem ausgenutzt werden, ein großer Teil jedoch mit den heißen Gasströmen durch den Rauchg-jsabzug verlorengehen. Durch die Drosselung des Rauchgasabzugs oberhalb des Mantels in der Zeit zwischen den Betriebsperioden des Brenners wird dies verhindert. Es wird stattdessen die Wärme auf den im Mantel spornenden Wärmeträger übertragen, was den Wirkungsgrad des Heizungskessels verbessert.

Das Anbringen einer Rauchgasklappe an sich ist aus

der Schriftstelle »Installateur — Klempner — Zentral-

35. heizungsbauer« Heft 5 (1964) und auch aus der DE-AS 11 65 797 bekannt, ohne daß sich jedoch ein Hinweis auf die Zweckmäßigkeit einer Anbringung stromabwärts eines den Rauchgasabzug umgebenden Wassermantels findet.

Praktische Vergleichsversache SrnJ ausgeführt worden, einerseits mit ölgefeuerten Anlagen gemäß der Erfindung und andererseits mit herkömmlichen, ölgefeuerten Anlagen ohne den Wärmeträgermantel, ohne die oberhalb dieses Mantels im Rauchgasabzug angebrachte Drosselklappe und ohne die wärmeaufnehmenden Körper. Es zeigte sich, daß der Ölverbrauch in den herkömmlichen Ölfeuerungsanlagen mehr als doppelt so groß war als in den erfindungsgemäßen Anlagen. Die Zwischenperioden, während welcher der sich bei be-

ro stimmten Feuerungstemperaturen automatisch ein- bzw. ausschaltende Ölbrenner aügestellt war, betrugen bei den erfindungsgemäßen Anlagen etwa 3 h, bei den herkömmlichen Anlagen jedoch nur einen Bruchteil dieser Zeit.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch einen Vertikalschnitt eines Zentralheizungskessels mit dazugehörigem Schornstein, einem im Schornstein montierten Wassermantel zum Wärmeaustausch zwischen Rauchgasen und Rücklaufwasser zum Kessel und einer oberhalb des Wärmemantels vorgesehenen Rauchgasklappe sowie mit im Kessel angebrachten, wärmespeichernden Körpern, und
F i g. 2 schematisch einen Vertikalschnitt einer Ausführungsform der Erfindung, bei der der Wärmeträger Luft ist.

Vom Zentralheizungskessel 11 in F i g. 1 erstreckt sich das mitten am Kessel angebrachte Rauchgasrohr 12

senkrecht nach oben durch den nicht gemauerten Schornstein 13, der in dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel von einer für einstöckige Häuser zweckdienlichen Höhe ist Ein äußeres Wasserrohr 14 ist in den Schornstein eingebaut und umschließt das Rauchgasrohr 12 in Form eines Wassermantels längs des größeren Teils der Ausdehnung des Rohres 12. Der Durchmesser des äußeren Wasserrohres 14 ist umso viel größer als der Durchmesser des inneren Rauchgasrohres 12, das zwischen den beiden Rohren ein hinreichend breiter Spalt belassen ist, um das Rücklaufwasser zum Zentralbeizungskessel zurückzuführen. Der im Schnitt ringförmige Wasserkanal zwischen den beiden Rohren 12,14 ist an den oberen und unteren Enden abgeschlossen und dort an die Rücklaufleitung 15 von den Heizkörpern 16 bzw. an das Rücklauf wasserrohr 17 zum Zentralheizungskessel 11 angeschlossen. Eine Kreislaufpumpe 33bt in herkömmlicher Weise in das Leitungssystem eingebaut Bei Bedarf, beispielsweise wenn das Gebäude mehrere Stockwerke umfaßt, kann das Wasserrohr 14 in Sektionen aufgeteilt werden, so daß jede Sektion in der oben beschriebenen Weise angeschlossen wird, jedoch mit dem Unterschied, daß eine obere Sektion an ihrem unteren Ende an das obere Ende der darunter liegenden Sektion anstatt an den Zentralheizungskessel angeschlossen wird.

Bei der als Beispiel veranschaulichten Anlage ist der übliche, gemauerte Schornstein durch einen Zylinder 18 aus galvanisiertem Blech ersetzt worden, wobei der Zwischenraum zwischen dem Zylinder 18 und dem Wasserrohr 14 mit einem Isoliermaterial 19, beispielsweise Mineralwolle, ausgefüllt ist Die Rücklaufleitung 15. das Rücklaufwasserrohr 17 und die Expansionsleitung 20 zum Expansionsgefäß 21 sind innerhalb des Zylinders 18 angebracht und in das Isoliermaterial 19 eingebettet so daß von diesen Leitungen keine Wärmeverluste entstehen. Ebenso ist die Überlaufleitung 22 vom Expansionsgefäß innerhalb des Zylinders 18 angebracht

Der sich oberhalb des Dachs 23 befindliche Teil des Schornsteins rt ein Konus 24 aus galvanisiertem Blech, und der Zwischenraum zwischen diesem Konus und dem oberen Teil des Rauchgasrohres ist mit einem Isoliermateria! 25 ausgefüllt, welches ebenfalls aus Mineralwolle bestehen kann. Ein Entiüftungsrohr 26 für das Leitungssystem der Zentralheizungsanlage führt in den Konus hoch und durch dessen Wand irs Freie. Oberhalb des oberen Endes des Wasserrohres 14 ist nahe dem Austritt des Rauchgasrohres 12 im Rauchgasrohr eine Drosselklappe 27 angebracht, mit der Rauchgasabzug im wesentlichen, jedoch nicht vollständig gedrosselt werden kann. Die Klappe ist in einer solchen Weise aufgehängt, daß sie normalerweise danach strebt, sich zu öffnen.

Der in Fig. 1 als Beispiel gezeigte Zentralheizungs kessel 11 ist ölgefeuert und deshalb in üblicher Weise mit einem Ölbrenner 28 ausgerüstet. Ein Körper 29 aus Diabas ist um die Brennkammer 34 angebracht, ist jedoch oben und auf der Einspritzseite für den Brennstoff offen. Ein weiterer Körper 35 aus Diabas ist oberhalb der Brennkammer 34 angebracht und wird von einem Gitter 30 unterstützt. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist kein kompliziertes System von Rauchgaszügen im Zentralheizungskessel erforderlich, wenn das Rauchgasrohr von einem Wassermantel umgeben ist, weshalb die Konstruktion des Zentralheizungskessels einfacher und billiger wird. Außerdem kann der Zentralheizungskessel kleiner gestaltet werden. Ebenso ist der Anschluß des Raucheasrohres unmittelbar oberhalb des Zentralheizungskessels raumsparend. In dem Zentralheizungskessel können Rohre zur Warmwasserbereitung vorgesehen sein.

Die Drosselklappe 27 ist zweckmäßigerweise über ein Relais und eine Spule 31 in einer solchen Weise (nicht gezeigt) an den Ölbrenner angeschlossen, daß die Klappe automatisch gedrosselt wird, wenn der Brenner stehenbleibt und geöffnet wird, bevor der Brenner startet.

Die Temperatur an der Spitze des Rauchgasabzugs kann dank des Wassermantels und der wärmeaufnehmenden Körper in der Feuerung derart hoch, etwa 90⁰C, gehalten werden, daß im Rauchgasrohr keine Rußablagerung und auch keine Kondensation von Wasserdampf stattfindet Hierdurch vermeidet man auch ein Korrodieren des Rauchgasrohres. Die Anlage umfaßt zweckdienlicherweise Geräte zur Kontrolle der genannten Temperatur, die mittels der zwischen dem Zentralheizungskessel und dem Rauchgasrohr vorgesehenen Klappe 32 eingeregelt wird. Infolge der Kombination des Wassermantels und der wäi'. ..'aufnehmenden Körper, die stets für eine hohe Kesseiter .peratur sorgen, ist auch der Zentralheizungskessel im wesentlichen rußfre:

Die Anlage eignet sich nicht nur für Feuerungen mit flüssigen Brennstoffen, wie Heizöl, sondern auch für Feuerungen mit festen Brennstoffen, wie Kohle, Holz und Torf, und auch für Feuerungen mit gasförmigen Brennstoffen.

F i g. 2 zeigt ein Beispiel eines Zentrallwizungskessels, bei dem der Wärmeträger Luft ist

Von der Wärmezentrale 111 erstreckt sich das Rauchgasrohr 112 senkrecht nach oben durch einen Blechschornstein 113, der mit einer Schicht 114 aus Mineralwolle isoliert ist. Im Zwischenraum zwischen dem Schornstein 113 und dem Rauchgasrohr 112 und parallel zu diesen ist ein Blechmantel 115 vorgesehen, der den Zwischenraum in zwei ringförmige Räume unterteilt, die oben miteinander in Verbindung stehen, da siai der Mantel 115 nicht bis zur Spitze des Schornsteins hocherstreckt. Der innere ringförmige Raum 117 steht durch eine rieißiuftleitung 116 in Verbindung mit der Eintrittsseite des Leitungssystems für den Wärmeträger, und der äußere ringförmige Raum 119 steht durch eire Rvcklaufleitung 118 in Verbindung mit der Rürklaufseite des Leitungssystems. Im Leitungssystem ist ein nicht gezeigtes Gebläse vorgesehen, welches durch den inneren ringförmigen Raum 117 nach unten geströmte und durch Wärmeaustausch mit den heißen Rauchgasen im Rauchgasrohr 112 erwärmte Luft durch die Heißluftleitung 116 in das Leitungssystem hineintreibt. Ferner treibt das Gebläse Luft von der Rfjcklaufleitung 118 nach oben durch den äußeren ringförmigen Raum 119. wo die Luft durch indirekten Wärmeaustausch mit der im inneren ringförmigen Raum 117 nach unten strömenden, wärmeren Luft vorgewärmt wird. Die L uft wird dann nach unten durch den inneren ringförmigen Raum 117 getrieben una durch indirekten Wärmeaustausch mit den heißen Rauchgasen im Rauchgasrohr J12 weiter erwärmt.

Die Brennkammer 120 der Wärmezentrale ist im un> tersten Teil des Rauchgasrohres angebracht, wo fcin ölbrenner 121 zum Einsprühen von Brennstoff sowie wärmeaufnehmende Körper 122, beispielsweise aus Diabas rund um die Brennka-nmer 120 angebracht sind. In einem im oberen Ende des Schornsteins angebrachten Rauchgasrohr 123 ist eine Drosselklappe 124 vorgesehen, die mit einem Gegengewicht 125 verbunden ist.

welches bestrebt ist, die Klappe offenzuhalten. Die Klappe 124 ist zweckdienlicherweise über ein Relais und eine Spule 126 in einer solchen Weise (nicht gezeigt) mit dem Ölbrenner 121 verbunden, daß die Klappe automatisch gedrosselt wird, wenn der Brenner stehenbleibt, und geöffnet wild, unmittelbar bevor der Brenner wieder startet.

Ein wesentlicher Vorteil des Zentralheizungskessels nach Fi g. 2 ist, daß er keine engen Kanäle zum Erwärmen der Luft in der Wärmezentrale besitzt. Derartige Kanäle werden leicht durch Ruß verstopft, wie dies bei Wärmezentralen zur Erwärmung und Verteilung von Luft als Wärmeträger üblicherweise der Fall ist. Statt Luft können andere gasförmige Wärmeträger benutzt werden, beispielsweise Wasserdampf. ·.·■

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

20

25

30

50

55

60

Claims

Patentansprüche:

1. Zentralheizungskessel, bei dem ein Wärmeträger in einem Leitungssystem umwälzbar und zumindest teilweise durch Wärmeaustausch mit den in einem von der Brennkammer ausgehenden Rauchgasabzug abströmenden Rauchgasen aufheizbar ist, bei dem in dem Rauchgasabzug stromabwärts von der Brennkammer eine Drosselklappe angeordnet ist, mittels derer der Rauchgasabzug drosselbar ist wenn beim Heizen mit flüssigen und gasförmigen Brennstoffen die Brennstoffzufuhr unterbrochen wird oder beim Heizen mit festen Brennstoffen das Feuer in Glut übergeht, und bei dem in der Brennkammer zumindest ein wärmespeichernder Körper aus feuerfestem Material vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper(29,35,122) aus Diabas mit sehr großem Wärmeabgabevermögen besteht.

2. Zent'-alheizungskessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (29,122) in an sich bekannter Weise die Brennkammer (23, 120) umschließt, ausgenommen auf der Brennstoffeingabeseite und auf der Austrittsseite der heißen Rauchgase.

3. Zentralheizungskessel r.i-ch Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer wärmespeichernder Körper (35) aus Diabas mit sehr großem Wärmeabgabevermögen in einigem Abstand von der Austrittsöffnung der heißen Rauchgase aus der Brennkammer (34,120) angebracht ist.

4. Zentralheizungsksssel n. :h einem der Ansprüche 1 bis 3, bei weicher¹, zumindest ein Teil des von dem Brennraum ausgehenden iauchgasabzugs von einem Mantel umgeben ist, der zusammen mit dem Rauchgasabzug einen Zwischenraum begrenzt, in dem der Wärmeträger durch Wärmetausch mit den im Rauchgasabzug abströmenden Rauchgasen erwärmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Drosselklappe (27, 124) stromabwärts von dem Mantel (14, i 15) angeordnet ist.