DE3325822A1 - Heizungskessel - Google Patents

Description

• Heizungekessel Die Erfindung betrifft einen Heizungskessel gemaß Oberbegriff des Hauptanspruches.
• Derartige Heizungakessel sind allgemein bekannt und in Benutzung, wobei die Maßgabe, daß wmindestens eine Kammer mit Brenner vorgesehen sein soll, der ebenfalls bekannten Ausbildung von Heizungskesseln Rechnung trägt, bei der mehrere solcher Kammern und zwar in der Regel in Form von die Vorder- und Rückwand durchgreifenden entsprechend großvolumigen Rohrzügen vorgesehen sind, die Je nach WSrmebedarf ein- und ausgeschaltet werden können, In Rücksicht auf Energieersparnis sind Heizungskessel entwickelt worden und in Benutzung, die nicht mehr kondensatanfällig sind, so daß diese Heizungakessel als "Niedertemperatur- bzw. Tieftemperaturkesselfl im anderen Fall heruntergefahren werden, ohne daß eine Gefährdung durch dann ggf. anfallendes Kondensat eintreten kann.
• Der damit verbundene Material- und Fertigungsaufwand ist nicht unbetrEchtlich und zwar insbesondere dann, wenn es sich um Heizungakessel für höhere Leistungsbereiche handelt. Fflr solche Bereiche werden, abgesehen von entsprechend großen einkammerigen Heizungakesseln, auch solche angeboten, die, wie vorerwähnt, mindestens zwei Kammern aufweisen, bei denen der hohe Leistungsbereich im Falle der Einschaltung aller vorhandenen Kammern erreichbar ist.
• Da, wie erwähnt, der Material- und Fertigungasurwand für kondensatfeste Heizungakessel bzw. Brennkammern nicht unbeträchtlich ist, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Heizungskessel zu schaffen, der auch auf Nieder- bzw. Tieftemperaturen heruntergefahren werden kann, ohne daß der erwähnte Material- und Fertigungsaufwand im vollem Umfang aufgebracht werden muß.
• Diese Aufgabe ist mit einem Heizungskessel der ein gangs genannten Art nach der Erfindung durch das im Kennzeichen des Heuptanspruches Erfaßte gelöst, Diesem Ldsungeprinzip liegt folgende Uberlegungzugrunde: Wenn ein Heizungskessel heruntergefahren und ausgekühlt ist, so sind auch die Kammerwände, die die Flamm- und Rauchgase führenden Innenräume begrenzen, entsprechend kalt, eo daß sich bei Einschaltung dea Brenners Kondensat bilden kann. Dies würde nun nicht eintreten, wenn diese kinde vor dem Einschalten des Brenners bis auf die Temperatur gebracht würden, bei der keine Kondensatbildung eintritt. Genau dies ist aber mit einem Kessel nach der Erfindung möglich, da bei einem solchen Heizungskessel vor Beginn der Aufheizphase, d.h. vor Einschaltung des Brenners, dieser Aufheizphase eine Vorheizphase vorgeschaltet werden kann, in der, und zwar im Grunde unabhängig vom wie und woher, dem Kessel soviel Wärme zugeführt wird, daß die sonst gefährdeten Wände hinsichtlich ihrer Temperatur auf bzw. geringfügig über das kondensstkritische Temperaturniveau gebracht werden.
• Erst dann wird der Brenner eingeschaltet und der Kessel im herkömmlichen Sinn aufgeheizt und Je nach Wärmeanforderung weiter beheizt.
• Wenn man von diesem Grundprinzip ausgeht, ist unter nVorheizelement" all das zu verstehen, was in der Lage ist, Vorheizwärme zu liefern, also bspw. elektrische Heizelemente, Elemente zur Durchleitung von Vorheizmedien und bei Heizkesseln mit mehreren Kammern sogar die unterste Kammer, die dann selbst in bekannter Art kondensatfest ausgebildet ist.
• WVorheizwSrmezufuhrelementea bedeuten in diesem Zusammenhang und im Gegensatz zum Vorheizelement, daß an dieses Element jeder sonstige Heizmediumwsrmer oder jedes WBrmeliefergerät angeschlossen sein kann, also bspw. eine Wärmepumpe, ein Heißwasserspeicher, mit dem Vorheizmedium auf einem entsprechend hohen Temperaturnieveau über längere Zeit gehalten werden kann. Wesentlich ist dabei, daß das Vorheizelement nicht irgendwo im wasserführenden Gehäuse angeordnet ist, sondern unter der die Flamm- und Rauchgase führenden Kammer.
• Im Zusammenhang mit diesem Vorheizwärmezufuhrelement wäre es auch möglich, wenn man bei einem Heizkessel mit mehreren Kammern, die in einem gemeinsamen Wasserführenden Gehause untergebracht sind, die oberste Kammer kondensetfest ausbildet und das von dieser Kammer aufgewärmte Heizmedium in den Bereich des wasserführenden Gehäuses nach unten pumpt, der als nächster zugeschaltet werden soll.
• Regeltechnisch ist dies alles ohne weiteres in den Griff zu bekommen, wobei grundsätzlich wesentlich ist, daß der Brenner für die in Betrieb zu nehmende Kammer verzögert erst dann eingeschaltet wird, wenn die Wandungen dieser Kammer ausreichend vorgewärmt sind.
• Obgleich die erfindungagemäße Lösung hauptsächlich für Heizungskessel mit gröberen Leistungabereichen in Frage kommt, so schließt dies nicht aus, auch kleinere Heizungakessel mit nur einer Kammer entsprechend auszubilden und mit einer solchen Vorhezung zu betreiben.
• Nach der DE-OS 21 36 553, auf die der Oberbegriff des Hauptanspruches Bezug nimmt,ist es zwar bekannt, im wasserführenden Gehäuse elektrische Heizeinsätze vorzusehen bzw. anzuordnen, diese sind aber nicht unter der Brennkammer, sondern gewissermaßen irgendwo eingebaut, was für den beabsichtigten Zweck, nämlich der Ersatzheizung (also alternativ zu 1, Gas oder Festbrennstoffen) durchaus geeignet sein mag, insbesondere um Nachtstrom auszunutzen.
• Der vorliegende Zweck, nämlich die Wandungen der Kammer in kurzer Zeit über die kondensatkritische Temperatur zu bringen und dann den 01- oder Gasbrenner einzuschalten, ist damit nicht erfüllbar, zumal die tatsächliche Anordnung der elektrischen Heizelemente dafür denkbar ungeeignet ist.
• Dem gleichen Zweck einer Ersatz- bzw. Hilfsheizung dient eine Kesselanlage nach der CH-PS 577 663, wobei allerdings das Zusatzheizelement sogar außerhalb des wasserführenden Gehäuses am Heizkesselrücklauf angeordnet ist.
• Der erfindungegemäße Heizungskessel wird nachfolgend anhand der zeichneriachen Darstellung von AusfGhrungsbeispielen näher erläutert.
• Es zeigt schematisch Fig. 1, 2 das Grundprinzip des Heizungskessels mit "Vorheizung"; Fig. 3 eine weitere Ausführungsrorm des Haizungekesseis und Fig. 4 noch eine andere Ausführungaform das Heizungskessels.
• Die Heizungakessel nach den Fig. 1,2 stellen die einfachste Variante dar. Das wasserführende Gehause ist mit 1 bezeichnet und die die Gase führende Kammer mit 3.
• Auf die DanRellung sämtlicher, bei Heizkesseln üblicher Einzelheiten, wie Vor- und Rücklaufanschlüsse, Rauchgas abzugsstutzen, Brennkammer- und Rauchgaszuggestaltung ist verzichtet.
• Bei den Kesseln nach Fig. 1,2 handelt es sich um solche, bei denen auf irgendwelche Ausbildungen bekannter Art verzichtet ist, um sie entweder kondensatfeat zu machen und/oder um überhaupt einen Kondensatanfall zu verhindern.
• Statt dessen ist im Falle der Fig. 1 im wasserführenden Gehäuse 1 unter der Kammer 3 ein Vorheizelement 1, bspw.
• ein elektrisches Heizelement angeordnet.
• Der Brenner 2 steht über eine Vergrßerungsschaltung 5 mit dem Vorheizelement I bzw. besser noch mit einem Thermofühler 6 in Verbindung, der die Wassertemperatur der Wand 4 registriert. Sobald diese nach Inbetriebnahme der Vorheizung die bzgl. eines Kondensatanfalles nicht mehr kritische Temperaturen erreicht hat, wird über die Verzßgerungsschaltung 5 der Brenner 2 eingeschaltet, wonach dann der Betrieb des Kessels in der üblichen Weise und mit den üblichen Schaltkriterien weiterlaufen kann.
• Nach dem gleichen Prinzip arbeitet auch der Kessel: nach Fig. 2 nur mit dem Unterschied, daß anstelle des Vorheizelementes hier ein Vorheizwärmezufuhrelement II vorgesehen ist, wobei das mit WT bezeichnete Element jedes geeignetexGerät sein kann, das in der Lage ist, dies für eine Vorheizung im obigen Sinne ausreichende und notwendige Wärmemenge zu liefern.
• Bei den Kesseln nach Fig. 3,4 handelt es sich um Kessel besonderer Art insofern, als hierbei mehrere Kessel- bzw. Kammereinheiten zu einem Kesselaggregat zusammengefaßt sind. Derartige Kessel sind bekannt und wurden entwickelt, um bedarfsangepaßt durch Zu- oder Abschaltung eine mehr oder weniger große Heizleistung zu liefern.
• Im Falle der Fig. 3 besteht dieser Kessel aus zwei bapw. in getrennten Gehäusen untergebrachte Kesseleinheiten, wobei die wasserführenden Gehäuse, wie bspw. angedeutet, miteinander in Verbindung stehen.
• Die untere Einheit ist in bekannter Weise kondensatfest ausgebildet, während die obere Einheit wesentlich einfacher und weniger aufwendig einen WNorm kessel' darstellt.
• Geringer Wärmebedarf wird also mit der unteren Einheit gedeckt, und das Heizmedium wird, ohne deß die obere Einheit eine Aufwärmung erfährt, ganz normal über den Kesselvorlaufstutzen 7 abgezogen. Da diese untere Kesseleinheit kondensatfest ausgebildet ist, kann dieser vollkommen stillgesetzt und auch wieder eingeschaltet werden.
• Fällt ein höherer Wärmebedarf an, als ihn die untere Einheit in der Lage zu liefern ist, eo wird die obere Einheit im Bedarfsfall zugeschaltet, wobei jedoch der Brenner 2 der oberen Einheit erst eingeschaltet wird, wenn über geöffnete Ventile 8 die obere Einheit von der unteren Einheit, die in diesem Fall das Vorheizwärmezufuhrelement II bildet, eine ausreichende WSrmezufuhr erhalten hat und die Wandungen 4 der Kammer 3 auf ein nicht mehr kritisches Temperaturniveau angehoben sind.
• Beim Ausführungabeispiel nach Fig. 4 ist die Kondensatfeste Kessel- bzw. Kammereinehit als Vorheizwärmezufuhrelement II oben im wasserfUhrenden Gehause 1 angeordnet, in dem sich im Beispiel darunter zwei weitere Kessel- bzw. Kammereinheiten in nNormalausführung1 befinden, deren Brenner 2 über die Verzdgerungsachaltung 5 gleichzeitig oder stufenweise, wie beschrieben, eingeschaltet werden, nachdem zunächst Vorheizmedium über Mehrwegeventil 9 im Vorlauf auf die mittlere bzw. auf die mittlere und untere Einheit gegeben werden.
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Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Heizungakessel fUr flüssige oder gaartirmige Brennstoffe, bestehend aus mindestens einem wesserführenden Gehause mit Vor- und Rücklaufunschlüssen, wobei im wassertEhrenden Gehause mindestens eine, die Flamm- und Rauchgase führende, mit dem Rauchgasubzugastutzen in Verbindung stehende Kammer mit Brenner und mit mindestens einem weiteren Heizelement angeordnet ist, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß des weitere Heizelement unter der mit Brenner (2) versehenen Kammer (3) in Form eines Vorheizelementes (I) oder eines Vorheizwärmezufuhrelementes (II) angeordnet ist, wobei der Brenner (2) flber eine Verzögerungaschaltung (5) mit dem die Vorheizwärme lieferndem Element und/oder einem Thermofühler (6) derart verbunden ist, daß sich der Brenner (2) erst einschaltet, wenn die Wandungen (4) der Kammer (3) über die kondensatkritische Temperatur vorgeheizt sind.
2. 2. Heizungskessel nach Anspruch 1, d e d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das weitere Heizelement als Vorheizelement (I) in Form eines elektrischen Heizelementes ausgebildet ist.
3. 3. Heizungskessel nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Vorheizwsrmezufuhrelement (II) in Form einer separaten Kammer (3w) mit eigenem wasserführenden Gehause (1) des Heizungakessels verbunden und flamm- bzw. rauchgasseitig kondensat- bzw. korrosionafeat auagebildet ist.
4. 4. Heizungskessel nach Anspruch 1, d 1 d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß im wasserfUhrenden Gehause (1) mindestens zwei Kammern (3) angeordnet sind, von denen die obere (3') als Teil des VorheizwSrmezufuhrelementes (II) ausgebildet ist, dessen anderer Teil von einer Vorheizwirmerücklaufleitung (lo) gebildet wird, die unterhalb der vorzuheizenden Kammer (3) in das wasserfUhrenda Gehause (1) einmündend angeordnet ist