DE3113417A1 - Heizungsanlage mit einer absorptionswaermepumpe und verfahren zu deren betrieb - Google Patents
Heizungsanlage mit einer absorptionswaermepumpe und verfahren zu deren betriebInfo
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Description
— 5 ~
RÜHRGAS AKTIENGESELLSCHAFT,, Essen
Heizungsanlage mit einer Absorptionswärmepumpe und Verfahren zu deren Betrieb
Die Erfindung betrifft eine Heizungsanlage mit einer gasbeheizten Absorptionswärmepumpe, deren Austreiber in der
Abgasführung des Gasbrenners angeordnet ist und deren Lösungs- bzw. Kältemittelkreislauf über Wärmetauscher mit dem
Heizungswasserkreislauf gekoppelt ist sowie ein Verfahren zum Betrieb der Heizungsanlage«
Die bisher bekannten gasbeheizten AbsorptionswärmepuFpen-Heizungsanlagen
- die systembedingt ohnehin niedrigere Leistungsziffern aufweisen, als Kompressionswärmepumpen-Heizungsanlagen
- nutzen aus folgenden Gründen die in Form von Brenngas gelieferte Energie nicht vollständig aus:
Zur Beheizung des Austreibers wurden bisher konventionelle Brenner, z. B. unterstöchiometrisch arbeitende Vormischbrenner,
eingesetzt, deren Wirkungsgrade - insbesondere deren Teillastwirkungsgrad
- nicht sehr hoch sind,, Das ist darin begründet, daß in die Brennkammer Sekundärluft in nicht
regelbaren Mengen gelangen kann» Dies wirkt sich insbesondere beim Teillastbetrieb dahingehend aus, daß die Luftzahl stark
ansteigt, d- h., die an der Verbrennung beteiligte Luftmenge
beträgt ζ ο B0 das 2 bis 3fache der für die Ver-
brennung notwendigen Luftmenge, was eine Verringerung der Flammen- bzw. Abgastemperatur und infolge dessen eine nicht
optimale Ausnutzung der zugeführten Energie zur Folge hat.
Der hohe Luftüberschuß hat den weiteren Nachteil, daß der Taupunkt der Abgase relativ niedrig ist. Deshalb ist eine
Gewinnung der Abgaswärme, insbesondere der Kondensationswärme des im Abgas enthaltenen Wasserdampfes, auf einem nutzbaren
Temperaturniveau nicht möglich.
Daher ist bisher in der Praxis die optimale Nutzung der Abgaswärme,
die grundsätzlich schon lange bekannt ist, noch nicht verwirklicht worden.
Der relativ hohe Schadstoffgehalt der Abgase, insbesondere
der hohe Stickstoffoxid-Anteil, ist ein weiterer Nachteil
der gebräuchlichen Brenner.
Die Beheizung sowohl von senkrecht stehenden als auch von waagerecht liegenden Äustreibern erfolgt bisher entweder
durch unterhalb des Austreiberbodens oder parallel zur Längsachse angebrachte Brenner»
Bei senkrecht stehenden Äustreibern wird das an Kältmittel reiche Lösungsmittel, die sog» reiche Lösung, in den oberen
Teil des Austreibers eingeleitet, von wo es nach unten fließt. Auf dem Weg durch den mittleren Teil nach unten
wird durch Beheizung Kältemitteldampf ausgetrieben, der nach oben im Gegenstrom zur reichen Lösung strömt. Das an
Kältemittel verarmte Lösungsmittel, die sog. arme Lösung, tritt im unteren Teil des Austreibers in eine Rohrleitung
ein, die zum Absorber führt. Es ist verfahrensmäßig am günstigsten, die zum Ausdampfen des Kältemittels notwendige
Wärme bevorzugt an den mittleren Austreiberbereich zu übertragen, in dem die Austreibung des Kältemittels zum Abschluß
gebracht werden soll, bevor die entstehende arme Lösung den Reaktionsraum verläßt.
-I-
■ ο -ι -ι ο /
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Die Beheizung des Austreiberbodens ist ungünstige weil
dabei die arme Lösung vor Eintritt in die Rohrleitung ,jiih
Absorber in unerwünschte Turbulenz gerät. Der untere 'λ'^
des Austreibers, in dem sich vorwiegend arme Lösung hofindet,
soll deshalb möglichst nicht direkt beheizt werd
Die Anbringung des Brenners unter dem Austreiber hat ώιη
weiteren Nachteil? daß dadurch die Bauhöhe eisa .austreibers
vergrößert wird»
Weiterhin ist bekannt? daß die Heizleistung einer Absorptionswärmepumpen-Heizungsanlage
bei sinkender Temperatur des
als Wärmequelle für den Wärmeaustausch mit eiern Verdampfer
dienenden Umgebungsmediums - insbesondere Außenluft ~ in
solchem Maße abnimmt? daß bei Unterschreit1*;'·, einer Gr en ε;-temperatur
- zo B. -5 C Luft temper a ta:.* - Cbsru Vi:irmepU5upen"
Betrieb nicht mehr wirtschaftlich iyt, aus diesem Grunde
wird meistens vorgeschlagen? unter solchen ärißunbedingungen
die Beheizung mit Hilfe eines konventioneilen Heizkessels, der zusätzlich bereitgestellt werden muß? vorzunehmen» Ss
sind zwar auch schon Absorptionswärmepumpen-Heizungsanlagen
bekannt, die durch zusätzliche Bauteile und Umschaltmaßnahmen im Wärmepumpenkreislauf eine Fahrweise im reinen
-Wärmetauscherbetrieb ermöglichen sollen? jedoch sind diese konstruktiv sehr aufwendig,
Aufgabe der Erfindung ist es? eine gattungsgemäße Heizungsanlage mit einer gasbeheizten Absorptionswärmepumpe
zu schaffen, mit der die in Form von Brenngeis aufgewendete Energie besser bzw„ vollständiger als bisher ausgenutzt wird,
d„ hu, die als Antrieb der Absorptionswärmepumpe dienende
Wärme soll mit hohem Wirkungsgrad erzeugt werden und auf optimale Weise auf den Wärmepumpenkreislauf einwirken, um die
BAD ORIGINAL
Aufheizung des Heizungswassers mit einer geringeren Brenngasmenge als entsprechende bekannte Heizungsanlagen sowohl
im Vollast- wie im Teillastbetrieb zu ermöglichen.
Darüber hinaus soll die Heizungsanlage einen großen Regelbereich besitzen und ohne komplizierte bzw. aufwendige Änderung
bzw. Umschaltung in den Umlaufsystemen für das Heizungswasser und die Stoffströme der Wärmepumpe in der
Lage sein, den Heizwärmebedarf auch bei tiefen Außentemperaturen zu decken. Insbesondere soll ein separater
Heizkessel für die zuletzt genannten Bedingungen überflüssig sein.
Die Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1 bis 12 genannten
Merkmale und Maßnahmen gelöst.
Die Erfindung lehrt zunächst,, zur Beheizung des Austreibers
der Absorptionswärmepumpe einen mit überstöchiometrischer Luftvormischung arbeitenden Gasbrenner zu verwenden, der
aus einer oder mehreren Gasdüsen, einem oder mehreren parallelen Mischrohren, einer sich anschließenden Mischkammer, einer aus gut
wärmeleitendem Material bestehende Brennerplatte und einer gegenüber Fremdluftsutritt geschlossenen Brennkammer besteht,
an die sich der in der Abgasführung angeordnete Austreiber derart anschließt, daß der Abstand zwischen Brennerplatte und
Austreiber weniger als 50 mm, vorzugsweise weniger als 30 mm, beträgt« Die Brennerplatte weist eine Vielzahl von über den
gesamten Brennerplattenquerschnitt verteilte Gemischdurch-
2 trittsöffnungen, mindestens vier öffnungen pro cm , sowie
eine Kühlschlange auf, die in den Strömungsweg für die reiche Lösung zwischen Absorber und Austreiber eingebunden ist.
Auf die Funktionsweise der Absorptionswärmepumpe wird nicht näher eingegangen, da diese als bekannt vorausgesetzt werden
kann und nicht Gegenstand dieser Erfindung ist.
-S-
Der im Hauptanspruch genannte außerordentlich geringe Abstand zwischen Brennerplatte und Austreiber sowie die sich
einstellende gleichmäßige Flammenfront über dem gesamten Breanerplrttenquerschnitt bewirken einen außerordentlich
guten Wärmeübergang auf den Austreiber. Weiterhin wird
dadurch bewirkt, daß sich die bei herkömmlicher Beheizung
aufgetretenen Strahlungsverluste des Brenners„
insbesondere durch die Brannkaaimerwände, stark vermindern»
Die Kühlschlange der Brennerplatte wird von der aus dem
Absorber kommenden reichen Lösung diirchströmt, die auf
diese Weise vor aera Eintritt in den Austreiber Wärme aufnimmt» Diese an der Brennerplatte aufgenommene Wärme wird
damit in den Antriebsteil der Absorptionswärmepumpe einbesogen und der effektive Wärmegewinn ist daher von einen der Heiszahl
der Absorptionswärmepumpe entsprechenden Faktor höher als die an der Brennerplatte aufgenommene Wärmemenge»
Dadurch, daß die Brennkammer nach außen hin geschlossen ist 0
do ho, daß in sie außer dem Gas nur eine durch die Brennerausbildung
bestimmte Luftiaenge eintreten und aus ihr das Abgas
austreten kann, ist ein sich auf den Wirkungsgrad negativ auswirkender unkontrollierter Fresidluftzutritt in die Brennkammer
nicht möglich» Die benötigte Verbrennungsluft kann entweder aus dem AufStellungsraum der Heizungsanlage oder, wenn
der Verdampfer der Wärmepumpe in einem Luftschacht angeordnet istρ an einer geeigneten Stelle aus diesem Luftschacht entnommen
werden» Die durch die Mischrohre zugeführte Verbrennungsluftmenge kann entsprechend der Brennerbelastung genau gesteuert
bzw» konstant gehalten werden„ 2» B0 mit Hilfe von im
■Luftweg angeordneten, in der noch nicht veröffentlichten deutsehen
Patentanmeldung P 30 18 752 „"1 genannten Mitteln» Das hat
einen guten Wirkungsgrad des Brenners im gesamten Arbeitsbereich,
insbesondere im Teillastbereich t zur Folge» Außerdem ist der
Regelbereich sehr groß? Die Belastung des Brenners kann bei-
- 10 - -
spielsweise bis auf ca, 40 % der Nennwärmebelastung reduziert werden, ohne daß der Wirkungsgrad abnimmt.
Durch die vorgenannten Maßnahmen wird eine optimale Ausnutzung des im Brenngas enthaltenen Wärmeinhaltes und
damit eine Verringerung der zum Erreichen der geforderten Heizleistung aufzuwendenden Brenngasmenge erreicht.
Weitere Vorteile sind die durch den geringen Abstand zwischen Brenner und Austreiber ermöglichte kompakte Bauweise von
Brenner und Austreiber, und der durch die überstöchiometrische Luftvormischung bedingte geringe Schadstoffgehalt,
insbesondere Stickstoffoxidgehalt im Abgas.
Für senkrecht stehende Austreiber eignet sich als bevorzugte Ausführungsform der Austreiberbeheizung ein ringförmiger
Brenner, dessen Brennerplatte den Austreiber in einer solchen Höhe über dem Austreiberboden umgibt, daß nur
der Bereich unmittelbar beheizt wird, in dem sich die reiche Lösung unter Berücksichtigung des Druckes und der Temperatur
im Desorptionsgleichgewicht befindet. Dadurch wird eine optimale Ausdampfung des Kältemittels erreicht, ohne
daß die sich am Boden des Austreibers sammelnde arme Lösung unnötig beheizt und in Turbulenzen gebracht wird»
Obwohl die Brennerabgase durch Umströmen des Äustreibers den Großteil ihres Wärmeinhaltes abgegeben haben, besitzen
sie noch einen beträchtlichen Wärmeinhalt, der bei bevorzugter
Ausgestaltung der Erfindung durch die Anordnung von zi^ei
Wärmetauschern im Abgasweg zur weiteren Steigerung der Heizleistung genutzt wird* Im ersten dieser Wärmetauscher wird
die Temperatur des aus den Wärmepumpen- Wärmetauschern kommenden Heizungswassers erhöht durch Aufnahme von
fühlbarer Wärme aus dem Abgas. Am zweiten Wärmetauscher, der vom Rücklauf-Heizungswasser durchströmt wird, tritt durch
Abgabe von Wärme an das Heizungswasser eine weitgehende Kondensation des im Abgas enthaltenen Wasserdampfes ein, da
der Taupunkt des Abgases - wegen des darin enthaltenen geringen LuftüberSchusses - relativ hoch liegt.
Das am zweiten Wärmetauscher entstehende Kondensat wird über eine Kondensatabführung weggeführt»
Das Abgas wird mit Hilfe eines Äbgasventilators ins Freie
befördert, da es nach seiner erfindungsgemäß sehr starken
Abkühlung nicht mehr genügend Auftriebskräfte besitzt,
um in jedem Fall selbständig abzuströmen»
Eine besonders verteilhafte Heizungsanlage,, die die Aufstellung
eines zusätzlichen konventionellen Heizkesseis überflüssig macht, wird durch eine weitere Ausgestaltung
des Erfindungsgegenstandes erreicht, die darin besteht,
daß vor dem ersten Wärmetauscher ein zweiter Brenner angeordnet istο Dieser Brenner wird in Abhängigkeit von der
Außentemperatur eingeschaltet, wobei gleichzeitig der Brenner vor dem Austreiber außer Betrieb genommen wirdo Der
zweite Brenner liefert dann die gesamte benötigte Wärme für die Aufheizung des abgekühlten Heizungswassers. Der erste
Wärmetauscher ist so dimensioniert, daß er etwa 90 S der Wärmeleistung des zweiten Brenners übertragen kann«
Einzelheiten und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes werden nachfolgend anhand der in
der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert» Es zeigen schematisch%
Fig» 1 eine Heizungsanlage mit den hier relevanten Elementen, ' ig» 2 in vergrößerter Darstellung die Einzelheit 1 in Fig. 1,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine bevorzugte Austreiberbeheizung
für einen senkrecht stehenden Austreiber, der nicht geschnitten ist, nach Anspruch 2„
- 12
In allen Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugsziffern versehen»
Wärmequelle für die Absorptionswärmepumpe ist die Umgebungsluft, die dem Verdampfer 14 über einen Luftschacht
12 mit Hilfe eines Luftgebläses 13 zugeführt wird.
Zur Beheizung des Austreibers 17, d„ h. als Antrieb der
Absorptionswärmepumpe, dient ein überstöchiometrisch arbeitender
Vormischbrenner, der bei dem in den Figuren und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel aus mehreren Gasdüsen
1, diesen zugeordneten parallelen Mischrohren 2, die in einer gemeinsamen Mischkammer 3 enden, einer rechteckigen
Brennerplatte 4, die parallel zur Austreiberachse liegt, sowie einer gegenüber Fremdluftzutritt geschlossenen Brennkammer
5 besteht»
Die aus den Gasdüsen 1 austretenden Gasstrahlen strömen gemeinsam mit der gesamten an der Verbrennung beteiligte
Luft, die dem Aufstellungsraum entnommen x^ird, in die
Mischrohre 2„
Das gut durchmischte Brenngas-Verbrennungsluftgemisch strömt aus der Mischkammer 3 durch die Gemischdurchtrittsöffnungen
7 der Brennerplatte 4 und verbrennt in der Brennkammer 5 mit sehr kurzen Flammen, die zusammen einen
dichten Flammenteppich bilden und zwar deshalb, weil die Vielzahl von Gemischdurchtrittsöffnungen 7 über den gesamten
Brennerplattenquerschnitt gleichmäßig verteilt sind. Bei dem dargestellten Beispiel sind für eine Leistung von
15 kW auf einer Fläche von ca. 200 cm etwa 1.300 öffnungen
mit einem Eintrittsdurchmesser von etwa 2 mm untergebracht, der sich zur Flammenseite hin um etwa 50 % z. B. konisch
erweitert«
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Die hohe Wärmebelastung pro Flächeneinheit von ca. 0,75 W/mm
und die extrem kurzen Flammen bewirken eine starke Aufheizung der Brennerplatte 4, die demzufolge gekühlt werden muß. Deshalb
ist auf der Mischkammerseite der Brennerplatte 4, wie aus Fig» k ersichtlich ist,, am Rand eine Kühlschlange 6 aufgelötet,
die in das (strichpunktiert dargestellte) Stoffpaarkreislauf-Teilstück 23 eingebunden ist, d. h« die Kühlschlange
6 wird von der aus dem Absorber 15 bzw» der nicht dargestellten Lösungspumpe kommenden reichen Lösung durchströmt»
- Auch die anderen Strömungswege des Lösungs-= bzw» Kältemittels
sind zum besseren Verständnis strichpunktiert eingezeichnet= Die Kühlschlange 6 besteht aus einem Material, das gegen das
sie durchströmende Medium resistent ist» Die reiche Lösung nimmt an der Brennerplatte 4 Wärme auf und strömt dann in
den Austreiber 17»
Es wäre zwar auch möglich,- die Brennerplatte 4 durch das
Heizungswasser zu kühlen, jedoch würde dann die Wärmemenge nur dem Betrage nach zum Wärmeinhalt des Heizungswassers addiert.
Die extrem kurzen Flammen ermöglichen es, den Austreiber 17 unmittelbar, in einem Abstand von etwa 30 mm, neben der
Brennerplatte 4 anzuordnen und so die Abmessungen der Brennkammer und die davon abhängigen Abstrahlungsverluste sehr
klein zu halten»
Die Brennerabgase geben den größten Teil ihrer Wärme an den, mit symbolisiert dargestellten Wärmetauseherrippen
versehenen Austreiber 17 ab, während sie ringförmig an diesem vorbeiströmenο Sie werden dabei bereits auf etwa 170 0C
abgekühlt»
Im weiteren Strömungsitfeg der Abgase sind in der Abgasführung
8 unmittelbar hintereinander zwei Wärmetauscher 9 und 10 angeordnet» Der erste Wärmetauscher 9 ist vorteil
hafterweise in den Heizungswasservorlauf 20 eingebunden»
Das Heizungswasser kommt somit aus den Wärme=
- 14 -
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pumpen - Wärmetauschern 15'und 16, fließt durch den Abgaswärmetauscher
9 sowie die Kühlschlange des unten beschriebenen zweiten Brenners 19 und strömt dann zum Verbraucher 18.
Bei einer Temperaturdifferenz von etwa 10 K zwischen Vor-
und Rücklauf beträgt die Temperaturerhöhung in der Kühlschlange des zweiten Brenners 19 und im ersten Wärmetauscher
9 zusammen etwa 1 K. Das Abgas kühlt sich dabei von etwa 170 0C auf 70 0C ab. '
Im sich anschließenden zweiten Wärmetauscher 10 wird das Abgas so weit abgekühlt, daß dabei der in ihm enthaltene
Wasserdampf weitgehend kondensiert. Dieser Wärmetausch ist nur auf dem Temperaturniveau des Heizungswasserrücklaufs
möglich, d. h. das am Verbraucher 18 abgekühlte Heizungswasser strömt vor seinem Eintritt in die Wärmepumpen
- Wärmetauscher 16, 15 durch den zweiten Wärmetauscher
10, in dem es ebenfalls um etwa 1 K erwärmt wird.
Es werden bekannte Lamellenwärmetauscher verwendet, die so in der Abgasführung 8 angeordnet sind, daß ihre Lamellen
senkrecht stehen, damit das Kondensat abfließen und über die Kondensatabführung 22 weggeführt werden kann.
Der hinter den Wärmetauschern angeordnete Abgasventilator
transportiert die Abgase durch die Abgasführung 8, die in den Luftschacht· 12 stromabwärts des Verdampfers 14 und des Luftgebläses
13 einmündet. Bei der dargestellten Ausführungsform - }
verläuft die Abgasführung 8 weiter im Luftschacht, bis über dessen Ende hinaus. In jedem Fall wird bewirkt, daß der aus dem
Luftschacht austretende große Luftstrom die ohnehin schadstoff armen Abgase so stark verdünnt, daß auf einen Kaminanschluß
verzichtet werden kann, wodurch die Aufstellungsmöglichkeiten der Luft-Absorptionswärmepumpe stark erweitert
werden. Der Sog des Abgasventilators wirkt sich auf die Luftansaugung' zum Brenner dahingehend aus, daß der Gasimpuls, der
zur Verbrennungsluftansaugung dient, vom Sog des Abgas-Ventilators
überlagert wird.
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zweiter Brenner 19 angeordnet. Die Achse dieses Brenners ■ liegt im dargestellten Beispiel in gerader Linie zur Achse
des ersten Brenners, d. h. die beiden Brennerplatten stehen
hier parallel zueinander. Andere Anordnungen der Brenner zueinander sind ebenfalls möglich. Der zweite Brenner 19
besteht aus 'den gleichen Bauteilen wie der Brenner vor dem Austreiber. - Es ist ebenfalls möglich, als zweiten Brenner
einen bekannten, konventionellen Brenner zu verwenden, wenn für ausreichende Verbrennungsluftzufuhr gesorgt ist. - Die
gesamte für den Betrieb des zweiten Brenners benötigte Luft gelangt durch den Sog des Ventilators durch die Mischrohre 2
des ersten Brenners in die Abgasführung 8 der Heizungsanlage und damit in den Ansaugbereich der Gasdüsen des zweiten Brenners.
Es ist vorteilhaft, in die Abgasführung 8 vor dem zweiten Brenner eine Drosselblende zur Feineinstellung der
Verbrennungsluftmenge anzubringen. Die Brennerplatte des zweiten Brenners wird durch den Heizungswasservorlauf 20
gekühlt, und zwar durchströmt dieser vollständig die Brennerplatten-Kühlschlange
nach seinem Austritt aus dem ersten Wärmetauscher 9, wenn der zweite Brenner in Betrieb ist. Bei
Wärmepumpenbetrieb fließt nur ein Teilstrom des Heizungswasservorlaufes durch die Brennerplatten-Kühlschlange. Die Regelung
der Ströme kann z. B. mit einem im Heizungswasservorlauf eingebauten handelsüblichen PKW-Kühlwasser-Thermostat erfolgen.
Der zweite Brenner 19 wird in Betrieb genommen, wenn die Außentemperatur
die Grenztemperatur unterschreitet, bei der der Wärmepumpenbetrieb wirtschaftlich nicht mehr sinnvoll ist, und
demzufolge der Brenner vor dem Austreiber 17 abgeschaltet wird.
Die Zündung, Steuerung und Überwachung beider Brenner übernimmt
ein bekannter, nicht dargestellter Feuerungsautomat. Da .der zweite Brenner 19 allein die gesamte für die Heizungsanlage benötigte
Wärme - auch am kältesten Tag - übar die Wärmetauscher 9 und 10 liefern muß, ist seine Leistung entsprechend höher,
ungefähr etwa doppelt so groß, als die des ersten Brenners. Deshalb muß die Förderleistung des Abgasventilators bei
- 16 -
Brennerwechsel der Leistung des jeweils-im Betrieb-befindlichen
Brenners angepaßt werden» Eine Regelung der Ventilator-Förderleistung
durch Änderung seiner Drehzahl ist jedoch überraschenderweise nicht notwendig, wenn der Ventilator erfindungsgemäß
zwischen Austreiber und zx^eitem Brenner angeordnet ist» Die Änderung der Fördermenge ergibt sich hierbei selbsttätig
infolge der Differenz der Dichten von heißem Abgas = mit dem der Ventilator bei Wärmepumpenbetrieb beaufschlagt
xfird - und kalter Verbrennungsluft,, die der Ventilator bei
konventionellem Heizbetrieb fördert„ -
Die Größen der Wärmetauscher 9 und 10 sind so gewählt, daß sowohl eine optimale Nutzung der Abgaswärme des ersten
Brenners nach dem Austreiber 17 als auch ein guter Wärmetausch mit den heißen Abgasen des zweiten Brenners - bei abgeschalteter
Wärmepumpe <=■, der auf einem wesentlich höheren Temperaturniveau
erfolgt s möglich ist. wenn statt der erfindungsgemäßen
zwei Wärmetauscher im Abgasweg nur ein an sich bekannter Abgaswärmetauscher vorhanden ist, kann der Brenner
auch diesen Wärmetauscher, der ausreichend dimensioniert sein muß, beaufschlagen»
In Pig» 3 ist eine andere, besonders vorteilhafte Ausführungsform der Austreiberbeheizung dargestellt=
Der untere Teil des Äustreibers 17 ist konzentrisch von dem
topfförmigen Brennergehäuse 24 umgeben, in das zwölf gleichmäßig auf den Umfang verteilte konische Mischrohre 2 integriert
sind» - Die Mischrohre können auch zylindrisch sein, mit der
Wirkung, daß das Gas-Luft-Gemisch einem starken Druckabfall
unterworfen isto Die Zahl der Mischrohre ist abhängig vom
Durchmesser des Austreibers. Die Verwendung von mindestens
3Q sechs Mischrohren hat sich als vorteilhaft erwiesen. - Vor jedem
Mischrohr befindet sich eine Gasdüse 1. Alle Gasdüsen sind
an einen gemeinsamen Ringkanal 25 oder eine Ringleitung angeschlossen, der oder die mit einer Gasleitung 26 verbunden
ist,, Dia Gasdüsen 1 befinden sich in einem geschlossenen
Luftansaugraum 27, der über die Luftleitung 28 mit einem nicht dargestellten Luftkanal verbunden ist, so daß
die Verbrennungsluft nicht dem Aufstellungsraum entnommen werden muß.
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Vor dem Anschluß des Luftansaugraumes 27 an die. Luftleitung_ . ,. „
28 befindet sich eine Drosselblende--29 zur Feineinstellung
des Luft-Volumenstromesο
Die mit Hilfe des Gasimpulses und des Abgasventilators angesaugte
Verbrennungsluft strömt unter Vermischung mit dem Brenngas aarch die Mischrohre 2 in die gemeinsame ringförmige
Mischkammer 3P die eine zylinderförmige Brennerplatte 4
aufweist, die den Austreiber 17 in einer Höhe? die
etwa der Mischrohrlänge entspricht, umgibt und die an das Gehäuse 24 angeflanscht ist= Die Gemischdurch.tr ittsöffmmgen
verlaufen senkrecht zur Austreiberachse und sind wie diejenigen der in Fig» 2 dargestellten und bereits beschriebenen
Brennerplatte ausgeführt„ Die Brennerplatte 4 wird ebenfalls
mit Hilfe eiri^r von reicher Lösung aus dem Absorber durch=
flossenen Kühlschlange 6 gekühlt« - Die Brennerplatte 4 kann auch als ringförmige Platte ausgeführt v/erden, bei der
die Gemischdurchtrittsöffnungen parallel zur Austreiberachse verlaufen» -
Um das Gewicht des Brenners gering zu halten,, ist er bzt«7„ sind
die meisten Einzelteile aus Aluminium, um den Fertigungsauf= v/and gering su halten? zweckmäßigerweise als Druckgußteile
hergestellt. Die Kühlschlange β muß bekanntermaßen gegenüber der reichen Lösung resistent sein und besteht aus Stahlrohr.
Am Umfang des Austreibers sind oberhalb des Brenners in dem mit Flüssigkeit gefüllten Bereich bekannte senkrechte Wärmetauscher-=
rippen 30 angebracht, über die das entlangströmende Abgas seine Wärme an den Austreiber abgibt=
Durch eine geeignete Wahl der Leistungen von erstem und zweitem Brenner kann der Anteil des konventionellen Heizbetriebes (mit
ram zweiten Brenner) an der Jahresheizarbeit gering gehalten
werden.
Der gute Teillastwirkungsgrad des für die Austreiber-Beheizung
verwendeten Brenners eröffnet jedoch auch die Möglichkeit, ohne zweiten Brenner die gesamte Heizleistung unabhängig von
der Außentemperatur durch die Absorptionswärmepumpen-Heizungsanlage
dadurch abzudecken, daß der erste bzw- einzige Brenner nur bei sehr niedrigen Außentemperaturen mit voller Leistung,
während der meisten Zeit dagegen mit Teillast betrieben wird=
Claims (1)
- RÜHRGAS AKTIENGESELLSCHAFT, Essen AnsprücheHeizungsanlage mit einer gasbeheizten Absorptionswärmepumpe!, deren Austreiber in der Abgasführung des Gasbrenners angeordnet ist und deren Lösungsbzw« Kältemittelkreislauf über Wärmetauscher mit dem Heizungswasserkreislauf gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet,.daß der mit überstöchiometriseher Luftvormischung arbeitende Gasbrenner aus einer oder mehreren Gasdüsen (1), einem oder mehreren parallelen Mischrohren (2), einer sich anschließenden Mischkammer (3), einer aus gut wärmeleitendem Material bestehende Brennerplatte (4) und einer gegenüber Fremdluftzutritt geschlossenen Brennkammer (5) besteht, an die sich der in der Abgasführung (8) angeordnete Austreiber (17) derart anschließt, daß der Abstand zwischen Brennerplatte (4) und Austreiber (17) weniger als etwa 50 xnm, vorzugsweise weniger als 30 mm, beträgt, und daß die Brennerplatte (4) eine Vielzahl von über den gesamten Brennerpüattenquerschnitt verteilten Gemischdurchtrittsöffnungen (7),2 mindestens vier öffnungen pro cm , sowie eine Kühlschlange(6) aufweist, die in den Strömungsweg für die reiche Lösung (23) zwischen Absorber (15) und Austreiber (17) eingebunden ist»2.) Heizungsanlage nach Anspruch 1, deren Austreiber senkrecht steht,
dadurch gekennzeichnet,daß der untere Teil des Austreibers (17) konzentrisch von einem topfförmigen Brennergehäuse (24) umgeben ist, in das mehrere, Vorzugspreise sechs bis zwölf gleichmäßig auf den Umfang verteilte Mischrohre (2) integriert sind, die in einer ringförmigen Mischkammer (3) enden, daß alle den Mischrohren (2) zugeordneten Gasdüsen (1) an einen gemeinsamen Ringkanal (25) angeschlossen sind,"*?■■■der einen Gasleitungsanschluß (26) besitzt und daß die Brennerplatte (4) den Austreiber in mittlerer Höhe über dem Austreiberboden, die ungefähr der Mischrohrlänge entspricht, konzentrisch umgibt.3. Heizungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,daß die Gasdüsen (1) sich in einem geschlossenen Luftansaugraum (27) befinden, der über eine Drosselblende (29) mit einer zu einem Luftschacht führenden Luftleitung (28) verbunden ist.4. Heizungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,daß der gesamte Brenner - mit Ausnahme der Kühlschlange (6) - aus Aluminium, vorzugsweise im Druckgußverfahren, gefertigt ist.5. Heizungsanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet,daß die Brennerplatte (4) zylindrisch mit senkrecht zur Austreiberachse verlaufenden Gemischdurchtrittsöffnungen (7) ausgebildet ist.6. Heizungsanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet,daß die Brennerplatte (4) ringförmig mit parallel zur Austreiberachse verlaufenden Gemischdurchtrittsöffnungen (7) ausgebildet ist.ο Heizungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,daß die Gemischdurchtrittsöffnungen (7) der Brennerplatte (4) einen Durchmesser von etwa 1 mm bis 3 nun, vorzugsweise 2 mm, aufweisen, der sich zur F lammen sei te hin um etwa 50 % erweitert.δ. Heizungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,daß in der Abgasführung (8) hinter dem Austreiber zwei korrosionsbeständige Wärmetauscher (9? 10) und ein Abgasventilator (11) angeordnet sind, und daß der in Strömungsrichtung der Abgase erste Wärmetauscher (9) in den Heizungswasservorlauf (20) und der zweite Wärmetauscher (10) in den Heizungswasserrücklauf (21) eingebunden ist, und daß eine Kondensatabführung (22) im Bereich des zweiten Wärmetauschers (10) vorhanden ist.9, Heizungsanlage nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,daß beide Wärmetauscher (9, 10) als Lamellenwärmetauscher ausgebildet und derart in der Abgasführung (8) angeordnet sind, daß ihre Lamellen senkrecht stehen.ΙΟ. Heizungsanlage nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet„daß vor dem ersten Wärmetauscher (9) ein zweiter Brenner (19) angeordnet ist, der aus den gleichen Bauteilen wie der vor dem Austreiber (17) angeordnete Brenner entsprechend Anspruch 1 besteht, und daß die Kühlschlange der Brennerplatte des Brenners (19) in den Str,ömungsweg des Heizungswasservorlaufes (20) , hinter dem ersten Wärmetauscher (9), eingebunden ist.11„ Heizungsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,daß der Abgasventilator (11) im Strömungsweg der Abgase zwischen Austreiber (17) und zweitem Brenner (19) angeordnet ist»12. Verfahren zum Betreiben der Heizungsanlage nach Anspruch 1o oder 11,
dadurch gekennzeichnet,daß - gesteuert von der Außentemperatur - entweder der Brenner vor dem Austreiber (17) oder der vor dem Wärmetauscher (9) angeordnete zweite Brenner (19) in Betrieb gesetzt wird, und daß die Förderleistung des Abgasventilators (11) der Leistung des in Betrieb befindlichen Brenners angepaßt wird.
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
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