DE2921530C2

DE2921530C2 - Heating boiler with a heating water jacket

Info

Publication number: DE2921530C2
Application number: DE2921530A
Authority: DE
Inventors: Ludwig 8761 Mönchberg Kraemer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-05-28
Filing date: 1979-05-28
Publication date: 1982-04-29
Also published as: DE2921530A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizkesselanlage der im Oberbegriff von Anspruch 1 erläuterten Art.The invention relates to a boiler system of the type explained in the preamble of claim 1.

Aus der DE-OS 27 50 889 ist eine Heizkesselanlage bekannt, bei dem die beiden Teilabschnitte des Wärmetauschers für das Erhitzen des Brauchwassers als in Reihe geschaltete Rohrschlangen ausgebildet sind, wobei der erste Teilabschnitt im Abgaskanal verläuft und der zweite Teilabschnitt als Schraubenrohr um den Abgaskanal gelegt ist. Der Zufluß dieses Wärmetauschersystems ist über ein Sicherheitsventil mit einem Zwischenspeicher verbunden; der Abfluß mündet über eine Pumpe und ein Zwischenventil entweder direkt über ein weiteres Absperrventil in das Brauchwasser-Leitungsnetz oder wieder zurück in die Zwischenspeicher. Die Kaltwasserzufuhr erfolgt entweder direkt über eine Sicherheitsgruppe und einen Schieber in den Brauchwasser-Behälter oder über eine Abzweigung vor dem Schieber über ein weiteres Ventil in den Zwischenspeicher und von da ab, wieder über ein Durchgangsventil, hinter dem Schieber zurück in die Kaltwasser-Leitung. Eine derartige Anlage wird durch die Vielzahl in Abhängigkeit voneinander zu schaltender Regel- und Absperrarmaturen, das verzweigte Netz der Verbindungsrohre und durch den Zwischenspeicher außerordentlich aufwendig. Sie kommt daher aus wirtschaftlichen Gründen weder für die Erstausrüstung, noch erst recht für eine nachträgliche Ausrüstung einer bestehenden Heizanlage in Frage. Eine nachträgliche Ausstattung ist auch desha!' wenig sinnvoll, da bestehende Heizanlagen mit einer Warmwasserkapazität gemäß Bedarf konzipiert sind. Mit der bekanntenFrom DE-OS 27 50 889 a boiler system is known in which the two sections of the Heat exchangers for heating the domestic water are designed as serially connected pipe coils, wherein the first section runs in the exhaust duct and the second section as a screw pipe around the Exhaust duct is laid. The inflow of this heat exchanger system is via a safety valve with a Buffer connected; the drain opens either directly via a pump and an intermediate valve Via another shut-off valve in the domestic water pipe network or back in the intermediate storage. The cold water supply takes place either directly via a safety group and a slide in the Domestic water tank or via a branch in front of the slider via another valve into the Intermediate storage and from there, again via a through valve, behind the slide back into the Cold water pipe. Such a system is to be switched depending on one another due to the large number Control and shut-off valves, the branched network of connecting pipes and through the intermediate storage extremely complex. Therefore, for economic reasons, it is not used for the original equipment, even more so for retrofitting an existing heating system. A subsequent one Equipment is also desha! ' makes little sense, since existing heating systems with a hot water capacity are designed as needed. With the known

ίο Anlage wird ein zweiter Warmwasserkreis geschaffen, der nur unter einer bestimmten Temperaturgrenze mit dem Brauchwasserbehälter verbunden wird. Die Abgaswärme wird deshalb vorrangig zur Erwärmung der an sich nicht zusätzlich benötigten Warr-vasserkapazität im Zwischenspeicher verwendet. Außerdem ist die Ausnützung der Abwärme der Rauchgase nicht optimal, da der Wärmeübergang von der Außenwand des Rauchgaskanals auf den schraubenrohrförmigen zweiten Teilabschnitt des Wärmetauschers schlecht ist.ίο A second hot water circuit is created in the system, which is only connected to the domestic water tank below a certain temperature limit. The exhaust heat is therefore primarily used to heat the warr-water capacity that is not additionally required used in the cache. In addition, the utilization of the waste heat from the flue gases is not optimal, because the heat transfer from the outer wall of the flue gas duct to the helical second Section of the heat exchanger is bad.

Aus dem DE-GM 19 47 249 und den CH-PS 1 84 820 und 1 81 751 ist es weiterhin bekannt, den Abgaskanal mit einem rohrförmigen Behälter zu umschließen. Das DE-GM 19 47 249 zeigt eine Heizkesselanlage mit einem Heizkessel, dessen Brennkammer ein besonders kleiner Heizwasser-Speicherraum zugeordnet ist, der durch den rohrförmigen Behälter auf normales Volumen ergänzt wird. Dem Heizkessel ist kein Brauchwasser-Behälter zugeordnet; vielmehr ist in dem rohrförmigen Behälter eine Rohrspirale angeordnet, die einen Durchlaßerhitzer für das Brauchwassersystem bildet. Die Wärme für das Brauchwasser wird demnach dem eigentlichen Heizkreislauf entzogen. Die Heizanlage nach der CH-PS 181 751 ist im Prinzip ähnlich aufgebaut. Auch hier ist die Nutzung der Abwärme zur Erwärmung von Brauchwasser nur im Durchlauferhitzerprinzip möglich. Während der Heizperiode treten Abgastemperaturen von normalerweise 200 bis 300⁰C auf, die das in den Rohrschlangen befindliche Brauchwasser kontinuierlich erhitzen. In normalen Haushaltungen wird jedoch nur zu bestimmten Zeiten Warmwasser gezapft. In Verbrauchsspitzenzeiten ist es demnach möglich, daß der Verbraucher nicht genügend aufgeheiztes Wasser erhält, während in Zeiten geringen Verbrauchs die Gefahr besteht, daß sich das Brauchwasser überhitzt und den Verbraucher gefährdet. Eine optimale, kontinuierliche Nutzung der Abgaswärme ist demnach mit den Brauchwasser-Erhitzern nach dem Durchlaßprinzip nicht möglich. In der CH-PS 1 84 820 ist eine im Inneren des Abgaskanals liegende Wärmetauscherschlange vorgesehen, die entweder mit dem rohrförmigen Behältern in Verbindung steht, der mit dem zu erhitzenden Brauchwasser gefüllt ist, oder die mit einem zweiten, durch den Brauchwasser gefüllten Behälter gelegten Rohrschlange ein abgeschlossenes System bildet. Abgesehen davon, daß eine derartige, als Ofenaufsatz ausgebildete Einrichtung nur zum Erwärmen kleinerer Mengen Brauchwasser dienen kann, besteht auch hier keinerlei Überhitzungsschutz.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heizkesselanlage so auszugestalten, daß die Abgaswärme mit einfachen baulichen Mitteln optimal ausgenutzt werden kann.From DE-GM 19 47 249 and CH-PS 1 84 820 and 1 81 751 it is also known to enclose the exhaust duct with a tubular container. DE-GM 19 47 249 shows a boiler system with a boiler, the combustion chamber of which is assigned a particularly small heating water storage space, which is supplemented to normal volume by the tubular container. No domestic water tank is assigned to the boiler; rather, a pipe spiral is arranged in the tubular container, which forms a flow heater for the domestic water system. The heat for the domestic water is therefore withdrawn from the actual heating circuit. The heating system according to CH-PS 181 751 has a similar structure in principle. Here, too, the waste heat can only be used to heat domestic water using the instantaneous water heater principle. During the heating period, flue gas temperatures of normally 200 to 300 ⁰ C occur, which continuously heat the service water in the pipe coils. In normal households, however, hot water is only drawn at certain times. In peak consumption times it is therefore possible that the consumer does not receive enough heated water, while in times of low consumption there is a risk that the domestic water will overheat and endanger the consumer. An optimal, continuous use of the exhaust gas heat is therefore not possible with the domestic water heaters based on the permeability principle. In CH-PS 1 84 820 a heat exchanger coil located inside the exhaust gas duct is provided, which is either connected to the tubular container that is filled with the service water to be heated, or the pipe coil placed with a second tank filled with service water forms a closed system. Apart from the fact that such a device, designed as a furnace attachment, can only be used to heat small quantities of service water, there is no protection against overheating here either.
The invention is based on the object of designing a boiler system in such a way that the exhaust gas heat can be optimally used with simple structural means.

Die Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.The object is achieved by the invention specified in claim 1.

Durch die einfache und wenig aufwendige Konstruktion eignet sich die Erfindung nicht nur sehr gut als einfache Ergänzung einer neu zu errichtenden Heizkesselanlage, sondern besonders auch zum nachträglichenDue to the simple and inexpensive construction, the invention is not only very well suited as a simple addition to a new boiler system to be built, but also especially for a subsequent installation

Einbau in bereits stehende, konventionelle Heizanlagen. Da die aus der Abgaswärme gewonnene Energie über ein Heizwasser zum Vorwärmen des in den Brauchwasserbehälter zufließenden Kaltwassers benutzt wird, wird eine optimale Ausnutzung der Abgaswärme auch bei diskontinuierlichem Verbrauch gewährleistet. Durch die Verbindung des rohrförmigen Behälters mit dem Heizwassermantel des Heizkessels wird weiterhin eine Überhitzung wirksam vermieden.Installation in existing, conventional heating systems. Since the energy obtained from the exhaust gas heat over a heating water is used to preheat the cold water flowing into the domestic water tank, an optimal utilization of the exhaust gas heat is guaranteed even with discontinuous consumption. By the connection of the tubular container with the heating water jacket of the boiler will continue to be one Overheating effectively avoided.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen ι ο Gedankens sind aus den Unteransprüchen 2 bis 5 ersichtlich.Advantageous refinements of the concept according to the invention can be found in subclaims 2 to 5 evident.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Heizkessels wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.An embodiment of a boiler according to the invention is described below with reference to the drawing explained in more detail.

Ein konventioneller Heizkessel 1 enthält eine Brennkammer 2 mit einem Brenner 21, einen Heizwassermantel 3 für Heizwasser, einen Brauchwasserspeicher 4 mit einer Kaltwasserzuleitung 5 und einen Abfluß 6. Aus der Brennkammer 2 führt ein Abgaskanal 7 in einen Kamin 8. Um den Abgaskanal 7 ist zwischen dem Heizkessel 1 und dem Kamin 8 ein rohrförmiger Behälter 9 angeordnet, der den Abgaskanal 7 zumindest auf einem Teil seiner Länge vollständig umschließt und mit Heizwasser gefüllt ist. Der rohrförmige Behälter 9 ist durch zwei Rohrleitungen 10 und 11 mit dem Heizwassermantel 3 für Heizwasser im Heizkessel 1 verbunden.A conventional boiler 1 contains a combustion chamber 2 with a burner 21, a heating water jacket 3 for heating water, a domestic water tank 4 with a cold water supply line 5 and a drain 6. From the combustion chamber 2, an exhaust duct 7 leads into a chimney 8. To the exhaust duct 7 is between the Boiler 1 and the chimney 8, a tubular container 9 is arranged, the exhaust gas duct 7 at least is completely enclosed over part of its length and filled with heating water. The tubular container 9 is through two pipes 10 and 11 with the heating water jacket 3 for heating water in boiler 1 tied together.

Im Abgaskanal 7 ist ein erster Wärmetauscher 12, der aus einer handelsüblichen Rohrschlange mit Rippen bzw. Lamellen bestehen kann, so angeordnet, daß das in ihm fließende Wasser im Gegenstrom aufgeheizt wird. Der Wärmetauscher 12 ist mit dem rohrförmigen Behälter 9 durch einen Zufluß 13 und einen Abfluß 14 verbunden. Im Zufluß 13, der vom unteren Teil des rohrförmigen Behälters 9 wegführt, ist eine langsam laufende Pumpe 15 eingeschaltet, die für einen stetigen Kreislauf des Wassers aus dem rohrförmigen Behälter 9 über den Zufluß 13 in den Wärmetauscher 12 und über den Abfluß 14 in den oberen Teil des rohrförmigen Behälters 9 zurück sorgt. Der Zufluß 13 und der Abfluß 14 des Wärmetauschers 12 liegen auf der Kaminseite des rohrförmigen Behälters 9.In the exhaust duct 7 is a first heat exchanger 12, the can consist of a commercially available coil with ribs or fins, arranged so that the in flowing water is heated in countercurrent. The heat exchanger 12 is tubular with the Container 9 connected by an inlet 13 and an outlet 14. In tributary 13, which runs from the lower part of the tubular container 9 leads away, a slow-running pump 15 is switched on, which for a steady Circulation of the water from the tubular container 9 via the inflow 13 into the heat exchanger 12 and over the drain 14 in the upper part of the tubular container 9 provides back. The inflow 13 and the outflow 14 of the heat exchanger 12 lie on the chimney side of the tubular container 9.

Im rohrförmigen Behälter 9 befindet sich oberhalb des Abgaskanals 7 ein zweiter, aus einer handelsüblichen Rohrschlange bestehender Wärmetauscher 16, der in die Kaltwasserzuleitung 5 zum Brauchwasserspeicher 4 eingefügt ist. Zu- und Abfluß bei diesem Wärmetauscher 16 erfolgen auf der Kesselseite des rohrförmigen Behälters 9.In the tubular container 9 is located above the exhaust duct 7, a second, from a commercially available one Coiled tube of existing heat exchanger 16, which is in the cold water supply line 5 to the hot water storage tank 4 is inserted. Inflow and outflow in this heat exchanger 16 take place on the boiler side of the tubular Container 9.

Bei Betrieb des Kessels streichen die heißen Rauchgase aus der Brennkammer 2 über die Innenseite des Abgaskanales 7 und über die Außenseite des Wärmetauschers 12 und erwärmen das im Wärmetauscher 12 und an der Außenseite des Abgaskanals 7 befindliche Wasser. Durch die Pumpe 15 und durch Wärmeströmungen wird dafür gesorgt, daß dieses aufgeheizte Wasser an den Wärmetauscher 16 gelangt, wo es das kalt einfließende Brauchwasser vorwärmt.When the boiler is in operation, the hot flue gases from the combustion chamber 2 sweep over the inside of the exhaust duct 7 and on the outside of the heat exchanger 12 and heat the in the heat exchanger 12 and on the outside of the exhaust duct 7 water. Through the pump 15 and through Heat flows ensure that this heated water reaches the heat exchanger 16, where it preheats the cold incoming hot water.

In die Rohrleitung 10, die vom oberen Teil des rohrförmigen Behälters 9 wegführt, ist eine Pumpe 17, und in die Rohrleitung 11, die in den unteren Teil des rohrförmigen Behälters 9 mündet, ein Ventil 18 eingeschaltet. Im rohrförmigen Behälter 9 befindet sich ein Thermostat 19. Wenn die Temperatur des Heizwassers im rohrförmigen Behälter 9 die Temperatur des Heizwassers im Heizwassermantel 3 des Heizkessels 1 übersteigt, gibt der Thermostat 19, damit das Wasser im rohrförmigen Behälter 9 nicht zum Kochen kommt, ein Signal an die Pumpe 17 und das Ventil 18. Das Ventil 18 öffnet sich und die Pumpe 17 wälzt das Heizwasser aus dem rohrförmigen Behälter 9 und dem Heizwassermantel 3 um, und sorgt somit für einen Temperaturausgleich.In the pipeline 10, which leads away from the upper part of the tubular container 9, is a pump 17, and in the pipe 11, which in the lower part of the tubular container 9 opens, a valve 18 switched on. In the tubular container 9 is located a thermostat 19. When the temperature of the heating water in the tubular container 9 the temperature of the heating water in the heating water jacket 3 of the boiler 1 exceeds the thermostat 19, so that the water in the tubular container 9 does not come to a boil, a signal to the pump 17 and that Valve 18. The valve 18 opens and the pump 17 circulates the heating water out of the tubular container 9 and the heating water jacket 3, and thus ensures temperature equalization.

Im Abgaskanal 7 ist zwischen dem rohrförmigen Behälter 9 und dem Kamin 8 eine Rauchgasklappe 20 angeordnet, die entweder direkt durch die Brennerschaltung oder durch den sich verändernden Zug im Abgaskanal 7 zwangsgesteuert wird. Da sich die Rauchgasklappe 20 mit dem Abschalten des Brenners 21 bzw. mit dem damit verbundenen verringerten Zug im Abgaskanal 7 schließt, kann die gespeicherte Wärme nicht durch den Kamin 8 entweichen und steht somit zum Vorwärmen des Brauchwassers zur Verfügung.A flue gas flap 20 is located in the exhaust gas duct 7 between the tubular container 9 and the chimney 8 arranged, either directly by the burner circuit or by the changing train in the Exhaust duct 7 is positively controlled. Since the flue gas flap 20 is switched off when the burner 21 or closes with the associated reduced train in the exhaust gas duct 7, the stored heat do not escape through the chimney 8 and is therefore available for preheating the domestic water.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Boiler with a heating water jacket in which a combustion chamber is arranged, a service water container with a cold water supply line around which the heating water flows, an exhaust gas duct on which a heat exchanger is provided for heating the service water, the first section of which is in the exhaust gas duct and the second Part;.
are arranged around the exhaust duct, characterized in that the second section of the heat exchanger is designed as a tubular container (9) surrounding the exhaust duct (7) and is connected to the first section (12) that the tubular container (9) over two pipes (10, 11) are connected to the heating water jacket (3) and that a second heat exchanger (16) is arranged in the tubular container (9) and is connected to the cold water supply line (5).

2. Boiler according to claim 1, characterized in that a circulating pump in the pipeline (10) (17) and in the pipeline (11) a valve (18) is arranged, both of which have a thermostat (19) can be regulated as a function of the water temperature in the tubular container (9).

3. Boiler according to claim 1 and 2, characterized in that in the exhaust gas duct (7) between a flue gas flap (20) is arranged in the tubular container (9) and the chimney (8).

4. Boiler according to claim 1 to 3, characterized in that in the connecting line (13, 14) a circulation pump (15) between the two sections (9, 12) of the first heat exchanger is arranged.

5. Boiler according to claim 1 to 4, characterized in that the second heat exchanger (16) is arranged above the exhaust duct (7), and that the connecting line (14) between the two subsections (9, 12) of the first heat exchanger above the exhaust gas duct (7) on the tubular Container (9) is provided.