DE3407302C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine brennstoffbe­ heizte Wärmequelle gemäß dem Oberbegriff des einzigen Anspruchs.

Eine solche Wärmequelle ist aus dem DE-GM 77 10 693 bekanntgeworden. Hierbei ist ein Vier-Wege-Ventil vorgesehen, das zwischen Haupt- und Hilfswärmetauscher geschaltet ist. Es finden sich keine Angaben, welche Anschlüsse frei sind bzw. in welchem Grade frei bleiben müssen.

Aus dem DE-GM 74 32 590 ist ein Drei-Wege-Mischventil bekanntgeworden, das an den Vorlaufanschluß eines Heizungs­ kessels angeschlossen ist.

Solche brennstoffbeheizten Wärmequellen sind bislang haupt­ sächlich als Gaskessel bekanntgeworden, die aus dem eigent­ lichen Kessel und einem dem Kessel im Abgaspfad nachgeschal­ teten Abgaswärmetauscher bestehen, wobei es bekannt ist, den Abgaswärmetauscher auf den Deckel des Kessels aufzusetzen. Die Eintrittstemperatur des zunächst den Abgaswärmetauscher durchsetzenden Fluids, meist das Rücklaufwasser einer Hei­ zungsanlage, kann so tief sein, daß im Abgaswärmetauscher Kondensat ausfällt und durch eine Leitung abgeleitet wird.

Es ist weiterhin bekannt, daß bei normalen Kesseln dann Kon­ densat entsteht, wenn der Kessel mit einer sehr niedrigen Vorlauftemperatur betrieben wird. In einem Kessel ist aber das Auftreten von Kondensat unerwünscht, da es die Haltbar­ keit des Kessels beeinträchtigt, da die Kesselwärmetauscher von der Werkstoffwahl her nicht auf dauernden Kondensatan­ fall eingerichtet sind.

Es ist aber andererseits nur durch Abkühlen der Rauchgase bis zum Kondensatanfall möglich, erwünschte hohe Wirkungs­ grade der brennstoffbeheizten Wärmequelle zu erzielen.

Der vorliegenden Erfindung liegt mithin die Aufgabe zugrun­ de, eine brennstoffbeheizte Wärmequelle, sei es einen Kessel, Umlauf- oder Durchlaufwasserheizer zu schaffen, die im Kon­ densatanfallbereich arbeitet, bei der aber der Hauptwärmetau­ scher der brennstoffbeheizten Wärmequelle gegen unerwünschte Auswirkungen des Kondensats geschützt ist.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß in den kenn­ zeichnenden Merkmalen des einzigen Anspruchs.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert.

Die einzige Figur stellt eine schematische Schnittzeichnung durch einen Kessel mit aufgesetztem Abgaswärmetauscher dar.

Die brennstoffbeheizte Wärmequelle 1 besteht aus einem Kes­ sel 2 und einem unmittelbar auf den Kessel 2 aufgesetzten Ab­ gaswärmetauscher 3. Der Kessel 2 weist einen Hauptwärmetauscher 4 auf, der Abgaswärmetauscher 3 stellt einen Hilfswärmetau­ scher 16 dar. Der Hauptwärmetauscher 4 wird von einem Gasbrenner 5 beheizt, der über eine mit einem Magnetventil 6 versehene Gaszuleitung 7 mit Brennstoff gespeist wird. Statt eines Gas­ brenners könnte ebensogut ein Ölbrenner vorgesehen werden, statt eines dargestellten atmosphärischen Brenners auch ein Gebläsebrenner. Haupt- und Hilfswärmetauscher 4 und 16 lie­ gen im Abgasweg 8 hintereinander. In dem Abgasweg 8 ist strom­ ab des Hilfswärmetauschers 3 ein Abgasgebläse 9 angeordnet, dessen Druckstutzen mit einem Kamin 10 über eine Leitung ver­ bunden ist.

Die brennstoffbeheizte Wärmequelle 1 speist eine nicht wei­ ter dargestellte Heizungsanlage und/oder einen Brauchwasser­ bereiter über eine Vorlaufleitung 11 und eine Rücklauflei­ tung 12. Beide Leitungen sind unmittelbar im Bereich der brenn­ stoffbeheizten Wärmequelle 1 über eine Beimischleitung 13 miteinander verbunden, wobei am Ende oder Anfang der Beimisch­ leitung ein 3-Wege-Mischer 14 angeordnet ist. Dieser 3-Wege-Mischer 14 dient zum Einstellen der gewünschten Vorlauftemperatur am Verbraucher. Hierzu wird der 3-Wege-Mischer 14 über einen nicht wei­ ter dargestellten Elektro- oder thermischen Motor stetig ge­ steuert. Die Rücklaufleitung 12 setzt sich hinter der Ver­ zweigungsstelle 15, an der die Beimischleitung 13 abgeht, fort und ist wasserseitig an den Hilfswärmetauscher 16 des Abgaswärmetauschers 3 angeschlossen. Von der vorlaufseitigen Seite des Hilfswärmetauschers 16 geht eine Leitung 17 ab, die das im Hilfswärmetauscher 16 in einer ersten Stufe er­ wärmte Fluid führt und die zu einem Einlaßstutzen 18 eines weiteren 3-Wege-Mischventils 19 führt. Auch dieses 3-Wege- Mischventil 19 ist von einem stetig steuernden Elektromotor 20 stufenlos über eine Stellwelle 21 verstellbar. Ein zweiter Einlaßstutzen 22 des 3-Wege-Mischventils 19 ist über eine Lei­ tung mit einer Verzweigungsstelle 23 verbunden, an die ei­ nerseits der Vorlaufanschluß des Hauptwärmetauschers 4 und zum zweiten eine Leitung 24 angeschlossen ist, die zu einem der Einlaßstutzen des 3-Wege-Mischers 14 führt. Der andere Einlaßstutzen dieses 3-Wege-Mischers 14 ist an die Leitung 13 angeschlos­ sen, der Auslaß an die Vorlaufleitung 11. Ein Auslaßstutzen 25 des 3-Wege-Mischventils 19 ist über eine Leitung 26 mit dem Einlaß des Hauptwärmetauschers 4 verbunden. Es ist möglich, das 3-Wege-Mischventil 19 so auszugestalten, daß in seiner einen Endstellung der Auslaßstutzen 25 oder der Einlaßstut­ zen 18 nicht ganz verschlossen werden kann, um einen Mindest­ durchsatz an Fluid durch den Hauptwärmetauscher 4 zu gewähr­ leisten.

Eine Pumpe 27 ist in die Rücklaufleitung 12 oder in die Leitung 26 eingefügt.

Die eben beschriebene brennstoffbeheizte Wärmequelle weist folgende Funktion auf:

Wird der Kessel 2 zusammen mit dem Abgaswärmetauscher 3 an einer Fußbodenheizung oder einer sonstigen Niedertemperatur­ heizung betrieben oder wird bei einer sonst normal betrie­ benen Heizung eine sehr niedrige Vorlauftemperatur in der Leitung 11 verlangt, so daß die Gefahr besteht, daß auch der Hauptwärmetauscher 4 im Kondensationsbereich der Abgase be­ trieben wird, so wird über den Stellmotor 20 und die Stell­ welle 21 des 3-Wege-Mischventils 19 in eine solche Stellung ge­ bracht, daß der Durchsatz von Heizungsfluid durch die Lei­ tung 26 und damit durch den Hauptwärmetauscher 4 verringert wird. Der verringerte Durchsatz durch den Hauptwärmetauscher 4, der im übrigen eine sehr viel größere Wärmeübertragungslei­ stung besitzt als der Hilfswärmetauscher 16, führt zu einer Temperaturanhebung im Hauptwärmetauscher 4 und damit zu einer Verringerung des Kondensationsniederschlages. Dieser Konden­ sationsniederschlag tritt demgemäß nur im Anfahren aus dem kalten Zustand auf. Das bedeutet zwar, daß das Temperatur­ niveau im Abgasweg 8 ansteigt, dieses Temperaturniveau wird jedoch im Bereich des Hilfswärmetauschers 16 auf ein Tempe­ raturniveau annähernd der Umgebungstemperatur heruntergekühlt. Die Wärme des Abgases und die Kondensationswärme werden im Abgaswärmetauscher 3 aus den Rauchgasen herausgeholt und auf das durch die Rücklaufleitung 12 dem Abgaswärmetauscher 3 zugeführte Rücklauffluid der Heizungsanlage übertragen. Wird eine höhere Vorlauftemperatur in der Vorlaufleitung 11 angefordert, so kann über den Stellmotor 20 das 3-Wege-Mischventil 19 so ver­ stellt werden, daß ein größerer Heizungsfluiddurchsatz durch die Leitung 26 und damit durch den Hauptwärmetauscher 4 er­ folgt. Diese Durchsatzvergrößerung entspricht auch einer Lei­ stungsvergrößerung, da dann im Hauptwärmetauscher 4 eine grö­ ßere Wärmemenge in der Zeiteinheit an das Heizungsfluid über­ tragen werden kann, die aufgrund der Temperaturanhebung der Vorlaufleitung 11 auch gewünscht ist.

Durch die Anordnung des 3-Wege-Mischventils 19 - es kann sich hier auch um ein 4-Wege-Mischer handeln - wird der Hauptwärmetauscher 4 des Kessels 2 vor vermeidba­ rem Kondensatanfall geschützt, ohne den Wirkungsgrad der Kom­ bination des Hauptwärmetauschers mit dem Abgaswärmetauscher zu erniedrigen.

Wenn die Pumpe in der Leitung 26 angeordnet ist und beim Anfahren der Einlaufstutzen 18 geschlossen oder fast geschlos­ sen ist, wird nur Heizungsfluid im Hauptwärmetauscher 4 geför­ dert. Dadurch ist auch eine schnelle Aufheizung des Haupt­ wärmetauschers 4 gegeben. Außerdem ist bei Verwendung eines thermischen Antriebs für das 3-Wege-Mischventil 19 ein rasches Ansprechen gewährleistet, da der Antrieb ständig umspült wird. Außer­ dem treten nicht so schnell Siedegeräusche auf.

Claims (1)

1. Brennstoffbeheizte Wärmequelle mit einem ersten Haupt­ wärmetauscher und einem zweiten mit ihm bezüglich der Rauchgase in Serie liegenden Hilfswärmetauscher, in welchem das durch den Hauptwärmetauscher geströmte Rauchgas unter Kondensatausfall weiter herabgekühlt wird und mit einem Mehrwege-Mischventil im Wege des aufzuheizenden Fluids zwischen den Wärmetauschern, dadurch gekennzeichnet, daß das Mehrwegeventil (19) als 3-Wege-Mischer ausgebildet ist, wobei ein Ein­ strömanschluß (18) an den Auslaß (17) des Hilfswärme­ tauschers (16), der zweite Einströmanschluß (22) an den Auslaß des Hauptwärmetauschers (4) und der Auslaßanschluß (25) an den Einlaß (26) des Haupt­ wärmetauschers angeschlossen sind, wobei der Auslaß­ anschluß (25) zum Hauptwärmetauscher (4) und der Einlaßanschluß (18) des Mehrwegeventils (19) nicht ganz verschließbar ausgebildet sind.