DE2821050C2 - Heating boilers with heat storage for solid fuels - Google Patents

Heating boilers with heat storage for solid fuels

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Description

Die Erfindung betrifft einen Heizungskessel gemäß dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs.The invention relates to a heating boiler according to the preamble of the first claim.

Bei einem bekannten Heizungskessel dieser Art (CH-PS 2 80 393) ist eine Brennkammer für feste Brennstoffe von wassergefüllten Wärmespeicherbehältern umgeben, die ihrerseits außen thermisch isoliert sind und durch die Brennkammer aufgeheizt und auf der Speichertemperatur gehalten werden. Mit dieser Heizanlage wird erreicht, daß täglich nur während einiger Stunden das Feuer in der Brennkammer aufrechterhalten werden muß und die übrige Zeit die Wärme aus dem Wärmespeicher entnommen werden kann. Von Nachteil ist dabei, daß eigene Lagerstätten für die Brennstoffe vorhanden sein müssen und jeden Tag aufs Neue das Feuer entfacht sowie aufrechterhalten werden muß, ganz abgesehen von der jeweils vorausgehenden Entfernung der Asche. Dabei sind für eine automatische Befeuerung mit festen Brennstoffen erhebliche maschinelle Einrichtungen erforderlich.In a known heating boiler of this type (CH-PS 2 80 393) is a combustion chamber for solid Fuels are surrounded by water-filled heat storage tanks, which in turn thermally insulate them from the outside and are heated by the combustion chamber and kept at the storage temperature. With this heating system it is achieved that only during a few days Hours the fire must be maintained in the combustion chamber and the rest of the time the heat from the Heat storage can be removed. The disadvantage here is that separate storage facilities for the Fuels must be available and the fire lit and maintained every day must, quite apart from the previous removal of the ashes. These are for an automatic Firing with solid fuels requires considerable mechanical equipment.

Es ist auch eine Heizungsanlage mit einem Wärmespeicher zum Ausgleich von Schwankungen des Wärmeverbrauchs bekannt (DE-AS 1040 732). Dort wird im bevorrateten öl, das dem Brenner eines Heizkessels zugeführt wird, Wärme gespeichert Das öl wird dabei über den Heizkessel und Wärmeübertrager auf eine Temperatur aufgeheizt, die wenig über der Temperatur des Wassers im Raumheizungskreislauf liegt. Reicht hierbei die Heizleistung des Heizkessels während auftretender Spitzenbelastungen nicht aus, dann wird das Wasser des Raumheizungskreislaufs über weitere Wärmeübertrager in den wärmeisolierten Ölbehälter geführt und entnimmt daraus zusätzliche Wärme. Die Ölbehälter bilden somit sekundäre Wärmespeicher, zu deren Aufheizung der Heizkessel und die Wärmeübertrager erforderlich sind. Neben diesem Aufwand muß außerdem der Heizkessel in einem Raum untergebracht sein, der von der Lagerstätte des Öls abgetrennt ist.It is also a heating system with a heat accumulator to compensate for fluctuations in the Heat consumption known (DE-AS 1040 732). There is one in the oil stored in the burner Boiler is supplied, heat is stored. The oil is thereby via the boiler and heat exchanger heated to a temperature slightly above the temperature of the water in the space heating circuit lies. If the heating output of the boiler is insufficient during peak loads, then the water of the space heating circuit is passed through further heat exchangers into the heat-insulated Out oil tank and extracts additional heat from it. The oil tanks thus form secondary ones Heat accumulators, which require the boiler and heat exchangers to heat up. Next to This effort must also be housed the boiler in a room that is separated from the oil reservoir.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Heizungskessel gemäß dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs zu schaffen, der nach dem einmaligen Anfeuern während einer Heiz- bz*. Betriebsperiode nur noch eine Steuerung der Zuluft erfordert, wobei gleichzeitig der gesamte Brennstoff der Heiz- bzw. Betriebsperiode gespeichert wird.The invention is based on the object, a heating boiler according to the preamble of the first To create a claim that after the one-time firing during a heating bz *. Operating period only still requires control of the supply air, whereby at the same time all of the fuel is used for heating or cooling. Operating period is saved.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale desThis object is achieved according to the invention by the characterizing features of ersten Patentanspruchs.first claim.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist somit ein Heizungskessel geschaffen, der unter Verwendung fester Brennstoffe ohne Zuhilfenahme von automatisch gesteuerten Förder- und BeschickungseinrichtungenThe configuration according to the invention is thus A heating boiler was created that uses solid fuel without the aid of automatically controlled conveying and loading devices einen Betrieb über eine ganze Heizperiode ermöglicht Dabei dient der Brennstoff nicht nur als kalter Energiespeicher zur Wärmeerzeugung, sondern auch zur Wärmespeicherung in seiner Masse, wobei die Wärmeerzeugung primär in dieser Masse erfolgtenables operation over an entire heating season The fuel not only serves as a cold energy store for generating heat, but also for heat storage in its mass, the heat generation primarily taking place in this mass Dadurch ist jederzeit verzögerungsfrei Wärme z. B. über Wärmeübertrager entnehmbar und die Neuerzeugung von Wärme schnell durchzuführen, weil der Brennstoff bereits die für den Abbrand erforderliche Temperatur aufweist; es braucht nur Zuluft inAs a result, heat z. B. Can be removed via heat exchangers and the new generation of heat can be carried out quickly because of the Fuel is already at the temperature required for combustion; it just needs supply air in entsprechender Menge zugeführt zu werden. Ein Heizungskessel dieser Art benötigt keine zusätzlichen Bunker für den Brennstoff und ist ferner auf Grund seiner Betriebseigenschaften als Zweit-oder Hilfsheizanlage im Verbundbetrieb mit einer Wärmepumpeto be supplied in the appropriate amount. A heating boiler of this type does not need any additional ones Bunker for the fuel and is also due to its operating properties as a second or auxiliary heating system in connection with a heat pump geeignet die besonders bei Außentemperaturen von weniger als 20C nicht mehr mit vertretbarem Wirkungsgrad arbeitet derartige Außentemperaturen aber oft nur kurzzeitig unterschritten werden. Dabei können die trotz der Wärmeisolierung der Brennkammer und durchsuitable which, particularly at outside temperatures of less than 2 ° C., no longer works with acceptable efficiency, but often only falls below such outside temperatures for a short time. Despite the thermal insulation of the combustion chamber and through die Abgase entstehenden Wärmemengen noch mittels entsprechend angeordneter Wärmetauscher durch die Wärmepumpe genutzt werden.the heat generated by the exhaust gases still by means of appropriately arranged heat exchangers through the Heat pump can be used.

Für den Wärmebedarf eines Einfamilienhauses reichen über die Heizperiode etwa 21 FestbrennstoffAbout 21 solid fuels are sufficient for the heat demand of a single-family house over the heating season aus, wenn z. B. mit einer Wärmepumpe im Bivalent-Alternativbetrieb geheizt wird.off if z. B. is heated with a heat pump in bivalent alternative operation.

Ein Brennstoffbehälter für dies« Menge ist auch in einem kleinen Keller gut unterzubringen. Das Abbrennverhalten dieser Menge ist beherrschbar, es ist zunächstA fuel container for this amount is also in to accommodate well in a small cellar. The burning behavior of this amount is manageable, it is initially jedoch einfacher, entgaste Brennstoffe, d. h. Kokse, einzusetzen. Prinzipiell kann natürlich auch mit nichtentgasten Brennstoffen gearbeitet werden, das Hochheizen des Behälters ist dann jedoch verbrennungstechnisch schwieriger.but simpler, degassed fuels, d. H. Coke. In principle, you can of course also with Non-degassed fuels are used, but the heating of the container is then more difficult from a combustion point of view.

Zum Anbrennen des Behälters wird an einer Stelle, z. B. mittels Heißluftzünder, ein Glutkern gebildet und durch Einblasen von Luft über den gesamten Behälter ausgeweitet Dabei wird die entstehende Wärme zunächst vorzugsweise zum Aufheizen des BehältersTo burn the container is at one point, for. B. by means of hot air igniter, a glow core formed and by blowing air over the entire container, the resulting heat is expanded initially preferably to heat the container selbst verwendet Die Temperatur des gesamten Brennstoffinhaltes soll dabei in den Grenzen 650° C (Zündgrenze) und 900° C (d. h. unterhalb der Entgasungstemperatur des Kokses) liegen. Der Brennstoff und/oder auch Ascheinhalt desself used The temperature of the whole The fuel content should be within the limits of 650 ° C (ignition limit) and 900 ° C (i.e. below the degassing temperature of the coke). The fuel and / or ash content of the Behälters bildet nun eine Wärmespeicherkapazität; im genannten Temperaturbereich kann nun Wärme, ζ. Β. über entsprechende Wärmetauscher, entnommen werden. Zum Beispiel also kann im genannten Fall der Behälter über Luftzufuhr auf 9000C hochgefahren undThe container now forms a heat storage capacity; in the temperature range mentioned, heat, ζ. Β. via appropriate heat exchangers. For example, in the case mentioned, the container can be raised to 900 ° C. via an air supply Wärme bei Luftabschluß solange entnommen werden, bis die Wiederzündtemperatur von 650° C erreicht ist. Diese Temperaturintervalle können jedoch auch beliebig klein gehalten werden.In the absence of air, heat can be removed until the reignition temperature of 650 ° C is reached. However, these temperature intervals can also be kept as small as desired.

Im Gegensatz zu allen bisher bekannten Abbrandverfahren wird hier also nicht laufend Brennstoff zugefördert, sondern einem Brennstoffbehälter, welcher den für eine längere Heizperiode erforderlichen Brennstoff enthält, nach Wärmebedarf Luft zugeführt.In contrast to all previously known burn-up processes, fuel is not continuously used here funded, but a fuel tank, which is required for a longer heating season Contains fuel, air supplied according to heat demand.

Da ein solcher Brennstoffbehälter vorzugsweise als Heizungskessel in einer zentralen Heizungs- und/oder Brauchwasseranlage eingesetzt wird, d. h. seine Wärme nicht am Aufstellungsort abgeben soll muß er thermisch isoliert werden.Since such a fuel tank is preferably used as a heating boiler in a central heating and / or Domestic water system is used, d. H. its warmth should not be handed over at the place of installation, it must be thermally insulated.

Es stellt also der sich gesamt in einem nach außen thermisch isolierten Brennstoffbehälter befindliche Brennstoff die Wärmespeicherkapazität der Anlage dar; die Speichertemperatur wird über den Abbrand des Brennstoffes erreicht und aufrechterhalten.So it represents the total located in an externally thermally insulated fuel container Fuel represents the heat storage capacity of the system; the storage tank temperature is determined by the burn-up of the Fuel achieved and maintained.

In Weiterbildung der Erfindung ist es zweckmäßig, die Abbrandtemperatur im Brennraum auf 650 bis 900° zu halten. Dabei werden zweckmäßigerweise zwei Warmluftumwälzsysteme angeordnet, die zur Beaufschlagung von Wärmetauschern für einen sekundären Heiz- und/oder Brauchwasserumlauf dienen. Die Zuführung der Verbrennungsluft erfolgt dabei über Gebläse, die gleichzeitig die Luftzuführung zu den Wärmetauschern durchführen.In a further development of the invention, it is expedient to set the combustion temperature in the combustion chamber to 650 to 900 ° to keep. In this case, two warm air circulation systems are expediently arranged for the application of heat exchangers for secondary heating and / or hot water circulation. The feed The combustion air takes place via a fan, which simultaneously supplies the air to the heat exchangers carry out.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing.

Der Behälter 1 ist mit Festbrennstoff 2 gefüllt und mit einer Isolierung 3 umgeben. Eine Anbrennvorrichtung 4 ermöglicht die ZUndung, ein Strömungskanal 5 enthält ein Gebläse 6 und ggf. eine Drosselklappe 7. Das umgewälzte Heizgas strömt über einen unteren Sammler 8 und einen oberen Sammier 9 nach dem Brennstoffbehälter 1, der z. B. als Ringkanal ausgebildet sein kann.The container 1 is filled with solid fuel 2 and surrounded by insulation 3. A burning device 4 enables the ignition, a flow channel 5 contains a fan 6 and possibly a throttle valve 7 circulated heating gas flows through a lower collector 8 and an upper collector 9 after Fuel tank 1, the z. B. designed as an annular channel can be.

Eir zweiter Strömungskanal 10 enthält einen Wärmetauscher 11 und analog zum ersten Strömungskanal 5 ebenfalls Gebläse 6 und eine Drosselklappe 7. A second flow channel 10 contains a heat exchanger 11 and, analogously to the first flow channel 5, also a fan 6 and a throttle valve 7.

Die Zuluftklappen 12 sind saugseitig angeordnet, können jedoch auch in der Zone des oberen Sammlers 9 liegen.The supply air flaps 12 are arranged on the suction side, but can also be in the zone of the upper collector 9 lie.

Die Abgasführung erfolgt über ein Abgasrohr 13. über einen Nachverbrenner 14 mit Frischluftbeimischung 15, sowie über den Abgaswärmetauscher 16 in einen entsprechenden Kamin.The exhaust gas is routed through an exhaust pipe 13 via an afterburner 14 with admixture of fresh air 15, and via the exhaust gas heat exchanger 16 in a corresponding chimney.

Ein Brennstoffbehälter der geschilderten Art bietet abernoch weitere Vorteile:A fuel container of the type described offers other advantages:

Einmal treten aufgrund der geringen Strömungsgeschwindigkeiten in den Brennzonen nur geringe Staubemissionen auf, der Abbrennvorgang verläuft, da der gesamte Brennstoff in einem verbrennungstechnisch optimalen Temperaturbereich gehalten wird, mit sehr hohem Wirkungsgrad; die Verbrennung erfolgt vollständig.On the one hand, due to the low flow velocities in the combustion zones, only small ones occur Dust emissions, the burning process takes place, because the entire fuel in a combustion engine optimal temperature range is maintained, with very high efficiency; the incineration takes place Completely.

Der Bedienungskomfort einer solchen Anlage ist der einer automatischen öl- oder Gasheizung gleichwertig, da in der Betriebszeit keine Bedienung oder Wartung erforderlich ist.The ease of use of such a system is equivalent to that of an automatic oil or gas heating system, since no operation or maintenance is required during the operating time.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Heizungskessel mit Wärmespeicher für feste Brennstoffe, mit einer Brennkammer und mit einem thermisch isolierten Wärmespeicher sowie einer Steuerung für die Verbrennungsluft, wobei der Abbrand zur Erhitzung des Wärmespeichers und/ oder Aufrechterhaltung der Speichertemperatur dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer (1) mit einer Isolierung (3) versehen ist und gleichzeitig als Behälter für den Brennstoffvorrat (2) einer Heiz- bzw. Betriebsperiode dient, und daß der Brennstoffvorrat (2) als Wärmespeicher ausgebildet ist.1. Heating boiler with heat storage for solid fuels, with one combustion chamber and with one thermally insulated heat storage and a control for the combustion air, the Burn-off to heat the storage tank and / or maintain the storage tank temperature serves, characterized in that the combustion chamber (1) is provided with insulation (3) and at the same time serves as a container for the fuel supply (2) for a heating or operating period, and that the fuel supply (2) is designed as a heat store. 2. Heizungskessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebstemperaturen zwischen 650 und 9000C liegen.2. Heating boiler according to claim 1, characterized in that the operating temperatures are between 650 and 900 ° C. 3. Heizungskessel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Strömungskanäle (5, 10) vorgesehen sind, in denen Wärmetauscher (U, 16) für Heiz- und/oder Brauchwasser angeordnet sind.3. Heating boiler according to claim 1 or 2, characterized in that at least two flow channels (5, 10) are provided in which heat exchangers (U, 16) are arranged for heating and / or service water. 4. Heizungskessel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungsluft über Gebläse (6) und/oder steuerbare Klappen (7) zuführbar ist4. Heating boiler according to claim 1 to 3, characterized in that the combustion air over Fan (6) and / or controllable flaps (7) can be supplied
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CH280393A (en) * 1950-02-21 1952-01-31 Strack Albert Air heater with heat storage.
DE1040732B (en) * 1955-12-29 1958-10-09 Friedrich Hagans Heating system with a heat storage tank to compensate for fluctuations in heat consumption

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