DE3238603C2

DE3238603C2 -

Info

Publication number: DE3238603C2
Application number: DE3238603A
Authority: DE
Inventors: Hans Dr.H.C. 3559 Battenberg De Viessmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-10-19
Filing date: 1982-10-19
Publication date: 1987-11-05
Also published as: DE3238603A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Kondensationsheizkessel gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.The invention relates to a condensation boiler according to the preamble of the main claim.

Ein derartiger Heizungskessel ist nach der DE-OS 30 19 810 bekannt. Dort ist das im Wärmetauscherbau allgemein bekann te Doppelrohrprinzip für die Führung der Austauschmedien verwirklicht, d.h., von Hüllrohren umgebene Gaszugrohre ver binden Brenn- und Abgassammelkammer, und die Hüllrohre ver binden eine Rücklaufzuströmkammer und einen ausschließlich die Brennkammer umgebenden Wassermantel, von dem auch der Kesselvorlauf abgeht. Da sich die wesentliche Austauschstrec ke bei diesem vorbekannten Kessel auf die Heizgaszugrohre beschränkt, wo sie von den Hüllrohren umgeben werden, müs sen derartige Kessel relativ hoch bzw. lang gebaut werden, wenn der gewünschte Effekt überhaupt erreicht werden soll, zumal das Wärmeträgermedium die Ringkanäle zwischen Zugroh ren und Hüllrohren in Gegenrichtung zum Gasstrom passiert und am oberen Ende der Hüllrohre die Temperaturdifferenz ne gativ beeinflußt wird.Such a boiler is according to DE-OS 30 19 810 known. There it is generally known in heat exchanger construction te double pipe principle for the management of the exchange media realized, i.e. ver gas pipes surrounded by cladding pipes bind the combustion and exhaust gas collection chamber, and the cladding tubes ver bind one return flow chamber and one exclusively the water jacket surrounding the combustion chamber, of which also the Boiler flow goes off. Since the main exchange route ke in this known boiler on the heating gas pipes limited to where they are surrounded by the cladding tubes such boilers are built relatively high or long, if the desired effect is to be achieved at all, especially since the heat transfer medium the ring channels between Zugroh pass and cladding tubes in the opposite direction to the gas flow and at the upper end of the cladding tubes the temperature difference ne is influenced negatively.

Weiterhin sind Kondensationsheizkessel ganz allgemein nach der FR 24 79 956 bekannt. Bei solchen Kesseln werden die Rauchgase bewußt so weit heruntergekühlt, daß mit Sicherheit Kondensat anfällt. Abgesehen von der recht aufwendigen und komplizierten Bauweise des vorbekannten Heizkessels (schrau benlinienförmige Ausbildung der Heizgaszugrohre) besteht selbst bei einer Ausführung mit Sturzbrenner die Gefahr, daß sich in dieser Kondensat am Boden sammelt und nicht di rekt in die Heizgaszüge abfließen kann. Da außerdem die schraubenlinienförmig gewickelten Heizgaszugrohre völlig frei im wasserführenden Innenraum des Gehäuses verlaufen, ist deren Intensivkühlung nicht sehr gut gewährleistet.Furthermore, condensation boilers are very general the FR 24 79 956 known. With such kettles Flue gases have deliberately cooled down so far that with certainty Condensate accumulates. Aside from the rather elaborate and complicated construction of the known boiler (screw ben-shaped design of the heating gas pipes) even with a version with a lintel burner, the danger that this condensate collects on the bottom and not di can flow directly into the heating gas flues. Since also the helically coiled heating gas pipes completely run freely in the water-bearing interior of the housing, their intensive cooling is not guaranteed very well.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kondensationsheizkes sel nach der DE-OS 30 19 810 dahingehend zu verbessern, daß die Wärmeübergangsverhältnisse und damit die Temperaturdif ferenzen zwischen den beteiligten Medien günstiger gestaltet werden können, um insoweit tatsächlich zu einem Kondensat- bzw. sogenannten Brennwertkessel zu gelangen, der relativ kleine Bauhöhen bzw. Baulängen zuläßt.The invention has for its object a condensation heater sel according to DE-OS 30 19 810 to improve that the heat transfer conditions and thus the temperature diff conferences between the participating media made cheaper can actually become a condensate or so-called condensing boiler, the relative allows small heights or lengths.

Diese Aufgabe ist mit einem Kessel der eingangs genannten Art nach der Erfindung durch das im Kennzeichen des Haupt anspruches Erfaßte gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich nach den Unteransprüchen.This task is with a boiler of the type mentioned Kind according to the invention by the in the mark of the main claims captured solved. Advantageous further training arise from the subclaims.

Diese Ausbildung stützt sich praktisch auf bekannte Heiz kesselkonstruktionen, wobei aber für die Heizgaszugrohre auf Edelstahlrohre mit verdrillten Wandungen bekannter Art zurückgegriffen wird, die einen langen Strömungsweg mit entsprechend intensiver Kühlung gewährleisten, wobei sich lange Strömungswege nicht nur für das Gas, sondern auch für das Kühlmedium (Wärmeträger) ergeben. Für einen opti malen Wärmeaustausch bzw. eine optimale Herunterkühlung der Abgase auf möglichst kurzer Baulänge des Kessels ist in Kombination mit den verdrillten Heizgaszugrohren wesentlich, daß auch die Hüllrohre nach außen sich gewissermaßen nicht selbst überlassen sind, sondern hinsichtlich ihrer Kühlung ebenfalls aktiviert werden. Dies geschieht in einfacher Wei se dadurch, daß der lediglich durch eine Trennwand abgeteil te untere Innenraum des ganzen Gehäuses gewissermaßen als Kühlraum für die Gesamtlänge der Hüllrohre dient, die im un teren Bereich dieses Raumes einfach frei ausmünden, für den es übrigens in diesem Zusammenhang auch wesentlich ist, daß der Kesselrücklaufstutzen im oberen Bereich dieses Raumes angeordnet ist. Die Zweiteilung des wasserführenden Innenrau mes des insgesamt einteiligen Außengehäuses sorgt dafür, daß sich die im oberen Teil befindliche Brennkammer bezüglich ihrer Wände schnell aufheizt, so daß dort, wenn überhaupt, ein Minimum an Kondensat anfällt, das jedoch unmittelbar durch die Heizgaszugrohre aus Edelstahl mit abfließen kann.This training is based practically on known heating boiler constructions, but for the heating gas pipes on stainless steel pipes with twisted walls of a known type which has a long flow path ensure correspondingly intensive cooling, whereby long flow paths not only for the gas, but also result for the cooling medium (heat transfer medium). For an opti paint heat exchange or optimal cooling of the Exhaust gases over the shortest possible length of the boiler is in Combination with the twisted heating gas pipes essential, that to a certain extent the cladding tubes do not move outwards either are left alone, but with regard to their cooling can also be activated. This is done in simple white se in that the partitioned only by a partition te lower interior of the entire housing as it were Cooling room serves for the total length of the cladding tubes in the un Open the other area of this room freely for the it is also essential in this connection that the boiler return pipe in the upper area of this room is arranged. The division of the water-bearing interior mes of the overall one-piece outer housing ensures that the combustion chamber located in the upper part their walls quickly heats up so that there, if any, a minimum of condensate occurs, but this is immediate can also flow through the stainless steel heating gas pipes.

Der erfindungsgemäße Kondensationsheizkessel wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen nä her erläutert. Es zeigt schematischThe condensation boiler according to the invention is described below the graphic representation of exemplary embodiments nä explained here. It shows schematically

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Kondensationsheiz kessel; Fig. 1 a longitudinal section through the boiler Kondensationsheiz;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Kondensationsheiz kessel gemäß Fig. 1; Fig. 2 is a longitudinal section through the condensing boiler according to Fig. 1;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Kondensationsheiz kessel in besonderer Ausführungsform und Fig. 3 shows a longitudinal section through the condensation heating boiler in a special embodiment and

Fig. 4 in Seitenansicht eine Weiterbildung des Heiz kessels nach Fig. 3. Fig. 4 is a side view of a further development of the heating boiler according to FIG. 3.

Wie aus Fig. 1 erkennbar, ist der wasserführende Innenraum 5 des Gehäuses 6 durch eine Trennwand 11 in zwei Teile 6′, 6′′ gegliedert, wobei im oberen Teil 6′′ die topfförmige Sturz brennkammer 10 angeordnet ist. Wie dargestellt, ist der Kes selvorlaufstutzen 8 oben am oberen Teil 6′′ und der Kessel rücklaufstutzen 9 oben am unteren Teil 6′ angeordnet. Die verdrillten Heizgaszugrohre 4 sind an Öffnungen des Brenn kammerbodens 10′ angesetzt, erstrecken sich durch den unte ren Teil 6′ des wasserführenden Innenraumes 5 und münden in die unten befindliche Rauchgas- und Kondensatsammelkammer 2 bzw. in entsprechenden Öffnungen der Rauchgassammelkammer decke 13. Im Bereich des unteren Teiles 6′ sind die verdrillten Heiz gaszugrohre 4 in Hüllrohren 7 angeordnet, die mit ihren obe ren Enden 7′ in entsprechenden Öffnungen 12 der Trennwand 11 angesetzt sind. Die unteren Enden 7′′ der Hüllrohre 7 enden jedoch in Distanz (etwa einem Rohrdurchmesser entsprechend) oberhalb der Rauchgassammelkammerdecke 13. Zwecks einfachem Schweißanschluß und einfacher Öffnungsform im Brennkammerbo den 10′ und Rauchgassammelkammerdecke 13 sind die Wandungen 3 der verdrillten Rauchgaszugrohre 4 in ihren Anschlußberei chen zylindrisch ausgebildet. Durch diese Ausbildung ergibt sich für das Heizmedium bzw. Kühlmedium (Wasser) eine Strö mungsführung vom Kesselrücklaufstutzen 9 zum Kesselvorlaufstutzen 8, wie mit Strömungspfeilen in Fig. 1 angegeben, wobei der Übergang vom unteren Teil 6′ zum oberen Teil 6′′ des Innenraumes 6 nur durch die verdrillten Spalträume 19 (Fig. 1) zwischen den Heizgaszugrohren 4 und den Hüllrohren 7 erfolgen kann. Die Rauchgas- und Kondensatsammelkammer 2, die ebenfalls aus Edelstahlblech gebildet ist, und die ggf. unter Gebläsesaug zug stehen kann, weist vorteilhaft einen tiefstliegenden Kondensatsammelbereich 17 auf, an dem ein Kondensatablauf stutzen 18 angeschlossen ist. Dieser Kondensatsammelbereich 17 kann durch eine Wölbung des Bodens 16 (wie dargestellt) oder auch durch eine Bodenneigung erzielt werden. Die Anordnung der Heizgas zugrohre 4 und der Hüllrohre 7 ist im Verlauf von konzent rischen Kreisen 14 (Fig. 2) vorgesehen, was jedoch nicht zwingend ist, genausowenig, wie die dargestellte zylindri sche Ausbildung des wasserführenden Gehäuses 6, obgleich diese Form natürlich fertigungsmäßig am günstigsten ist. Zentrisch kann im Bedarfsfall zwischen den Hüllrohren 7 ein Innenraum 15 freigehalten werden, so daß in diesem Platz für einen Brauchwasserspeicher (nicht dargestellt) gegeben ist.As can be seen from Fig. 1, the water-carrying interior 5 of the housing 6 is divided by a partition 11 into two parts 6 ', 6 '', the pot-shaped lint combustion chamber 10 being arranged in the upper part 6 ''. As shown, the Kes selvorlaufstutzen 8 above the upper part 6 '' and the boiler return nozzle 9 above the lower part 6 'is arranged. The twisted Heizgaszugrohre 4 are attached to openings of the combustion chamber floor 10 ', extend through the unte ren part 6 ' of the water-bearing interior 5 and open into the flue gas and condensate collection chamber 2 below or in corresponding openings of the flue gas collection chamber ceiling 13th In the area of the lower part 6 ', the twisted heating gas pipes 4 are arranged in cladding tubes 7 , which are attached with their top ends 7 ' in corresponding openings 12 of the partition 11 . However, the lower ends 7 '' of the cladding tubes 7 end at a distance (corresponding approximately to a tube diameter) above the flue gas collecting chamber ceiling 13 . For the purpose of simple welding connection and simple opening shape in the Brennkammerbo the 10 'and flue gas collecting chamber ceiling 13 , the walls 3 of the twisted flue gas pipes 4 are cylindrical in their connecting areas. This design results in a flow guide for the heating medium or cooling medium (water) from the boiler return pipe 9 to the boiler flow pipe 8 , as indicated by flow arrows in Fig. 1, the transition from the lower part 6 'to the upper part 6 ''of the interior 6 can only take place through the twisted gap spaces 19 ( FIG. 1) between the heating gas draw tubes 4 and the cladding tubes 7 . The flue gas and condensate collection chamber 2 , which is also made of stainless steel sheet and which can optionally be under a blower suction, advantageously has a deepest condensate collection area 17 , to which a condensate drain nozzle 18 is connected. This condensate collection area 17 can be achieved by arching the base 16 (as shown) or by inclining the base. The arrangement of the heating gas supply pipes 4 and the cladding tubes 7 is provided in the course of concentric circles 14 ( FIG. 2), which is not mandatory, however, just as little as the illustrated cylindrical design of the water-carrying housing 6 , although this shape is of course production-related is cheapest. If necessary, an interior 15 can be kept free centrally between the cladding tubes 7 , so that there is space in this space for a water heater (not shown).

Die Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist insbesondere für Kes sel dieser Art mit größerer Leistung bestimmt. Wie erkenn bar, sind hierbei unter Beibehaltung des Grundprinzips die beiden Teile 6′, 6′′ des Gehäuses winklig zueinander ver setzt und zwar gemäß Darstellungsbeispiel derart, daß die horizontale Längsachse 20 der Brennkammer 10 rechtwinklig die Längsachse 21 des unteren Teiles 6′ schneidet. Der sich dadurch ergebende Raumzwickel im oberen Teil 6′′ wird durch entspre chend gebogene oder geneigte Rauchgaszugrohre 4′ durchgrif fen, die glatt aber auch verdrillte Wände 3 haben können.The embodiment of FIG. 3 is particularly intended for Kes sel of this type with greater performance. As can be seen bar, the two parts 6 ', 6 ''of the housing are set at an angle to each other while maintaining the basic principle, according to the illustration example such that the horizontal longitudinal axis 20 of the combustion chamber 10 perpendicularly intersects the longitudinal axis 21 of the lower part 6 '. The resulting gusset in the upper part 6 '' is accordingly fenced by bent or inclined flue gas pipes 4 'fen, which can have smooth but also twisted walls 3 .

Die Anordnung gemäß Fig. 3 wird zwar bevorzugt, die Einhal tung der rechtwinkligen Zuordnung der Längsachsen 20, 21 ist jedoch nicht zwingend, d.h. es sind auch andere Winkelstel lungen möglich, sofern nur an jeder Stelle ein Gefälle ge währleistet ist. So könnte sich auch die Trennwand 11 in Schrägstellung befinden, wie gestrichelt angedeutet, wobei dann die Hüllrohre 7 an ihren oberen Enden entsprechend ge bogen bis an die Trennwand 11 herangeführt sind. Bei dieser Ausbildung, aber auch bei der nach Fig. 1, besteht im übri gen auch die Möglichkeit, separate Heizkreise anzuschließen, die mit einer durchschnittlich niedrigeren Heizungstempera tur betrieben werden, bspw. eine Fußbodenheizung, deren Vor- und Rücklaufanschlüsse dann nur am unteren Teil 6′ ange schlossen sind.Although the arrangement according to FIG. 3 is preferred, the compliance with the right-angled assignment of the longitudinal axes 20 , 21 is not mandatory, ie other angular positions are also possible, provided that a gradient is guaranteed at each point. So the partition 11 could be in an inclined position, as indicated by dashed lines, in which case the cladding tubes 7 are bent at their upper ends accordingly ge up to the partition 11 . With this construction, but also in that of FIG. 1, in übri gene also possible to connect separate heating circuits which are operated at a lower average heating Tempera ture, eg. A floor heating system, whose supply and return connections then only at the lower part 6 'are connected.

Eine weitere Möglichkeit, um den unteren Teil 6′ kälter zu machen, besteht darin, daß man einen Wärmetauscher 22 ein setzt, durch den das Kaltwasser geleitet wird. Dieser Wär metauscher 22 wird Warmwasserbereitern vorgeschaltet, d.h., wenn warmes Wasser gezapft wird, dann strömt Kaltwasser aus der Wasserleitung erst durch diesen Wärmetauscher 22 und dann in den außerhalb des Gehäuses 6 angeordneten Warmwasserspeicher und wird dadurch vorgewärmt. Da Trinkwasser in manchen Ge bieten eine Temperatur hat von 12°C und im Winter von ca. 8°C oder weniger, findet eine starke Kühlung statt. In der praktischen Ausführung ist dies in der Fig. 4 verdeutlicht. Grundsätzlich kann bei allen dargestellten Ausführungsfor men der Wärmetauscher 22 in Form eines schraubenlinienför mig verlaufenden Rohres vorgesehen werden, das sämtliche Hüllrohre 7 umfaßt. Wesentlich ist dabei, daß der Kaltwasser anschluß 23 im Bereich der unteren Enden der Hüllrohre 7 an geordnet ist und das Warmwasser oben bei 23′ abgezogen wird.Another way to make the lower part 6 'colder is to put a heat exchanger 22 through which the cold water is passed. This heat exchanger 22 is connected upstream of water heaters, ie when hot water is drawn off, then cold water flows from the water pipe only through this heat exchanger 22 and then into the hot water tank arranged outside the housing 6 and is thereby preheated. Since drinking water has a temperature of 12 ° C in some areas and around 8 ° C or less in winter, strong cooling takes place. In practical implementation, this is illustrated in FIG. 4. In principle, the heat exchanger 22 can be provided in the form of a screw-shaped tube that includes all the cladding tubes 7 in all of the embodiments shown. It is essential that the cold water connection 23 is arranged in the region of the lower ends of the cladding tubes 7 and the hot water is drawn off at 23 ' .

Claims

1.Condensation boiler, consisting of a water-carrying, supply and return connections, two-part housing with a combustion chamber and heating gas pipes, which, starting from the bottom of the combustion chamber, are guided at a gradient to a flue gas and condensate collector with condensate drain and Use cladding tubes to delimit ring channels for the passage of the heat transfer medium from the lower to the upper housing part, the cladding tubes being arranged above the flue gas and condensate collection chamber provided with a discharge connection and opening into the lower, water-carrying part of the housing, characterized in that the water-carrying interior ( 5 ) the housing ( 6 ) divided by a partition ( 11 ) into two immediately adjacent te parts ( 6 ', 6 '') and the boiler flow connector ( 8 ) in the upper region of the upper part ( 6 '') and the boiler return connector ( 9 ) in the upper region of the lower part ( 6 ') of the housing ( 6 ) is arranged, in which lower Part ( 6 '), starting from the partition ( 11 ), the cladding tubes ( 1 ) run and open freely in this lower part and that the Heizgaszugrohre ( 4 ) twisted linearly with respect to their wall ( 3 ) between their cylindrical connection ends and made of stainless steel are formed.

2. Boiler according to claim 1, characterized in that the cladding tubes ( 7 ) end at a distance above the flue gas collecting chamber ceiling ( 13 ) which corresponds approximately to their diameter.

3. A boiler according to claim 1, characterized in that the cladding tubes ( 7 ) with the penetrating heating gas pipes ( 4 ) in the United course concentric circles ( 14 ) with a cylindrical interior space ( 15 ) are arranged.

4. Boiler according to claim 1, characterized in that the parts ( 6 ', 6 '') of the housing ( 6 ) are arranged inclined to each other.

5. Boiler according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the cladding tubes ( 7 ) and the wall of the lower part ( 6 ') be limited space a the cladding tubes ( 7 ) in total by comprehensive heat exchanger ( 22 ) and whose Kaltwasseran circuit ( 23 ) in the region of the lower ends of the cladding tubes ( 7 ) on the lower part ( 6 ') of the housing ( 6 ) is arranged.