DE2740927C3 - Heizungskessel mit einem Wassermantel und einer Brennkammer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Heizungskessel mit einem Wassermantel und einer Brennkammer, über der eine im Abstand angeordnete, einen Rauchgaskanal bildende Brennkammerhülse vorgesehen ist, die im oberen Bereich einen Umlenkboden aufweist, wobei der Ratichgaskanal unterhalb der Kesseldecke über Dürclv frittsspalte mit einem Abgasstutzen verbunden ist,

Es ist ein derartiger Heizungskessel bekannt, bei welchem die aufsteigenden Rauchgase zwar umgelenkt werden, um die Innenwand der Brennkammerhülse zu bestreichen, jedoch wird dadurch lediglich eine Erwärmung der im Rauchgaskanal hochsteigenden Rauchgase erreicht Die aufsteigenden Rauchgase wiederum dienen zur Erwärmung des den Rauchgaskanal umgebenden Wassermantels. Eine Frischlufterwäi mung findet nicht statt und ist auch nicht beabsichtigt
Die gleichen Nachteile treten bei einem anderen

ίο Heizungskessel auf, bei welchem die aufsteigenden Rauchgase nicht mittels eines Umlenkbodens nach unten umgelenkt werden, sondern vielmehr die Brennkammerhülse einen Regulierungsboden aufweist, der eine zentrale Durchtrittsöffnung besitzt, um die Geschwindigkeit des Rauchgases regulieren zu können.

Ferner ist eine Füllschachtfeuerung mit einem

unteren Abbrand und einem in den Füllschacht eingesetzten mittig angeordneten Rohr bekannt, wobei das verschlossene Rohr etwa bis in die Mitte einer Schwelschichthöhe hineinreicht. Dadurch soll eine aufgelockerte Beschickung und ein gleichmäßiges Nachsinken des Brennstoffes erreicht werden. Bekannt ist auch ein kombinierter Kessel zur zentralen Erzeugung von Warmluft und Wasser, bei welchem an einen Feuerraum zwei voneinander getrennte Rauchgasabzüge angeschlossen sind. Bei diesem bekannten Kessel ist der Kesselmantel von einer Heizfläche zur Erwärmung von Luft und einer weiteren Heizfläche zur Erwärmung von Wasser konzentrisch umgeben. Auf der Außenseite des eigentlichen Kesselmaniels wird Rauchgas von oben nach unten mittels entsprechender Heizflächen bzw. daran entlanggeführt.

Bei einem anderen Heizungskessel für einerseits Lufterwärmung und andererseits Wassererwärmung ist der Kesselmante! lediglich von einem Mantel für Lufterwärmung umgeben. Darüber ninaus sind in den Kesselmantel Rohrschlangen für das zu erwärmende Wasser eingesetzt, die zu einem außerhalb des Kesselmantels angeordneten Warmwasserbehälter führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Heizungskessel der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, der sich durch seine Anpassungsfähigkeit an verschiedene Heizungssysteme ebenso wie durch einfache und kostensparende Luftkondilionierung und ggf. kondenswass' rfreie Wassererwärmung unter Berücksichtigung einer kompakten und schmutzfrei arbeitenden Bauweise auszeichnet.

Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, daß in dem Rauchgaskanal mit Lintrittsstutzen versehene Luftrohre angeordnet sind, in denen mit Abstand Wasserrohre vorgesehen sind.

Diese Maßnahmen der Erfindung haben zunächst einmal /ur Folge, daß der Heizungskessel sowohl für eine Luftheizung, als auch für eine kombinierte Luft-Warmwasserheizung eingesetzt werden kann. Durch die extreme Vergrößerung der Heizflächen infolge der mehrmaligen Umlenkung der Rauchgase innerhalb des Heizungskessels wird eine optimale Wärmeübertragung erreicht. Dadurch kann die Abzugstemperatur der Rauchgase am Kamin bis auf Raumtemperatur reduziert werden, ohne daß Kondenswasser- oder SäuredampfbÜdung auftreten, Dieser überraschende Effekt ist auf die mehrfache Heizflächenvergrößerung üfid Rauchgasumlenkung zurückzuführen, so daß auch eine beachtliche Brennstoffefsparnis erreicht wird. Die zwischen dem Kesselmantel und der Brennkammer^ hülse angeordneten Luftrohre dienen nicht nur zur

Lufterwärmung sondern auch zur Wassererwärmung, weil in diesen Luftrohren Wasserrohre für die Warmwasserversorgung angeordnet sind, wobei infolge des zwischen den Wasserrohren und Luftrohren vorgesehenen Zwischenraumes eine indirekte Erwärmung des Wassers ohne jede Bildung von Kondenswasser erreicht wird.

Außerdem erhält das erwärmte Wasser gleichsam nach dem Thermosiphonprinzip Auftrieb, so daß Zirkulation ohne zusätzliche Förderpumpe gewährleistet ist. Gleiches gilt für die Luftrohre, weiche an Frischluftstutzen angeschlossen sind und folglich aufsteigende Warmluft erzeugen, die als erwärmte Frischluft zusätzlich den zu beheizenden Räumen zugeführt, ggf. mit Raumluft vermischt werden kann. Durch die Zufuhr frischer erwärmter Außenluft und folglich der ständigen Erneuerung der Warmluft in den beheizten Räumen wird ein gesundheitsförderndes Heizungsaystem mit erhöhtem Wohlbehagen verwirklicht.

Diese Art des Ansaugens frischer Außenluft infolge des in den beheizten Luftrohren entstehenden Auftriebs kann praktisch bei sämtlich zu bauenden bzv. bereits bestehenden Sammelheizungen dadurch angewandt werden, daß in Verbindung mit den Heizkörpern Luftrohre mit Frischluftanschluß verlegt werden, in welchen die Luft durch die Heizkörper erwärmt wird und frische Außenluft nachsaugt sowie in erwärmtem Zustand der warmen Raumluft beigemischt wird. Insoweit wird eine Frischluft-Zufuhr verwirklicht und eine Luftkonditionierung erreicht, weiche besonders einfach und kostensparend ist.

Weitere erfindungsv/esentliche Merkmale sind im folgenden aufgeführt. So ist in der Brennkammerhülse über dem Umlenkboden ein Wassererhitzer angeordnet. Dieser Wassererhitzer kann mit den Wasserrohren in den Luftrohren in Verbindung stehen. Er wird von den abziehenden Rauchgasen umspült, wodurch die Rauchgase ihre restliche Wärmemenge an den Wassererhitzer abgeben und dann über den Abgasstutzen den Heizungskessel mit sehr niedriger Temperatur verlassen, die unter Raumtemperatur liegen kann.

Der Wassererhitzer weist zweckmäßigerweise einen Wasserbehälter mit Wasserzulauf und Wasserablauf auf. der mit Abstand von einem von Rauchgas umströmten geschlossenen Heizmantel umgeben ist, so daß auch in diesem Fall Kondenswasser- und Säuredampfbildung ausgeschlossen sind. Der Wasserbehälter und der Heizmantel können an der Kesseldecke befestigt sein, um ein besonders effektives Umspülen zu erreichen.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit selbständiger Bedeutung ist vorgesehen, daß die Brennkammerhülse als Hohlzylinder mit im Abstand umgebendem geschlossenen Zylindermantel ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform können der Hohlzylinder und der ihn umgebende Zylindermantel einen zentralen Warmwasserbehälter ersetzen. Diese Konstruktion kann als eine reine Warmwasserheizung verwirklicht werden, kombiniert mit einem Warmluft-Warmwassersystem, zur Versorgung einerseits der zu beheizenden Räume mit warmer Frischluft, andererseits für die Warmwasserversorgung vom Bad, Küche usw. Auch in diesem Fall dient der Zylindermantel zur Verhinderung von Kondenswasser- Und SäuredampfbiU dung. Um eine möglichst niedrige Bauweise zu verwirklichen, sind zweckmäßigerweise in dem Zylindermantel bzw. Hohlcylinder ein oder mehrere weitere Hohlzylinder mit umgebendem Zylindermantel angeordnet. — Die Ringraume zwischen den Luft- und Wasserrohren, bzw. zwischen den Zylindermänteln und Hohlzylindern sind vorzugsweise mit Luft oder andere.i wärmeleitfähigen Medien gefüllt und weisen Ein- und Austrittsstutzen auf, so daß stets eine indirekte Beheizung unter Vermeidung der Bildung von Kondenswasser oder Säureangriff erreicht wird.

Ferner empfiehlt die Erfindung, daß der Umlenkboden auf dem äußeren Hohlzylinder bzw. Zylindermantel angeordnet ist.

Endlich sieht die Erfindung vor, daß der Hohlzylinder .als doppelwandiger Behälter mit nahezu geschlossenem C-Querschnitt ausgebildet ist und die verbleibende C-Öffnung einen sich über die Höhe des Zylindermantels erstreckenden Durchtrittsspalt bildet, und daß in dem Hohlzylinder ein innerer umfangsseitig geschlossener Zylindermantel angeordnet ist.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß ein Heizungskessel für eine Heizungsanlage verwirklicht wiH, der sich durch seine Anpassungsfähigkeit an verschiedene Heizungssysteme wie Luftheizung, Warmwassei neizung und kombinierte Luft-Warmwasserheizung bzw. Warmwasserversorgung auszeichnet. Hinzu kommt daC der erfindungsgemäße Heizungskessel mit opvimalem Wirkungsgrdd bei besonders niedrigem Brennstoffverbrauch arbeitet, weil eine besonders gute Wärmeübertragung aufgrund seiner Einbauten und der dadurch erreichten Vergrößerung der Heizoberflächen und Verlängerung und Verlängerung de/ Rauchgaswege gewährleistet ist. Darüber hinaus zeichnet sich der erfindrngsgemäße Heizungskessel durch kompakte und weitgehend wartungsfreie Bauweise aus. Außerdem werden schmutzfreies Arbeiten bei niedrigen Temperaturen und erhöh ι· Lebensdauer durch Vermeidung von Kondenswasser- und Säuredampfbildung erreicht. Nachträglicher Einbau in bereits bestehende Heizungsanlagen wie Sammelheizungen od. dgl. ist unschwer möglich. Der erfindungsgemäße Heizungskessel arbeitet auch gesundheitsfördernd und vermittelt Wohlbehagen, weil automatisch die Zufuhr von frischer erwärmter Außenluft erfolgt und dadurch in den zu beheizenden Räumen ein schwacher Überdruck entsteht, welcher Zug im Bereich der Fenster verhindert.

Die Erfindung wirr¹ anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F ι g. 1 einen Heizungskessel in schematischem Vertikalschnitt,

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Heizungskessel nach F i g. 1 gemäß L;nie A-A,

Fig. 3 eine andere Ausführungsform des Heizungs kesseis nach F i g. 1 im Vertikalschnitt,

F i g. 4 einen Querschnitt gemäß der Linie B-B durch den Heizungskessel nach F i g. 3.

F i g. 5 eine abgewandelte Ausführungsiorm des Gegenstandes nach F i g. 3 im Querschnitt.

In den Figuren ist ein Heizungskessel für eine Heizanlage o. dgl. —lit Brennkammer 1, als Heizflächen ausgebildetem Kesselmantel 2 und Abgasstutzen 3 dargestellt, Oberhalb der Brennkammer i ist eine Brennkammerhülse 4 in den Kesselmantcl 2 eingesetzt. Die Brehnkammerhülse 4 bildet mit dem Kesselmantel 2 einen Rauchgaskanal 5 und endet unterhalb der Kesseldicke 6 mit d»im Abgasstutzen 3 unter Bildung eines Austrittsstutzens 7. Im oberen Bereich der Brennkammerhülse 4 ist ein Umlenkboden 8 eingesetzt.

Dadurch werden die von der Brennkammer 1 in die Brennkammerhülse 4 aufsteigenden Rauchgase nach unten umgelenkt Und bestreichen die Innenwand bis zum unteren Hülsenende 9. Dort werden die Rauchgase in den Rauchgaskanal 5 nach oben umgelenkt Und bestreichen die Innenwand des Kesselmanlels 2. Schließlich werden die Rauchgase oben von der Kesseidecke 6 umgelenkt und gelangen Über den Austrittsstutzen 7 zuhi Abgasstutzen 3. in den Rauchgaskanal 5 können als Frischluftführung ausgebildete Luftrohre 10 zur Lufterwärmung mit Eintrittsstutzen ti und Austrittsstutzen 23 sowie in die Luftrohre 10 mit vorgegebenem Abstand Wasserrohre 12 für indirekte Wassererwärmung eingesetzt sein. Die Luftrohre 10 werden von den aufsteigenden Rauchgasen umspült und stellen eine erhebliche Vergrößerung der Heizoberäfläche dar. In den Luftrohren 10 steigt die von den Rauchgasen erwärmte Luft unter Nachsaugen von Frischluft hoch. Insoweit wird also ein Auftriebseffekt erreicht. Die Brennkammerhülse 4 bildet mit dem Umlenkboden 8 eine gegen die Kesseldecke 6 offene Tasse. In die Tasse kann ein Wassererhitzer 13 eingesetzt sein. Der Wassererhitzer 13 weist einen Wasserbehälter 14 mit Wasserzulauf 15 und Wasserablauf 16 auf, wobei der Wasserbehälter 14 mit vorgegebenem Abstand von einem von Rauchgas umspülten geschlossenen Heizmantel 17 umgeben ist. Der Wasserablauf kann mit den in den Luftrohren 10 verlegten Wasserrohren 12 in Verbindung stehen. Der Wasserbehälter 14 und der Heizmantel 17 sind in die Tasse hängend an die Kesseldecke 6 angeschlossen. Die Brennkammerhülse 4 ist als zylindrischer Schacht ausgeführt.

Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die Brennkammerhülse 4 als Hohlzyiinder 18 mit einem in vorgegebenem Abstand umgebenden geschlossenen Zylindermantel 19 ausgebildet. In den Zylindermantel können ein oder mehrere weitere Hohlzylinder 20 mit umgebendem Zylindermantel 21 angeordnet sein. — Die Ringräumc 22 zwischen den Luftrohren 10 und Wasserrohren 12 sowie Zwischen den Zylindermänteln 19, 21 Und Hohlzylindcrn 18, 20 sind mit Luft oder anderen wärmeleitfähigen Medien gefüllt. Sie ermöglichen einerseits indirekte Erwärmung von Luft und Wasser, andererseits verhindern sie Kondenswasser- und Säuredärnpfbildung. Auf den äußeren Hohlzylinder 18 bzw. ^mantel 19 ist der Umlenkboden 8

ίο angeordnet.

Die Rauchgasführung ist durch Pfeile angedeutet.
Nach einer anderen abgewandelten Ausführungsform des Heizungskessels ist der Hohlzylinder 18 als doppelwandiger Behälter mit nahezu geschlossenem

C-Querschnitt ausgebildet. Die verbleibende C-Öffnung bildet einen sich über die Höhe des Zylindermantels erstreckenden Durchtrittsspalt 30 für das zu erwärmende Wasser. In den doppelwandigen Hohlzylinder 18 ist ein weiterer innerer umfangsseitig geschlossener Zylindermantel 31 eingesetzt. Bei dieser Ausführungsform tritt das zu erwärmende Wasser im Untenbereich ein, strömt beidseitig zwischen dem äußeren Zylindermantel und dem doppelwandigen Hohlzylinder 18 zum Durchtrittsspalt 30 und von dort beidseitig zwischen dem doppelwandigen Hohlzylinder 18 und dem inneren Zylindermantel 31 nach oben zurück. Schließlich strömt das erwärmte Wasser im Kesseloberbereich aus. Die Wassers'römung ist in Fig.5 durch Pfeile angedeutet. Das gleiche gilt für den Wassereintritt 32 und den Wasseraustrilt 33. Auf diese Weise wird erreicht, daß das Wasser im kältesten Kesselbereich eintritt und im heißesten Kesselbereich austritt Dadurch entspricht die steigende Temperatur der Heizoberflächen der verschiedenen Hohlzylinder bzw. Zylindermäntel der steigenden Wassertemperatur bei gleichzeitiger Verlängerung des Weges des zu erwärmenden Wassers in einem thermisch parallel arbeilenden Kesselsystem.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Heizungskessel mit einem Wassermantel und einer Brennkammer, über der eine im Abstand angeordnete, einen Rauchgaskanal bildende Brennkammerhüise vorgesehen ist, die im oberen Bereich einen Umlenkboden aufweist, wobei der Rauchgaskanal unterhalb der Kesseldecke über Durchtrittsspaite mit einem Abgasstutzen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Rauchgaskanal (5) mit Eintrittsstutzen (11) versehene Luftröhre (10) angeordnet sind, in denen mit Abstand Wasserrohre (12) vorgesehen sind.

2. Heizungskessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Brennkammerhülse (4) über dem Umlenkboden (8) ein Wassererhitzer (13) angeordnet ist.

3. Heizungskessel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wassererhitzer (13) einen Wasserbehälter (14) mit Wasserzulauf (15) und Wasserabl&ü' (16) aufweist, der mit Abstand von einem von Rauchgas umströmten geschlossenen Heizmantel (17) umgeben ist.

4. Heizungskessel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserbehälter (14) und der Heizmantel (17) an der Kesseldecke (6) befestigt sind.

5. Heizungskessel nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammerhülse (4) als Hohlzylinder (18) mit im Abstand umgebenden geschlossenen Zylindermantel (19) ausgebildet ist.

6. Heizung-.kessel nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zylindermantel (19) bzw. Hohlzylinder (18) ein ouer mehrere weitere Hohlzylinder (20) mit umgebendem Zylindermantel (21) angeordnet sind.

7. Heizungskessel nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringräume (22) zwischen den Luftrohren (10) und Wasserrohren (12) b/w. zwischen den Zylindermänteln (19, 21) und Hohl/ylindern (18, 20) mit Luft oder anderen wärmeleitfähigen Medien gefüllt sind und Ein· und Austrittsstutzen (11,23) aufweisen.

8. Heizungskessel nach Anspruch 1,3 sowie 5 bis 7. dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenkboden (8) auf dem äußeren Hohlzylinder (18) bzw. Zylindermantel (19) angeordnet ist.

9. Heizungskessel nach Anspruch 1. 3. 5 und 8. dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlzylinder (18) als doppelwandiger Behälter mit nahezu geschlossenem C-Querschnitt ausgebildet ist und die verbleibende C-Öffnung einen sich über die Höhe des Zylindermantels erstreckenden Durchlri'.isspail (30) bildet und daß in dem Hohlzylinder (18) ein innerer umfangsseitig geschlossener Zylindermantel (31) angeordnet ist.