DE3219304A1

DE3219304A1 - Geraet zur erzeugung nutzbarer verbrennungswaerme, insbesondere kessel zur warmwasserbereitung

Info

Publication number: DE3219304A1
Application number: DE3219304A
Authority: DE
Inventors: Hans 4407 Emsdetten Hinterding
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-07-04
Filing date: 1982-05-22
Publication date: 1983-11-24

Description

Gerät für die Erzeugung nutzbarer Verbrennungswärme
insbesondere Kessel zur Warmwasserbereitung

Die Erfindung betrifft ein Gerät für die Erzeugung nutzbarer Verbrennungswärme zur Raumheizung, insbesondere
Kessel mit einer Feuerung zur Warmwasserbereitung für eine Warmwasser-Pumpenheizung mit einem Heizkörper aufweisenden Heizungskreislauf, bei dem ein äußerer Wassermantel konzentrisch zu einem innenliegenden/ zylindrischen Wasserboiler angeordnet ist, zwischen Wasserboiler und Wassermantel
eine Strömungsverbindung besteht, und ein Wärmetauscher
die Temperatur im Wasserboiler begrenzt, nach Patentanmeldung P 31 26 514.6.

Bei einem Heizungskessel gemäß Stammanmeldung wird die von der Feuerung erzeugte Wärme an das Wasser im Wasserboiler bzw. im äußeren Wassermantel übertragen. Diese heißwasserführenden Teile sind direkt mit dem Heizungskreislauf verbunden, es wird also beim Betrieb des Kessels Wasser hoher Temperatur zum Verbraucher abgegeben.

Die hohen Vorlauftemperatüren verhindern aber den Anschluß von Niedrigtemperatur-Verbrauchern z.B. Fußbodenheizungen an den Heizungskessel. Der Heizungskessel ist ferner
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forderungen, die heute an einen Heizungskessel gestellt werden.

Es stellt sich demnach die Aufgabe, den Heizungskessel so zu gestalten, daß die Vorlauftemperatur regelbar ist, und auch Niedrigtemperatur-Verbraucher angeschlossen werd können. Im Boiler des Heizungskessels soll aber weiterhin Wasser mit hoher Temperatur erzeugt werden. Auch soll ein leichter überdruck im Boiler auftreten können, ohne daß die Sicherheitsvorschriften für den Betrieb des Heizungskessels verletzt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei dem Heizungskessel der Wärmetauscher im äußeren Wasse mantel des Kessels an den Heizungskreislauf angeschlossen ist, und der Wasserboiler =ein Ausdehnungsgefäß mit einem Sicherheitsventil aufweist.

Vorteilhaft besteht das Sicherheitsventil am Ausdehnungsgefäß aus einem gewichtsbelasteten Stopfen, wodurch ein leichter überdruck im Boiler aufrechterhalten werden kann Ein stärkerer überdruck, wie er z.B. beim Ausfall des Feuerungsreglers auftreten kann, wird nach außen in die Rauchgaskammer abgegeben.

Bei dem Heizungskessel ist weiterhin vorgesehen, eine über ein Thermoelement bewegbare, federbelastete Feuerung;

klappe am Luftzutritt des Kessels anzuordnen. Die Feuerungsklappe schließt bei Erreichen einer bestimmten Boilertemperatur den Luftzutritt dichtend ab. Die weitere Unterhaltung der Verbrennung im Feuerungsraum wird so automatisch reduzier und kommt bei anhaltend hohen Wassertexnperaturen im Boiler allmählich zum Erliegen.

Der Heizungskessel ist mit Brikettmagazinen zur Brikettfeuerung und für den Langzeit-Schwachlastbetrieb ausgestattet, Vorteilhaft ist unterhalb der unteren Brikett-Magazinöffnung ein Steg als Halt für das Brennmaterial angeordnet. Es wird so sichergestellt, daß erst wenn das unterste Brikett abgeglüht ist, das nächste Brikett aus dem Magazin austreten kann.

Es ist ferner vorgesehen, zwischen der äußeren Verkleidung des Heizungskessels und dem Wassermantel Konvektionsbleche anzubringen, die die Wärmeübertragung an die Konvektionsluft verbessern. Es wird somit die Beheizung des Aufstellungsraums günstig beeinflußt, und gleichzeitig dafür gesorgt, daß die Außenseiten des Ofens keine zu hohen Temperaturen annehmen, jedoch genügend warm sind, um wie bei einem Kachelofen, dem Aufstellungsraum ein mildes Strahlungsklima zu verschaffen.

Bei dem erfindungsgemäßen Heizungskessel ist von besonderem ■ -. :. \ , <.;.--. α ..arch die über d^n \:i'.i ...■_ L..... i-lior r·.. ;·..Ι;_ ι ·.

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Vorlauftemperatur an verschiedene Verbraucher angeschlossen werden kann. Dabei wird im Boiler eine relativ hohe WasSGrtemperatur beim Betrieb aufrechterhalten. Dies führt nun c.ber nicht zu einen komplizierten Aufbau des Heizungskessels. Der Heizungskessel kommt mit einem Minimum an Anschlüssen aus. Er ist von daher nicht an einen festen Stand.» ort gebunden, so daß er insbesondere für eine Etagen-Zentralheizung verwendet werden kann. Er ist ferner einfach zu bedienen und sehr wartungsfreundlich, so daß von einer gelungenen Lösung der anstehenden Probleme gesprochen werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Figur 1 eine Aufsicht auf den erfindungsgemäßen Heizungskessel,

Figur 2 eine Seitenansicht auf einen Längsschnitt des Heizungskessels,

Figur 3 eine Ansicht auf den hinteren Bereich des Heisungskessels mit im Schnitt gehaltenen Wärmeaustauscherteil.

Der Kessel in Figur 2 steht auf einem Sockel 1, der zur Verringerung äes Flächendruckes seiner Standfläche einen Stellrand 2 aufweist. Der Sockel 1

kann dabei rund oder eckig ausgeführt sein und ist aus Blech oder dünnwandigem Guß gefertigt. Er ist zur Verhinderung von Wärmeeinstrahlung gegen den Fußboden mit einer dicken Isolierschicht aus Glaswolle oder Steinwolle ausgelegt. Auf diesem Sockel 1 steht de^Grundkörper 13 in Form eines doppelwandigen, wassergefüllten Zylinders. Die Wasserfüllung ist in der Zeichnung durch kürze horizontale Striche angedeutet. Konzentrisch zur oberen Hälfte des Grundkörpers 13 ist mit Abstand zur Innenwand des Grundkörpers ein wassergefüllter Boiler 4 angeordnet, der mittels Verbindungsstücken 8 mit dem wassergeschlossenen Grundkörper in Strömungsverbindung steht. Auf seiner Oberseite weist der Boiler 4 ein Ausdehnungsgefäß-9 auf. Ein durch das Ausdehnungsgefäß 9 führendes Rohrstück verbindet den Boilerinnenraum mit einer Rauchgaskammer oberhalb des Boilers. Das Rohrstück 10 dient als Führung für einen gewichtsbelasteten Stopfen 11, der mit seinem Kopfteil und einer Dichtung 12 der Oberseite des Ausdehnungsgefäßes 9 anliegt.

Zwischen dem Grundkörper 13 und dem Boiler 4 erstrek™ ken sich vom Feuerungsraum 15 ausgehend nach oben Rauchgaskanäle. Sie enden im ringförmigen Zwischenraum

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an der Oberseite des Grundkörpers 13 und des Boilers in einer Rauchgaskammer mit einem Rauchgasabzug 32, in dem eine Rauchgasklappe zur Regulierung der Zugverhältnisse angeordnet ist. Die Rauchgaskammer ist haubenförmig ausgebildet und liegt mit ihrem Rand unter Zwischenlage einer elastischen Dichtung, die beispielsweise eine Asbestschnur sein kann, dichtend auf dem Grundkörper auf.

Im unteren Bereich des Grundkörpers sind in dem Wassermantel wasserführende Kanäle 3 als Feuerroste eingeschweist, die eine Strömungsverbindung mit der Wasserfüllung des Grundkörpers herstellen. Sie unterteilen den Feuerungsraum, der sich von der unteren Abschlußplatte des Boilers 4 bis zur oberen Abschlußplatte des Sockels 1 erstreckt, in den eigentlichen Brennraum 15 und einen darunterliegenden Ascheraum 16.

Der Brennraum 15 des Heizungskessels wird über einen vorderen Ansatz 14, der durch eine Feuertür 17 verschließbar ist, mit Brennmaterial bestückt. Der vordere Ansatz weist seitlich eine Luftzuführöffnung auf, die von einer federbelasteten Feuerungsklappe 18, auf die ein Thermoelement 21 mit einem Fühler 22 ir,. Feiler einwirkt, nach Maßgabe einer vorher eingestellten Temperatur automatisch mehr oder weniger geöffnet

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oder geschlossen werden kann.

Der Boiler 4 hat einen nach unten überstehenden Blechkragen, der die von der Feuerung aufsteigenden Rauchgase umlegt und dadurch für eine bessere und längere Ausnutzung des Wärmeinhaltes der Rauchgase sorgt. In Figur 2 ist weiterhin ein Brennmaterial-Magazin 5 zu erkennen, das den Boiler 4 diagonal durchquert und mit Briketts gefüllt werden kann. Durch die Schrägstellung des Brikett-Magazins wird erreicht, daß die Briketts am unteren Austrittsende des Magazins gegen die Innenwand des Grundkörpers zur Anlage kommen und dadurch am freien Austritt gehindert werden. Ein an der Innenwand des Grundkörpers angeformter Steg 7 bietet zusätzlichen Halt für die Brikettstücke. Erst wenn der aus der Öffnung des Brikett-Magazins herausragende Teil eines Briketts verglüht und zu Asche verbrannt ist, rutscht ein weiteres Brikettstück nach. Auf diese Weise kann für eine längere Zeit ein Feuer im Schwachbrandzustand aufrechterhalten werden. Die Einfüllung der Briketts in das Brikett-Magazin 5 erfolgt über einen Einfülltrichter 6 am oberen Ende in der Rauchgaskammer. Von außen ist der Einfülltrichter 6 über eine durch einen Deckel 31 verschließbare

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öffnung in der Rauchgaskammer-Abdeckung zu erreichen.

Auf der Rückseite des Heizungskessels ist der wasserführende, doppelwandige Zylinder durch .ein kastenförmiges Element 23 erweitert. Wie Figur 3 deutlich zeigt, verläuft durch dieses kastenförmige Element ein senkrecht angeordneter Wärmeaustauscher 23. Vorlaufseitig mündet er in eine Vorlaufkammer 24 mit einem Anschluß 26, von dem die Vorlaufleitung zum Verbraucher 36 führt. Neben einer Umwälzpumpe weist der Vorlauf den Vorschriften entsprechend ein Ventil und ein Ausdehnungsgefäß auf. Der Rücklauf vom Verbraucher gelangt über einen Anschluß 27 in eine Rücklaufkammer 25 auf der Rücklaufseite des Wärmetauschers. Oberhalb der Vorlaufkammer 24 sind am Grundkörper noch Anschlüsse 34, 35 zur Temperatur- und Drucküberwachung des Heizungskessels vorgesehen, über einen Thermostaten 34 wird die Umwälzpumpe im Heizungskreislauf bei Erreichen einer Mindestkesselwassertemperatur eingeschaltet.

Figur 1 zeigt noch einmal deutlich den Aufbau des Heizungskessels mit einem innen liegenden Boiler, konzentrisch dazu angeordnet ein Grundkörper in seiner Ausbildung als wasserdurchflossener Mantel, der zwischen

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sich und dem Boiler Platz für die Rauchgaskanäle läßt, und Ansätzen auf der Vorder- und Rückseite des Heizungskessels. Der Grundkörper ist außen mit einer Verkleidung (nicht gezeigt) ummantelt, die mit Abstand vom Grundkörper bzw. der Seitenpartie des Heizungskessels Luftschächte freiläßt. An der äußeren Mantelfläche des Grundkörpers sind Konvektionsbleche angeordnet, die den Wärmeübergang auf die in den Luftschächten hochsteigende Konvektionsluft verbessern. Die Luftschächte sorgen ferner nicht nur für die Er zeugung erwärmter Raumluft, sie dienen auch der thermischen Isolierung der Verkleidung, die nur eine relativ geringe Erwärmung erfährt.

Der Heizungskessel wird wie folgt betrieben: In den Feuerungsraum wird Brennmaterial eingelegt. Alternativ dazu kann auch das Brikett-Magazin gefüllt werden, wenn über längere Zeit nur ein schwaches Feuer unterhalten werden soll. Die Feuerung heizt das Wasser im Boiler und Grundkörper auf. Ein eingebauter Thermostat, der z.B. auf 80° eingestellt ist, schaltet die umwälzpumpe beim Überschreiten der Temperatur ein. Der Wärmeaustauscher nimmt die überschüssige Wärme auf und führt sie über den Heizungskreislauf an nachrangig geschaltete Räume ab.

Wenn bei Stromausfall oder Umwälzpumpendefekt die Kesselwassertemperatur einen bestimmten Wert, z.B. 90°/ übersteigt, wird die Luftzutrittsöffnung durch die Feuerungsklappe dicht verschlossen. Das Feuer im Brennraum wird solange gedrosselt, bis die vorgesehene Betriebstemperatur wieder erreicht ist.

Das Ausdehnungsgefäß und der gewichtsbelastete Stopfen bilden beim Heizungskessel eine selbsttätige thermische Ablaufsicherung. Sie tritt in Aktion, wenn der Kessel beispielsweise durch Ausfall der Wasserzirkulation überlastet werden sollte. Spätestens bei Erreichen einer Temperatur von 105° wird über die thermische Ablaufsicherung Wasserdampf an den Rauchgasabzug abgegeben. Der Wasserdampf trägt zum Auskühlen der Glut bei. Der Wasservorrat im Boiler ist groß genug, um ein Trockenlaufen zu verhindern. Selbst bei Abbrand einer Ofenfüllung wird nur ca. 1/3 des Boilerinhaltes verdampft.

Claims

Patentansprüche

1·j Gerät für die Erzeugung nutzbarer Verbrennungswärme zur Raumheizung, insbesondere Kessel mit einer Feuerung zur Warmwasserbereitung für eine Warmwasser-Pumpenheizung mit einem Heizkörper aufweisenden Heizungskreislauf, bei dem ein äußerer Wassermantel konzentrisch zu einem innenliegenden, zylindrischen Wasserboiler angeordnet ist, zwischen Wasserboiler und Wassermantel eine Strömungsverbindung besteht, und ein Wärmetauscher die Temperatur im Wasserboiler begrenzt, nach Patentanmeldung P 31 26 514.t dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (23) im äußeren Wassermantel (13) des Kessels an den Heizungskreislauf angeschlossen ist, und der Wasserboiler (4) ein Ausdehnungsgefäß (9) mit einem Sicherheitsventil aufweist.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherheitsventil aus einem gewichtsbelasteten Stopfen (11) besteht.
3. Gerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine über ein Thermoelement (22) bewegbare, federbelastete Feuerungsklappe (18) am Luftzutritt des Kessels, die bei Erreichen einer bestimmten Boilertemperatur den Luftzutritt dichtend abschließt. ORIGINAL INSPECTED

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4. Gerät nach den Ansprüchen 1-3, gekennzeichnet durch Konvektionsbleche (33) am äußeren Wassermantel.
5. Gerät nach einem der Ansprüche 1-4, gekennzeichnet durch einen Steg (7) unterhalb der unteren Brennmagazinöffnung als Halt für das Brennmaterial.