DE2925793A1 - Kesselsystem - Google Patents

Kesselsystem

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DE2925793A1
DE2925793A1 DE19792925793 DE2925793A DE2925793A1 DE 2925793 A1 DE2925793 A1 DE 2925793A1 DE 19792925793 DE19792925793 DE 19792925793 DE 2925793 A DE2925793 A DE 2925793A DE 2925793 A1 DE2925793 A1 DE 2925793A1
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/48—Water heaters for central heating incorporating heaters for domestic water
    • F24H1/52—Water heaters for central heating incorporating heaters for domestic water incorporating heat exchangers for domestic water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/22—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating
    • F24H1/40—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water tube or tubes
    • F24H1/43—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water tube or tubes helically or spirally coiled

Description

DIPL.-PHYS. F. ENDLICH oermering 26. uuiii.awpnq« PATENTANWALT £ί?£373ύ TELEFON MÜNCHEN 84 36 38
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B-4664-
Boston Gas Products, Inc. Boston, Massachusetts, USA
Kesselsystem
Die Erfindung betrifft Kesselsysteme, insbesondere solche von massiger Grosse, die sich besonders zur Verwendung in Wohnungsgebieten zur Lieferung von Heisswasser für Heizzwecke und häusliche Wasserzwecke eignen.
Kesselsysteme erhitzen ein Fluid, für gewöhnlich Wasser, für den nachfolgenden Gebrauch zum Heizen, Reinigen usw. Bisher waren Kesselsysteme in typischer V/eise von voluminösem Aufbau, von begrenzter Wirksamkeit und nicht häufig geräuschvoll. Es wurden mit unterschiedlichem Erfolg Versuche zur Verbesserung dieser Systeme unternoEHen.
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Kesselsysteme mit Heizelementabschnitten kompakter Auslegung sind z. B. bekannt durch die US-PS 3 630 175, 3 701 340, 3 704 748, 3 706 303 4 055 152. Diese Kessel sind so ausgebildet, dass eine wesentliche Anzahl ihrer Bestandteile speziell für sie hergestellt werden muss, was ihre Kosten stark erhöht. Ferner sind sie so aufgebaut, dass sehr viel Handarbeit beim Zusammenbau während der Fertigung erforderlich ist, was auch zur Kostenerhöhung bei der Herstellung wie auch bei der Wartung und Reparatur beiträgt.
Der Fortschritt auf dem Gebiet der kompakten Eausheizsysteme war bisher gering. Beispiele vorgeschlagener Konstruktionen umfassen die US-PS 2 904 014, 3 773 019, 3 800 747· Es mangelte jedoch im allgemeinen an einer wirksamen Auslegung des gesamten Systems bezüglich eines minimalen Bauvolumens und eines hohen WärmeWirkungsgrads.
Eine Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Kesselsystems, das kompakt, wirkungsvoll, sauber brennt und billig in der Herstellung ist, und das sich insbesondere für den Gebrauch bei Wohnungen eignet.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines kompakten, wirkungsvollen und ruhigen Kesselsystems, das Heizwasser und Haus-Heisswasser liefert.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Kesselsystems mit niedrigen Wärmeverlusten im Bereitschaftsbetrieb, das gegenüber dem Korrosionsangriff durch kondensierte Verbrennungsprodukte widerstandsfähig ist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Kesselsystems mit niedriger Wärmekapazität, das nicht zu einem schnellen Hin- und Herpendeln zwischen dem Einschalten und Ausschalten neigt.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Lieferung grosser Kengen von Haus-Heisswasser durch einen wirkungsvolleren
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Gebrauch einer zu Verfügung stehenden Wärmeübergangsfläche.
Die Lösung dieser Aufgaben erfolgt erfindungsgemäss durch den Gegenstand des Anspruchs 1, 5 bzw. 8.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäss ist eine Brennkammer durch eine Hauptheizschlange von begrenztem Fluidfassungsvermögen gebildet, die einen Flammenhalter umgibt und mit wärmeisolierenden Endkappen an den gegenüberliegenden Enden der Schlange versehen ist, wobei sich der Flammenhalter durch eine der Endkappen erstreckt. Die Brennkammer ist in einem im allgemeiner! zylindrischen Gehäuse eingeschlossen, wobei der Raum zwischen dem Gehäuse und der Hauptheizschlange einen Kanal zum Sammeln von abgekühlten Abgasprodukten bildet.
Die Hauptheizschlange wird gebildet durch zwei senkrecht angeordnete Zufuhr- und Entleerungsammelrohre und durch mehrere mehrfach gewundene Schlangenabschnitte, die sich zwischen den jeweiligen Sammelrohren erstrecken. Die Schlangenabschnitte bilden eine im> allgemeinen zylindrische Einfassung, deren Innenraum als Brennkammer für einen Brenner dient. An beiden Enden der Hauptheizschlange befinden sich wärmefeste isolierende Endkappen, die als Wärmeisolierung dienen und das Entweichen von heissen Verbrennungsgasen um die Hauptheizschlange verhindern. Ein zentral angeordneter und im wesentlichen zylindrischer Flammenhalter tritt durch ein Loch in einer der Endkappen hindurch und verteilt die flammenförmigen Verbrennungsprodukte im wesentlich gleichmässig längs der Achse der Hauptheizschlange und bewirkt, dass die Verbrennungsprodukte dann im allgemeinen radial durch die Hauptheizschlange strömen.
Die Hauptheizschlange ist von einem im allgemeinen zylindrischen Gehäuse umgeben, in dem der Ringraum zwischen dem Ge-
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häuse und der Hauptheizschlange als Samnaelraum für die die Hauptheizschlange verlassenden abgekühlten Verbrennungsprodukte dient. Ein Ende des Gehäuses enthält Durchtritte für die Zufuhr- und Entleerungssammelrohre und für den zentralen Flammenhalter. Es ist auch eine Auslassöffnung für die Entleerung der abgekühlten Verbrennungsprodukte vorgesehen.
Diese Konstruktion liefert eine hervorragend wirtschaftliche Herstellung, da die Hauptheizschlange aus nur den Hauptheizübergangsflachen selbst aufgebaut ist, einschliesslich ziemlich billiger und leicht erhältlicher Zufuhr- und Entleerungssammelrohre, an die die Hauptheizschlange durch Hartlöten oder Schweissen leicht anschliessbar ist. Die Sammelrohre dienen als Einlass- und Auslassverteiler und als Konstruktionsträger für die Hauptheizschlangen selbst. Somit sind gesonderte Verteiler für die Hauptheizschlange nicht erforderlich und wird zusätzlich die Tragkonstruktion für den Hauptbrenner stark vereinfacht. Da ferner die Hauptheizschlangen den Hauptteil des Brennkammergehäuses bilden, ist das Erfordernis für hitzefestes Material vermindert, wobei das einzige derartige benötigte Material aus den isolierenden Endkappen besteht. Dies vermindert die Kosten der Isolierung für das Heizelement, da die isolierenden Endkappen aus verhältnismässig billigem faserhaltigen Isoliermaterial hergestellt werden können, das lediglich zwischen der Hauptheizschlange und dem Aussengehäuse für die untere Endkappe zusammengedrückt und das an der Schlange für die obere Endkappe befestigt wird.
Vie oben angegeben, ist die Hauptheizschlange innerhalb des Gehäuses durch ihre Zufuhr- und Entleerungssammelrohre gehalten. Diese können an ihren entsprechenden Durchdringungsstellen hart verlötet oder verschweisst sein oder können unter Anwendung geschraubter oder flanschförmiger Anschlüsse lösbar befestigt sein. Derartige Befestigungen legen die Hauptheizschlange und deren isolierende Endkappen gegenüber dem äusseren Gehäuse zwangsläufig fest, ohne dass irgendein
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zusätzlicher konstruktiver Träger nötig ist. Diese Merkmale ergeben eine äusserst wirtschaftliche und dauerhafte Konstruktion, die einen wirkungsvollen Wärmeaustausch innerhalb einer kompakten Einfassung umgibt.
Die Konstruktion erreicht auch das Ziel einer gleichmässigen Verteilung der flammenförmigen Verbrennungsprodukte innerhalb der Brennkammer sowie auch eine gleichmassige Verweildauer dieser Produkte von der Zeit der Verbrennung bis zur Zeit der Abkühlung innerhalb der Hauptheizschlange. Dies ist von grosser Bedeutung, da die Bildung gewisser schädlicher Verunreinigungen, insbesondere Kohlenmonoxid und Stickoxide, bei einem gegebenen Brennkammervolumen vermindert wird, wenn die Verweildauer aller Verbrennungsprodukte gleichmässiger gemacht wird. In ähnlicher Weise erzeugt die symmetrische Anordnung der Hauptheizschlange gegenüber dem Flammenhalter eine gleichmässigere Geschwindigkeit der Verbrennungsprodukte durch die Hauptheizschlange, wodurch ein sehr wirkungsvoller Wärmeübergang für eine gegebene Wärmeaustauschschlange erzielt wird.
Die Hauptheizschlange ist mit einem begrenzten Fluidfassungsvermögen ausgebildet. Bei der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform liegt dieses Fassungsvermögen in der Grössenordnung von 1,14 bis 1,70 Liter Fluid. Dies ergibt verschiedene Vorteile. Das begrenzte Fassungsvermögen der Hauptheizschlange gewährleistet, dass sie schnell auf die Temperatur gebracht wird, über der eine Kondensation der Verbrennungsprodukte nicht mehr stattfindet. Da die kondensierten Verbrennungsprodukte im allgemeinen hochkorrosiv sind, begrenzt dies die Zeitdauer, in der derartige kondensierte Produkte in Berührung mit der Hauptheizschlange sind, wodurch die Schlangenkorrosion begrenzt wird. Da ferner die Hauptheizschlange mit dem Abgasschacht in Verbindung steht, begrenzt das begrenzte Fluidfassungsvermögen der Hauptheizschlange den Wärmeverlust zum Abgasschacht hinauf durch Luftkonvektion über der Hauptheizschlange, wenn der Kessel nicht
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geheizt wird, was den Betriebswirkungsgrad verbessert.
Der geheizte Kesselabschnitt ist unmittelbar über einem Übergangskessel von weitaus grösserem Fassungsvermögen (z. B. 68 1) angebracht, wobei die Zufuhr- und Entleerungssamelrohre der Hauptheizschlange in den Übergangskessel münden. Der Übergangskessel ist seinerseits unmittelbar an einen Hausheizkreislauf angeschlossen, der eine herkömmliche Fussbodenheizung oder eine Wärmeaustauscheinheit für ein Heissluftsystem mit Zwangsumlauf enthalten kann.
Der Übergangskessel hat eine langgestreckte Nebenschlange, die sich senkrecht in seinem Innenraum erstreckt und in das Kesselwasser eingetaucht ist. Ein Ende der Nebenschlange ist mit einer Kaltwassereinlassleitung verbunden, während das andere Ende mit den Haus-Heisswasserverteilungsleitungen verbunden ist und zu letzteren Wasser liefert, das indirekt durch Wärmeübergang vom Kesselwasser erhitzt ist. Das Entleerungssammelrohr, das erhitztes Fluid von der Hauptheizschlange zum Übergangskessel liefert, entleert das erhitzte Wasser durch den Innenraum des durch die Nebenheizschlange gebildeten Kreislaufs. Dies erzeugt eine Umlaufströmung über der Rohrleitung dieser Schlange und fördert einen schnellen Wärmeübergang vom frisch erhitzten Wasser zur Haus-Heisswasserzufuhr, so dass die letztere bei Bedarf schnell auf ihre gewünschte Temperatur gebracht wird.
Die Erfindung betrifft kurz zusammengefasst ein wirksames kompaktes Kesselsystem, das Heizwasser zum Erhitzen eines abgeschlossenen Raums, etwa einer Wohnung, und Haus-Heisswasser für Wasch- und ähnliche Zwecke liefert und eine innerhalb einer Brennkammer gelegene Hauptheizschlange von begrenztem Fluidfassungsvermögen enthält. Die Hauptheizschlange liefert erhitztes Wasser zu einem Speicherkessel mit grösserem Fassungsvermögen, der sich unmittelbar unter dem Hauptkessel befindet und mit diesem über Sammelrohre verbunden ist, die ihrerseits einen Verteiler bilden, in den die Hauptheiz-
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schlange mündet. Der Speicherkessel verteilt das erhitzte Wasser durch das Heizsystem. Eine langgestreckte Nebenheizschlange im Speicherkessel erhitzt die Haus-Heisswasserzufuhr durch Wärmeübergang vom Kesselwasser. Das Rücklaufsammelrohr entleert -das erhitzte Wasser unmittelbar in den inneren Kreislauf der Nebenheizschlange zum schnellen Erhitzen des Haus-Heisswassers, wenn der Brenner eingeschaltet ist.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt:
Fig. 1 einen senkrechten Schnitt einer bevorzugten Ausführungsform der. Erfindung;
Fig. 2 eine Schrägansicht des geheizten Kesselabschnitts von Fig. 1.
Das Kesselsystem der Erfindung besteht aus einem oben angeordneten Hauptkessel 10, der über Sammelrohre 14, 16 mit einem Nebenkessel 12 in Verbindung steht. Eine Umwälzpumpe 20 fördert unter Druck stehendes Fluid vom Nebenkessel 12 zum Hauptkessel 10, wobei ein Rückschlagventil 18 einen Rückstrom von Fluid zwischen den Kesseln während der Wartedauer oder abgeschalteten Dauer verhindert. Kupplungen 23, 25 ermöglichen ein Abkuppeln der oberen Abschnitte der Satnmelrohre 14, 16 von ihren unteren Abschnitten. Eine Verkleidung 22 uraschliesst die Kessel, wobei ein erster Satz von Rohren 24, 26 die Verkleidung 22 und den Nebenkessel durchdringt zur Umwälzung von Wasser durch das Heizsystem, etwa durch Radiatoren, während ein zweiter Satz von Rohren 28, 30 die Verkleidung 22 und den Nebenkessel 12 durchdringt zur Lieferung von Haus-Heisswasser zum Kochen, Waschen und für andere Zwecke.
Der Hauptkessel 10 enthält eine Brennkammer 40, die durch eine Hauptheiz.schlange 42 aus einer verripten Rohrleitung (die Rippen sind nicht dargestellt)gebildet wird, die einen
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Flammenhalter 44 mit einer geschlossenen Endfläche umgibt. Durch einen äusseren Schacht 49 eingezogene Luft strömt durch eine Samraelkammer 51 und von dort aus durch eine Leitung 53 zu einem Gebläse 46. Das Gas wird zum Gebläse vorzugsweise durch einen nichtgezeigten Nulldruckregler geliefert, wobei das Gebläse das resultierende Luft-Gasgemisch zum Flammenhalter 44 zur dortigen Verbrennung liefert, wo es durch um den Umfang des Flammenhalters verteilte Löcher 48 austritt. Eine obere Endkappe 50 und eine untere Endkappe 52, die jeweils aus einem feuerfesten oder einem anderen flammenbeständigen und wärmeisolierenden Material bestehen, dichten die Brennkammer 40 so ab, dass die Verbrennungsprodukte aus dieser Kammer durch die Zwischenräume der Kippen der Schlangenelemente der Hauptheisschlange 42 nach aussen gelangen. Diese Verbrennungsprodukte werden gesammelt im Ringraum 54 zwischen der Aussenfläche der Hauptheizschlange 42 und der Innenfläche eines im allgemeinen zylindrischen, die Hauptheiζschlange 42 umgebenden Gehäuses 56. Der Ringraum 54 steht unmittelbar mit einer Auslassöffnung 58 in Verbindung, die durch eine über das Gehäuse 56 passen- f de kaminförmige Kappe 60 gebildet ist. Die innerhalb des j äusseren Schachts 59 angeordnete Auslassöffnung 58 liefert ί eine thermisch ausgeglichene Konstruktion, die die Luft- \ zirkulation durch den Schacht 49 bei ausgeschaltetem Brenner begrenzt. Dies trägt zur Betriebswirksamkext des Systems j bei.
Die Hauptheizschlange 42 enthält mehrere mehrfach gewunde Schlangen 62, die eng und parallel zueinander gepackt den Flammenhalter 44 umgeben und deren jeweilige Enden sich unmittelbar durch die Wände der entsprechenden Sammelrohre 14, 16 erstrecken zur Bildung einer Vielzahl von parallelen Fluidwegen zwischen den Sammelrohren. Zur Verbesserung des Wärmeübergangs sind die Schlangenabschnitte vorzugsweise aus einer einteilig verrippten Rohrleitung hergestellt. Das Fluid innerhalb diesen Schlangenabschnitten wird erhitzt,
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wenn es vom einen Sammelrohr zum anderen strömt. Die Schlangenabschnitte sind an ihren Schnittstellen durch Schweissen oder Hartlöten an den Sammelrohren befestigt und werden somit von diesen mechanisch gehalten. Dies vereinfacht den Konstruktion svorgang stark und beseitigt gesonderte und speziell ausgebildete Verteiler. Auf diese Weise können herkömmliche verfügbare Rohrleitungen nicht nur als Zufuhr- und Entleerungsleitungen, sondern auch als Fluidverteiler dienen, wodurch die Konstruktions- und Zusammenbaukosten stark verringert werden.
Das Gehäuse 56 trägt die untere isolierende Endkappe 52 und ist über Wandanschlüsse 63, 64 mit den Sammelrohren 14, 16 verbunden. Diese Anschlüsse befestigen das Gehäuse lösbar an den Sammelrohren und erleichtern eine enge Passung der unteren Endkappe an der Hauptheizschlange 42 zum Abschliessen der Unterseite der Brennkammer 40. Ferner erleichtern, die Wandanschlüsse 63» 64 die Reparatur oder Einstellung der Brennkammer 40 und deren Bestandteile während des Gebrauchs. Die Endkappe 50 ist lediglich auf den oberen Schlangenabschnitt der Hauptheizschlange 42 durch eine biegsame Presssitzklammer 66 aufgeschnappt, die an der Endkappe befestigt ist und über den oberen Schlangenabschnitt gleitet.
Die Konstruktion des beschriebenen Hauptkessels eignet sich für einen einfachen Formvorgang bezüglich der Hauptteile des Hauptkessels, etwa der Hauptheizschlange 42 und der Sammelrohre 14, 16. Ferner wird der Zusammenbau auf Grund dieser Konstruktion stark vereinfacht, was die Kosten des Kessels weiter vermindert.
Der Nebenkessel 12 enthält einen dünnwandigen Tank 70, in den die Sammelrohre 14, 16 führen. Eine nicht gezeigte etwa aus Glasfaser oder einem anderen Material bestehende Isolierung umgibt vorzugsweise den Febenkessel 12 innerhalb der Verkleidung 22 zur Herabsetzung von Wärmeverlusten. Eine in Rohren 28, 30 endende langgestreckte Schlange 72 ist in
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den Tank 70 eingetaucht und liefert Haus-Heisswasser durch Wärmeübergang vom Fluid innerhalb des Tanks 70. Das Sammelrohr 14, das das Entleerungs- oder Rücklaufsammeirohr vom Hauptkessel 10 ist, entleert seinen Inhalt unmittelbar in den Innenraum der. durch die Schlange 72 gebildeten Schleife. Die durch diese Entleerung in der Schleife verursachte Turbulenz erleichtert den Wärmeübergang zum Fluid innerhalb der Schleife 72 stark. Wenn somit der Brenner eingeschaltet ist und erhitztes Wasser in die Schlange entleert wird, wird das Haus-Heisswasser weitaus schneller auf die geforderte Temperatur gebracht als bei herkömmlichen Kesselsystemen.
Die gegenseitigen Proportionen und Abmessungen der Bestandteile des insoweit beschriebenen Systems hängen von den variierenden Anwendungen der Einheit ab und ändern sich ein wenig mit diesen. Für ein typisches Wohnungs- und Haus-Heisswassersystera kann die Hauptheizschlange 42 vorteilhaft aus einer einteilig verrippten Kupferrohrleitung gebildet werden bei einem Innendurchmesser von etwa 12,7 mm· uad einem (verrippten) Aussendurchmesser von 19 mm zur Bildung einer Schlange mit einem Innendurchmesser von 140 mm, einem Aussendurchmesser von 216 mm und einer Höhe von 152 mm. Eine derartige Schlange hat ein Fassungsvermögen von 1,14 bis 1,70 1 Wasser. Der Hauptkessel 12 hat vorzugsweise einen Gesamtdurchmesser von 381 mm, eine Höhe von 685 on und ein Fassungsvermögen von etwa 68 1. Die Schlange 72 ist vorzugsweise aus einer einteilig verrippten Kupferrohrleitung aufgebaut mit einem (verripptten) Aussendurchmesser von 22 mm und einer geraden Länge von 9»14 m.
Der Hauptheizkessel 12 ergibt einen Vorrat an Heisswasser für das Heiz- und Haus-Heisswassersystem und ergibt zusätzlich eine grosse thermische Masse, die ein übermässiges Aus- und Einschalten des Brenners 44 verhindert. Wenn die Temperatur des Fluids im Nebenkessel 12 unter die untere Abschaltgrenze fällt, wird der Hauptkessel 10 eingeschaltet und die Umwälzpumpe 20 in Betrieb gesetzt, wodurch Wasser
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vom Nebenkessel 12 über die Zufuhrrohrleitung 16, über die Hauptheizschlange 42 und von da aus nach dem Erhitzen über das Rücklauf- oder Entleerungssammelrohr 14 zurück zum Nebenkessel 12 umgewälzt wird. Während Intervallen, in denen der Hauptkessel 10 abgeschaltet ist, tritt ein Wärmeverlust in der Hauptheizschlange 42 auf, die unmittelbar mit der Auslassöffnung 58 verbunden ist. Jedoch ist das Fassungsvermögen der Hauptheizschlange beschränkt (1,14-1,70 1). Somit ist der Gesamtwärmeverlust hieraus im Gegensatz zu herkömmlichen Kesselsystemen stark vermindert. Auf Grund des beschränkten Fassungsvermögens der Hauptheizschlange wird sie schnell auf eine verhältnismässig hohe Temperatur über der Kondensationstemperatur der Verbrennungsprodukte gebracht, weshalb die Zeitdauer,.während Welcher diese Produkte an ihr wahrend des anfänglichen Aufheizens kondensieren, begrenzt ist. Dies erhöht die Kessellebensdauer stark. Das Fluidfassungsvermögen der Hauptheizschlange ist eine Funktion der Wärmezufuhr hierzu. Es wurde gefunden, dass ein Fluidfassungsvermögen von nicht weniger als 2,2? 1 je 25 200 kcal/h Wärmezufuhr zum Brenner am vorteilhaftesten ist zur Sieherstellung der Vorteile der Erfindung, wobei der Ausdruck "begrenztes Fluidfassungsvermögen" in diesem Zusammenhang zu verstehen ist. Bei der hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsform beträgt das Fassungsvermögen 1,70 1 je 31 500 kcal/h Wärmezufuhr.
Aus dem obigen ist ersichtlich, dass ein verbessertes Kesselsystem geschaffen wurde, das kompakt, wirksam und speziell angepasst ist an die Lieferung von Haus-Heissxtfasser und Heizwasser für Heizzwecke. Die Einheit eignet sich besonders für Wohnungsanwendungen, wo eine ruhige, kompakte und wirksame Einheit besonders erwünscht ist. Zusätzlich zur Lieferung hervorragender Übergangseigenschaften vermindert die Auslegung der Hauptheizschlange die die Verbrennung normalerweise begleitende Korrosion und auch die Wärmeverluste während der Abschaltzeiten des Brenners. Das System . trennt in- wirksamer Weise die variierenden Erfordernisse
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für die Hauptheizschlange und diejenigen des Heizkreislaufs und des Haus-Heisswasserkreislaufs, erhält jedoch das schnelle Ansprechen auf die Anforderung an Haus-Heisswasser aufrecht. Diese und weitere Merkmale des beschriebenen Systems ergeben einen durch Messungen bestätigten berechneten jahreszeitlichen Wirkungsgrad von 75-80 % und einen ungewöhnlich hohen Wirkungsgrad für Hausheiz- und Heisswassersysteme.
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Claims (1)

  1. DIPL.-PHYS. F. ENDLICH germering 26. Juni 19
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    TELEX: 52 I73O PATE
    B-4-664
    Boston Gas Products, Inc. Boston, Massachusetts, USA
    Patentansprüche
    Kesseisystem,
    gekennzei chnet ,
    durch.einen Hauptkessel (10) von begrenztem Fassungsvermögen für Fluid mit mehreren übereinandergestapelten Schlangen (62), die eine zum Erhitzen des Fluids in den Schlangen (62) dienende Wärmequelle (44) umgeben,
    durch einen Übergangskessel (12) zum Speichern einer wesentlich grösseren Menge an erhitztem Fluid, und
    durch erste und zweite Sammelrohre (14; 16), die mit dem Übergangskessel (12) verbunden und jeweils unmittelbar von den entsprechenden Enden der Schlangen (62) durchdrungen sind zur Bildung eines die Kessel (10, 12) verb^gn^n. Fluidkreislaufs-
    2. Kesselsystera nach Anspruch 1,
    gekennzeichnet
    durch eine langgestreckte Schlange (72), die im Übergangskessel (12) angeordnet und vom darin enthaltenen Fluid erhitzt wird,
    wobei ein erstes (14) der Sammelrohre (14, 16) erhitztes Fluid vom Häuptkessel (10) unmittelbar in den Innenraum der langgestreckten Schlange (72) entleert zur Verbesserung des Wärmeübergangs auf diese Schlange (72).
    3· Kesselsystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet
    durch ein dünnwandiges Gehäuse (56), das von den Sammelrohren (14, 16) durchdrungen und im wesentlichen von diesen getragen ist, das die Schlangen (62) des Hauptkessels (10) umgibt und das hierfür eine Sammelvorrichtung für die Abgasprodukte bildet,
    durch ein erstes feuerfestes Endstück (52), das die unterste der Schlangen (62) bedeckt und auf der Unterseite eines Gehäuses (56) aufliegt, und
    durch ein zweites feuerfestes Endstück (50), das auf der obersten der Schlangen (62) aufliegt und daran geklemmt ist.
    4. Kesselsystem nach Anspruch 3, gekennzeichnet
    durch erste und zweite WandanSchlüsse (63; 64) zum lösbaren Befestigen des Gehäuses (56) an den Schlangen (62).
    5. Kesselsystem zur Erzeugung von Haus-Heisswasser und Heizwasser,
    gekennzeichnet
    durch eine Brennkammer (40), bestehend aus einer hochintensiven Wärmequelle (44), aus einer Hauptheizschlange (42) von begrenztem Fassungsvermögen, die die
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    Wärmequelle (44) umgibt und hiervon Wärme aufnimmt, und aus oberen und unteren isolierenden Endkappen (50; 52), die die Hauptheizschlange (42) überdecken und hiermit eine geschlossene Brennkammer (40) bilden,
    durch einen Übergangskessel (12) mit wesentlich grösserem Fluidfassungsvermögen als dasjenige der Hauptheizschlange (42), der das von der Hauptheizschlange (42) aufgenommene erhitzte Wasser speichert und in den eine Nebenschlange (72) eingetaucht ist, die durch das im übergangskessel (12) befindliche Fluid erhitzt wird zur Lieferung von Haus-Heisswasser,
    durch ein erstes. Sammelrohr (16) zum Liefern von Fluid vom Übergangskessel (12) zur Hauptheizschlange (42) zur Erhitzung in diener, wobei ein Ende der Hauptheizschlange (42) die Wand des ersten Sammelrohrs (16) zur Fluidverbindung t4 ^mit unmittelbar durchdringt,
    durch ein zweites Sammelrohr (14) zum Zurückführen von erhitztem Fluid von der Hauptheizschlange (42) zum Übergangskessel (12), wobei das andere Ende der Hauptheizschlange (42) die Wand 3s zweiten Sammelrohrs (14) zur Fluidverbindung hiermit unmittelbar durchdringt, und
    durch eine Pumpe (20), die unter Druck stehendes Fluid durch die Sammelrohre (14, 16) und die Hauptheizschlange (42) umwälzt.
    6. Kesselsystem nach Anspruch 3 (5), dadurch gekennzeichnet,
    dass die Schlangenelemente zur Föderung des Wärmeübergangs mit einstückig hiermit verbundenen Rippen versehen sind.
    ?. Kesselsystem nach Anspruch 1 (5), dadurch gekennzeichnet,
    dass die Nebenschlange (72) eine eng gewickelte langgestreckte Schlange aus einer verrippten Rohrleitung
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    enthält, die sich von einem oberen Teil des Übergangskessels (12) zu einem unteren Teil hiervon erstreckt und in der das zweite Sammelrohr (14) angeordnet ist und erhitztes Wasser durch die innere Schleife der Nebenschlange (72) entleert zur Verbesserung des Wärmeübergangs in die Nebenschlange (72).
    8. Kesselsystem zur Erzeugung von Haus-Heisswasser und Heizwasser,
    gekennzeichnet
    durch einen ersten Kesselabschnitt mit einer hochintensiven Wärmequelle (44), mit einer Haupthexzschlange (42) von begrenztem Fassungsvermögen, die die Wärmequelle (44) umgibt und hiervon Wärme aufnimmt, und mit oberen und unteren isolierenden Endkappen (50; 52), die die Haupthexzschlange (42) überdecken und hiermit eine geschlossene Brennkammer (40) bilden,
    durch eine die obere Kammer tragende untere Kammer mit einem Übergangskessel (12) von wesentlich grösserem Fassungsvermögen als dasjenige der Haupthexzschlange (42) zum Speichern von hiervon aufgenommenem erhitztem Wasser für Hausheizzwecke, wobei in den Übergangskessel (12) eine Nebenschlange (72) eingetaucht ist, die vom Fluid im Übergangskessel (12) erhitzt wird zur Lieferung von Haus-Heisswasser,
    durch erste und zweite Sammelrohre (14; 16), die den Übergangskessel (12) und die Haupthexzschlange (42) verbinden zur Zirkulation von Fluid zwischen dem Übergangskessel (12) und der Haupthexzschlange (42) und
    durch eine Pumpe (20), die unter Druck stehendes Fluid durch die Sammelrohre (14, 16) umwälzt.
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DE19792925793 1978-06-26 1979-06-26 Kesselsystem Granted DE2925793A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/918,829 US4222350A (en) 1978-06-26 1978-06-26 Efficient heating and domestic hot water apparatus

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