DE2634603A1

DE2634603A1 - Zentralheizung mit einem kessel und einem zusaetzlichen waermeaustauscher zum vorwaermen des zum kessel zurueckstroemenden mediums

Info

Publication number: DE2634603A1
Application number: DE19762634603
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: RHEEM BV
Current assignee: RHEEM BV
Priority date: 1975-08-12
Filing date: 1976-07-31
Publication date: 1977-02-24
Also published as: NL158918B; GB1502746A; DE7624201U1; NL7509618A; CH616499A5; DE2634603C2; FR2321094B3; FR2321094A1; BE844435A

Description

JIiLl 1976

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Rheem Nederland B.V.,
Haarlem, die Niederlande

"Zentralheizung mit einem Kessel und einem zusätzlichen Wärmeaustauscher zum Vorwärmen des zum Kessel zurückströmenden Mediums"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zentralheizung mit einem Kessel, versehen mit einem Mantel, in dem sich von unten nach oben ein einen oder mehrere Brenner enthaltender Feuerherd, ein im Wege des im Feuerherd geformten Rauchgases angeordneter Wärmeaustauscher zum Heizen des aus dem Kessel in den äusseren Kreis strömenden Mediums und ein einerseits über diesen Wärmeaustauscher mit dem Feuerherd in Verbindung stehender, andererseits an einen Schornsteinkanal anschliessbarer Rauchgassammeikasten mit einem darin angeordneten zweiten Wärmeaustauscher zum Vorwärmen des aus dem äusseren Kreis in den Kessel zurückströmenden Mediums befinden.

Eine Zentralheizung dieser Art ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 2.227.754 bekannt. Bei dieser Heizvorrichtung befindet sich der zweite Wärmeaustauscher vertikal über dem ersten Wärmeaustauscher in einer durch vertikale Wände begrenzten Abteilung in der Mitte des Rauchgassammeikastens, von dem der wirksame Teil zu dieser Abteilung beschränkt ist. Um zu verhindern, dass die Rauchgase auf ihrem Weg durch den Rauchgassammeikasten hindurch unmittelbar vom ersten Wärmeaustauscher zum Schornsteinkanal gezogen werden und dadurch nur einen

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ziemlich kleinen Teil des Mediumraumes des zweiten Wärmeaustauschers umspülen, müssen viele, gleichzeitig für die Wärmeübertragung dienende vertikale Platten in dieser Abteilung vorhanden sein. Diese Konstruktion ist teuer und um so mehr, wenn der Rauchgassammeikasten und der zweite Wärmeaustauscher aus rostfreiem Stahl bestehen, und sie macht einen unter allen Betriebsumständen guten Kompromis zwischen dem Zug, dem durch das Rauchgas zu erlittenden Strömungswiderstand und der Wärmeübertragung verhältnismässig schwer.

Die Erfindung hat die Aufgabe, durch eine andere Ausführung des Rauchgassammelkastens und eine andere Anordnung des zweiten Wärmeaustauschers die Konstruktion der Heizvorrichtung zu vereinfachen, den Zug im Feuerherd sowie die Wärmeübertragung zu verbessern und weitere Vorteile zu erhalten. Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Rauchgassammeikasten durch mindestens eine Scheidewand in mindestens zwei aussen um diese Scheidewand herum miteinander in Verbindung stehende Abteilungen verteilt ist, von denen die eine über den ersten Wärmeaustauscher mit dem Feuerherd verbunden ist und die andere an den Schornsteinkanal anschliessbar ist, und dass an der Stelle, wo beide Abteilungen des Rauchgassammelkastens miteinander in Verbindung stehen, der zweite Wärmeaustauscher angeordnet ist.

Ein Vorteil dieser Konstruktion ist, dass der dem zweiten Wärmeaustauscher zur Verfügung stehende Raum durch Äenderung der betreffenden Abmessung der Scheidewand leicht grosser und kleiner gemacht werden kann, wodurch nicht nur der zweite Wärmeaustauscher sondern auch der Strömungswiderstand im Rauchgaskanal den normalen Betriebsumständen des Kessels leichter angepasst werden

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können und weiter der zweite Wärmeaustauscher einfacher ausgeführt werden kann. Auch kann, wenn erwünscht, die Scheidewand für die unmittelbare Aufwärmung des durch den zweiten Wärmeaustauscher hindurch geströmten, stark abgekühlten, zum Schornstein entweichenden Rauchgases, d.h. zur Beeinflussung des Zuges gebraucht werden.

Es empfiehlt sich die Zentralheizung derart auszuführen, dass die Scheidewand eine horizontale oder wesentlich horizontale Wand ist, dass neben dem Feuerherd und dem ersten Wärmeaustauscher ein zusätzlicher Raum innerhalb des Mantels vorhanden ist, dass der Rauchgassammeikasten sich über dem ersten Wärmeaustauscher und diesem zusätzlichen Raum erstreckt und dass der zweite Wärmeaustauscher vertikal über diesem zusätzlichen Raum im Rauchgassammelkasten angeordnet ist. Diese Ausführung hat erstens den Vorteil, dass die Oeffnung zum Durchlassen des durch den ersten Wärmeaustauscher hindurch strömende Rauchgases zur ersten Abteilung des Rauchgassammeikastens sich nahezu über den ganzen horizontalen Querschnitt des ersten Wärmeaustauschers erstrecken kann, sodass diese Eintrittsöffnung keinen zusätzlichen Widerstand im Wege des Rauchgases bildet. Weiter kann das sich an der Stelle des zweiten Wärmeaustauschers und nach demselben bildende Kondensat leicht aus dem Rauchgassammeikasten zu einer sich im erwähnten zusätzlichen Raum befindenden Auffang- und Abfuhreinrichtung abgeführt werden.

Ist, wie oft geschieht, die Heizvorrichtung mit einem Kessel versehen, dessen Mantel einen horizontalen Querschnitt in der Form eines ungleichseitigen Rechteckes hat, sodass der Mantel zwei breite und zwei schmale stehende Wände aufweist, so können zum Erreichen eines optimalen Effektes der sich innerhalb des Mantels befindende 'zusätzliche Raum und der zweite Wärmeaustauscher sich

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längs einer der breiten stehende Wände des Kesselmantels erstrecken.

Die Erfindung gestattet bei bestehenden Kesseln verschiedener Ausführungen den normalen, d.h. nahezu leeren Rauchgassammeikasten, durch den beschriebenen neuen Rauchgassammelkasten mit zweitem Wärmeaustauscher zu ersetzen, sodass die Erfindung sich auch auf einen gesonderten Rauchgassammelkasten mit einer darin angeordneten Scheidewand und einem sich darin befindenden zweiten Wärmeaustauscher bezieht.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert werden. Darin zeigen:

Fig. 1 schematisch einen vertikalen Querschnitt eines Zentralheizungskessels nach der Erfindung,

Fig. 2 schematisch einen vertikalen Längsschnitt eines Kessels nach Fig. 1 und

Fig. 3 schematisch einen vertikalen Querschnitt eines gesonderten Rauchgassammeikastens für einen Kessel nach Fig. 1 und Fig. 2.

In der Zeichnung ist 1 ein Feuerherd, in dem zwei Brenner 2, in diesem Falle Gasbrenner, angeordnet sind. Oberhalb des Feuerherdes ist ein aus Gliedern bestehender Wärmeaustauscher 3 angeordnet, durch den einerseits das Rauchgas aus dem Feuerherd zwischen Noppen von unten nach oben, andererseits das zu heizende Medium, im vorliegenden Falle Wasser, von vor-unten nach hinten-oben hindurchströmen kann.

Auf dem Wärmeaustauscher 3 ist ein Rauchgassammelkasten 4

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angeordnet, der durch eine Oeffnung 5 seines Bodens an die Rauchgasräume des Wärmeaustauschers 3 angeschlossen ist und über eine Oeffnung 6 mit einem Rohrstück 7 ihrer oberen Wand an einen Schornsteinkanal anschliessbar ist. Durch eine horizontale Scheidewand 8 ist der Raum innerhalb des Rauchgassammeikastens 4 in zwei aussen um die Scheidewand herum miteinander in Verbindung stehende Abteilungen 9 und 10 verteilt. Die Abteilung 9 ist über die Oeffnung 5 unmittelbar mit den Rauchgasräumen innerhalb des ersten Wärmeaustauschers 3 verbunden und die Abteilung 10 steht über die Oeffnung 6 und das Rohrstück 7 unmittelbar mit dem Schornsteinkanal in Verbindung.

Im Kasten 4 ist an Stelle der Oeffnung am Rand der Scheidewand 8 zwischen beiden Abteilungen 9 und 10 ein zweiter Wärmeaustauscher 11 angebracht, der zwischen der Rückleitung 12 des äusseren Kreises und einer Leitung 13 mit einer Zirkulationspumpe 14 geschaltet ist. Die Leitung verbindet den zweiten Wärmeaustauscher 11 mit der Zufuhröffnung des Raumes für das zu heizende Medium des ersten Wärmeaustauschers 3. Die Abfuhröffnung des letzterwähnten Raumes ist an die zum äusseren Kreis führende Leitung angeschlossen.

Der aus dem Feuerherd 1, den ersten Wärmeaustauscher 3 und den Rauchgassammelkasten 4 mit dem zweiten Wärmeaustauscher 11 bestehende Kessel ist durch einen Mantel 16 umgeben. Zwischen dem Feuerherd 1 und dem ersten Wärmeaustauscher 3 einerseits und einer Seitenwand des Mantels 16 andrerseits befindet sich ein zusätzlicher Raum 17, in dem Hilfsapparate untergebracht sein können. Der Rauchgassammelkasten 4 erstreckt sich auch über diesem Raum 17. Der zweite Wärmeaustauscher 11 befindet sxch vertikal über dem zusätzlichen Raum 17, sodass die Oeffnung 5 sich über die ganze Breite des ersten Wärmeaustauschers 3

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erstrecken kann und das im zweiten Wärmeaustauscher 11 geformte Kondensat leicht durch eine Leitung 18 zu einer Abfuhrleitung 19 oder einer anderen Abfuhr- und Auffangvorrichtung geführt werden kann.

Es wird klar sein, dass das aus dem Feuerherd stammende Rauchgas durch den ersten Wärmeaustauscher hindurch strömt, weiter durch die Scheidewand 8 zum zweiten Wärmeaustauscher geführt und von dort zum Schornsteinkanal abgeführt wird. Obwohl der zweite Wärmeaustauscher auch in der Hinleitung des äusseren Kreises hätte geschaltet sein können, wird die Aufnahme dieses Austauschers in der Rückleitung bevorzugt, da erst dann die Temperaturdifferenz zwischen dem im ersten Wärmeaustauscher 3 bereits stark gekühlten Rauchgas und dem im äusseren Kreis gekühlten Medium, z.B. Wasser, ausreichend sein wird um das zurückfliessende Medium effektiv vorwärmen zu können. Durch den zweiten Wärmeaustauscher kann dann ein Wirkungsgradsverbesserung oder eine Brennstoffersparung von 10 bis 15 Prozent erreicht werden.

Wenn der Raum dies gestattet und man einen zu grossen Widerstand im Wege des Rauchgases nicht zu befürchten braucht, so kann der Rauchgassammelkasten durch mehrere Scheidewände in mehr als zwei in Reihe geschaltete Abteilungen verteilt werden und der zweite Wärmeaustauscher kann dann aus mehreren Teilen bestehen, wobei jedes Mal ein solcher Austauscherteil an der Stelle und/oder in der Nähe der Stelle, wo zwei solcher Abteilungen unmittelbar miteinander in Verbindung stehen, angeordnet ist.

In Fig. 3 ist ein gesonderter Rauchgassammelkasten 4a mit einer Scheidewand 8a und einem zweiten Wärmeaustauscher 11a dargestellt worden. Im Boden dieses gesonderten Kastens 4a befindet sich die Oeffnung 5a zum Anschluss

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des Kastens an die Rauchgaskanäle innerhalb des ersten Wärmeaustauschers 3a und in der oberen Wand des Kastens 4a ist die Oeffnung 6a mit dem Rohrstück 7a zum Anschluss des Kastens an den Schornsteinkanal vorgesehen. Dieser Kasten mit dem zweiten Wärmeaustauscher kann in bekannten Zentralheizungskesseln angeordnet und z.B. mittels Bolzen oder selbstschneidender Schrauben auf dem ersten Wärmeaustauscher 3 (Fig. 1, 2) befestigt werden. Der zweite Wärmeaustauscher 11a muss dann Mittel, z.B. Rohrkupplungen, zum Anschluss desselben an den Kreis für das zu heizende Medium aufweisen.

Im Zusammenhang mit der ziemlich starken Abkühlung des Rauchgases und mit dem möglichen Entstehen von Kondensation darin, wodurch aggressive Stoffe im Kasten 4 bzw. 4a geformt werden können, empfiehlt es sich, den Rauchgassammelkasten 4, 4a, die Scheidewand 8, 8a, und den zweiten Wärmeaustauscher 11, 11a aus rostfreiem Stahl oder aus einer anderen nicht- oder schwer korrodierbaren Metalllegierung herzustellen.

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Claims

PATENTANSPRUECHE

( !./zentralheizung mit einem Kessel, versehen mit einem Mantel, in dem sich von unten nach oben ein einen oder mehrere Brenner enthaltender Feuerherd, ein im Wege des im Feuerherd geformten Rauchgases angeordneter Wärmeaustauscher zum Heizen des aus dem Kessel in den äusseren Kreis strömenden Mediums und ein einerseits über diesen Wärmeaustauscher mit dem Feuerherd in Verbindung stehender, andererseits an einen Schornsteinkanal anschliessbarer Rauchgassammelkasten mit einem darin angeordneten zweiten Wärmeaustauscher zum Vorwärmen des aus dem äusseren Kreis in den Kessel zurückströmenden Mediums befinden, dadurch gekennzeichnet, dass der Rauchgassammeikasten (4) durch mindestens eine Scheidewand (8) in mindestens zwei aussen um diese Scheidewand herum miteinander in Verbindung stehende Abteilungen (9,10) verteilt ist, von denen die eine (9) über den ersten Wärmeaustauscher (3) mit dem Feuerherd (1) verbunden ist und die andere (10) an den Schornsteinkanal anschliessbar ist, und dass an der Stelle, wo beide Abteilungen (9,10) des Rauchgassammelkastens (4) miteinander in Verbindung stehen, der zweite Wärmeaustauscher (11) angeordnet ist.
2. Zentralheizung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheidewand (8) eine horizontale oder wesentlich horizontale Wand ist, dass neben dem Feuerherd (1) und dem ersten Wärmeaustauscher (3) ein zusätzlicher Raum (17) innerhalb des Mantels (16) vorhanden ist, dass der Rauchgassammelkasten (4) sich über dem ersten Wärmeaustauscher (3) und diesem zusätzlichen Raum (17) erstreckt und dass der zweite Wärmeaustauscher (11) vertikal über

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diesem zusätzlichen Raumes (17) im Rauchgassammelkasten (4) angeordnet ist.
3. Zentralheizung nach Anspruch 2, versehen mit einem Kessel mit einem Mantel, dessen horizontaler Querschnitt ein ungleichseitiges Rechteck ist, sodass der Mantel zwei breite und zwei schmale stehende Wände aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der sich innerhalb des Mantels (16) befindende zusätzliche Raum (17) und der zweite Wärmeaustauscher (11) sich längs einer der breiten stehenden Wände des Kesselmantels erstrecken.
4. Rauchgassammelkasten (4a) mit einem darin angeordneten Wärmeaustauscher (lla) für den Kessel einer Zentralheizung nach Anspruch 1,2 oder 3.

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