DE3416115C2

DE3416115C2 - Wasser/Luft-Heizkessel

Info

Publication number: DE3416115C2
Application number: DE19843416115
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 4400 Münster Schmitt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-04-30
Filing date: 1984-04-30
Publication date: 1986-10-23
Also published as: DE3416115A1

Abstract

Wasser/Luft-Heizkessel mit einem vorn offenen, wasserdurchströmten Doppelmantel mit wasserführenden Querrohren, einem in Abstand zumindest von einer Seitenwand und/oder der Rückwand des Doppelmantels angeordneten weiteren Mantel, der zwischen sich und dem Doppelmantel einen, einen Luftstrom führenden Spaltraum einschließt, wobei vom Spaltraum zumindest eine im wesentlichen waagerecht angeordnete Luftaufheizleitung ausgeht, die den Feuerraum durchquert, und Luftaufheizleitung und wasserführende Querrohre getrennte Teilbereiche des Feuerraumkopfes einnehmen, wobei unterhalb des Feuerraumkopfes ein Feuerkorb (31) beweglich angeordnet ist. Der Heizkessel weist weiterhin einen luftdurchlässigen Untersatz (18) mit einem etwa mittig im Untersatz angeordneten Glutkasten (23) auf, der von der zum Spaltraum (17) strömenden Luft umströmt wird. In der Ausführung als Wechselbrandkessel kann der Untersatz (18) zweigeteilt sein in eine Luftaufheizkammer (18) und eine Kammer (18') mit einem Doppelmantel (1') und wasserführenden Wärmeaustauschkörpern (33), die mit dem Doppelmantel (1) in Strömungsverbindung stehen. An die Kammer (18') ist dann ein Öl- oder Gasbrenner (34) angebaut.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wasser/Luft-Heizkessel mit einem vorne offenen, wasserdurchströmten Doppelmantel mit wasserführenden Querrohren, mit einem in einem luftdurchlässigen Untersatz angeordneten Glutkasten, einem in Abstand zumindest von einer Seitenwand und/oder der Rückwand des Doppelmantels angeordneten weiteren Mantel, der zwischen sich und dem Doppelmantel einen einen Luftstrom führenden Spaltraum einschließt, wobei vom Spaltraum zumindest eine im wesentlichen waagerecht angeordnete Luftaufheizleitung ausgeht, die den Feuerraum durchquert und Luftaufheizleitung und wasserführende Querrohre getrennte Teilbereiche des Feuerraumkopfs einnehmen.

Durch das DE-GM 82 01 900 des Anmelders ist ein Heizkessel der genannten Art bekannt. Dieser Heizkessel, der insbesondere als Kamineinsatz verwendet wird, hat sich im Einsatz gut bewährt. Er gibt einmal über den Heißwasservorlauf eine hohe Leistung an die Warmwasserheizung ab, zum anderen wird in seinem Frischluft führenden Luftaufheizkanal Warmluft erzeugt, die an den Wohnraum abgegeben wird. Mit einem Heizkessel mittlerer Größe laßt sich ein ganzes Haus beheizen.

Bei dem bekannten Heizkessel werden bei der Beheizung die wasserführenden Querrohre und die Luftaufheizleitung im Feuerraum gemeinsam aufgeheizt. Das führt dazu, daß z. B. bei einem kalten Heizkessel zunächst auch das Wasser in den wasserführenden Teilen des Einsatzes aufgeheizt werden muß und somit, wenn eine schnelle Aufheizung nur der Raumluft verlangt wird, gegebenenfalls nicht genügend Wärme zur Verfügung steht Der Heizkessel erweist sich, wenn die Abgabe einer größeren Menge einer Wärmeart Heißwasser oder Warmluft gefordert wird, a!s nicht flexibel genug. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wasser/Luft-Heizkessel anzugeben, der je nach Bedaif an gewünschter Wärmeart eine optimale Aufteilung der anfallenden Energie auf die im Kessel erzeugte Warmluft bzw. das Heizungswasser ermöglicht Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei dem eingangs genannten Heizkessel dadurch gelöst, daß unterhalb des Feuerraumkopfes ein beweglich angeordneter Feuerkorb vorgesehen ist unter dem der Glutkasten (23) angeordnet ist

Bei dem erfindungsgemäßen Heizkessel kann der bewegliche Feuerkorb, in dem Festbrennstoffe wie Holz, Kohle aber auch Torf und Briketts verbrannt werden können, zwischen dem Bereich der wasserführenden Querrohre und der Luftaufheizleitung verschoben werden. Die besonderen Stellungen des Feuerkorbes sind dabei einmal die Lage unterhalb der Querrohre, bei der das Anlagenwasser aufgrund der großen Oberfläche der Querrohre rasch aufgeheizt wird, die Lage unterhalb der Luftaufheizleitung, die zu einer intensiven Erwärmung der durch Konvektion im Sammelkanal aufsteigenden Luft führt, und eine Mittelstellung, in der beide Bereiche gleichmäßig aufgeheizt werden.

Die Anordnung des Wasseraufheizbereiches mit den Querrohren und des Bereiches mit der Luftaufheizleitung im Heizkessel kann grundsätzlich beliebig erfolgen. Vorteilhaft ist aber die Ausführung (Fig. 2), bei der hinter der Feuerraumöffnung des Heizkessels der Luftaufheizbereich und dahinter der Wasseraufheizbereich angeordnet ist.

Durch den verschiebbaren Feuerkorb ist eine kontrollierte Aufheizung der im Heizkessel vorhandenen Wärmeträger Luft und Wasser möglich. Diese Eigenschaft wird noch dadurch verstärkt daß dem Heizkessel, dessen Feuerraumöffnung verschließbar ist. über den Untersatz dosiert Frischluft zugeführt werden kann, wodurch ein sparsamer Abbrand des Brennmaterials erreicht wird.

Die Verschiebung des Feuerkorbes im Feuerraum kann von Hand, z. B. über eine Zugkette erfolgen. Vorzugsweise wird man aber einen Thermostatfühler im Doppelmantel vorsehen, über den je nach Temperatur des Anlagenwassers die Stellung des Feuerkorbes regelbar ist. Bei dieser Ausführung könnte auf die thermische Ablaufsicherung am Kessel verzichtet werden und dadurch erhebliche Mengen an Kühlwasser eingespart werden.

Weiterhin ist bei dem Heizkessel vorgesehen, daß der Glutkasten etwa mittig im Untersatz angeordnet und von der zum Spaltraum strömenden Luft umströmt ist. Die in den Untersatz eintretende Frischluft kann somit durch intensiven Kontakt mit der heißen Wandung des Glutkastens stark aufgeheizt werden, bevor sie in den Spaltraum eintritt Insbesondere, wenn durch eine Trennwand im Unteratz der direkte Strömungsweg zum Spaltraum unterbrochen wird, wird die Frischluft üui einem läiigcti YTcg ucui€£.ü Um viCH gSDZSn vJ.Uw.w-

sten herumgeführt, wobei die Kontaktfläche und die Verweilzeit durch in Strömungsrichtung verlaufende Rippen noch weiter gesteigert werden kann. Dabei können die Rippen am Glutkasten und/oder an der Wandung des Untersatzes angeordnet sein.

An einer Seitenfläche bzw. auf der Unterseite des Untersatzes sind Lufteintrittsstutzen vorgesehen, deren

Querschnittsfläche des Spaltraumes entspricht Es ist somit gewährleistet, daß der hohe Bedarf an Frischluft auch in den Sammelkanal des Kamineinsatzes gelangen kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine teilweise geschnittene Vorderansicht eines als Kamineinsatz verwendeten Heizkessels,

Fig.2 einen Längsschnitt parallel zu einer Seitenfläehe des Heizkessels gemäß F i g. 1,

F i g. 3 einen Längsschnitt durch den wasserführenden Teil des Heizkessels parallel zur Vorderseite,

F i g. 4a einen Querschnitt durch den Luft- bzw. Wasseraufheizbereich des Heizkessels,

F i g. 4b einen Querschnitt des Untersatzes mit einem angeflanschten Brenner,

F i g. 5 einen Längsschnitt eines Heizkessels mit einem nur Luft führenden Untersatz,

F i g. 6a und 6b den Untersatz des Kessels gemäß der F i g. 5 im Querschnitt und Längsschnitt,

F i g. 6c eine teilweise angeschnittene Vorderansicht des Untersatzes.

Gemäß den Figuren besitzt der Heizkessel, der für den Einbau in einen Kamin oder Kachelofen oder als Wasser/Luft-Heizkessel im Keller vorgesehen ist, einen wasserführenden Doppelmantel, der zwei sich gegenüberliegende Seitenwände 2, eine Rückwand 3 sowie eine Deckwandung 4 und einen Boden 5 aufweist.

Im hinteren oberen Teil des Feuerraumes 6 des Einsatzes sind Querrohre 7 bzw. Wassertaschen angeordnet, die den Feuerraum 6 durchqueren. Ober- und Unterwandung der Querrohre 7 sind schräg angesetzt, um möglicherweise auftretendes säurehaltiges Kondensat abfließen zu lassen. Aufgrund ihrer Höhe stellen die Querrohre den zur Abzugshaube 16 abziehenden Rauchgasen, die zwischen den Querrohren durchtreten, eine große Wärmeaustauschfläche zur Verfügung.

Wie aus F i g. 3 ersichtlich ist, steigen die Querrohre 7 zum Vorlaufrohr 8 des Doppelmantels hin leicht an. Da das Rücklaufrohr 9 weiterhin diagonal zum Vorlauf 8 angeordnet ist, wird somit erreicht, daß das Anlagenwasser auf dem Weg zum Vorlauf den ganzen Kessel durchströmt.

Im oberen Bereich des Doppelmantels 1 liegen weiterhin sowohl eine Brauchwasser-Rohrschlange 10 zur Brauchwassererzeugung als auch die vorgeschriebene Sicherheits-Rohrschlange 11 zur Sicherheitskühlung. Ein Meßfühler 11' dient zur Auslösung des Kaltwasserstroms für die thermische Ablaufsicherung. Ein Stutzen

12 ist als Entlüftungsrohr vorgesehen.

Der Heizkessel weist weiterhin ein Sicherheitsventil

13 und andere, an sich bekannte Sicherheits- und Regelungsteile auf. Diese sind entweder gesetzlich vorgeschrieben oder stehen im Belieben des Fachmannes, so daß sie nicht näher beschrieben zu werden brauchen. Ein weiterer Temperaturfühler 14 nimmt die Temperatur des Wassers im Kamineinsatz auf. Bei Erreichen einer Solltemperatur wird die Wasserpumpe betätigt, die das Anlagenwasser des Heizkessels in die Heizungsuiiiugc eiuspeisi.

Wie F i g. 4 deutlich zeitgt, sind bei dem Heizkessel die Seitenwände 2 sowie die Rückwand 3 des Doppelmantels von einem weiteren Mantel 15 umgeben, der aus Metallblech hergestellt und mit dem Doppelmantel 1 fest verbunden ist. Wie in der Figur bei einer Seitenwand angedeutet ist, kann der Mantel auch bauseitig durch Mauerwerk oder Kacheln erstellt werden. Den oberen Abschluß des Mantels 15 bildet die Deckwand 4.

Zwischen dem Mantel 15 und den Seitenwänden 2 des Doppelmantels 1 ist ein Spaltraum 17 (Luftaufheizkanal) gebildet, in dem die Luft die den Spaltraum 17 von einem Untersatz 18 zugeführt wird, aufgeheizt wird und durch Konvektion nach oben steigt Die Wärmeübertragung an die Luft wird im Spaltraum 17 durch in Strömungsrichtung verlaufende Rippen 19 verbessert

Im vorderen Bereich des Einsatzes und oberhalb der Feuerraumöffnung tritt die Luft die jeweils zu beiden Seiten des Einsatzes im Spaltraum nach oben steigt in ein Register von Luftaufheizrohren 20' ein, die quer durch den Feuerraum 6 verlaufen. Dabei sorgen Leitbleche 30 im Spaltraum dafür, daß jeweils nur die Hälfte der Luftaufheizrohre 20' durch die von einer Seite einströmende Luft benutzt wird.

Die andere Hälfte der Rohre wird von der Luft der gegenüberliegenden Luftkanalseite durchströmt Die Luftaufheizrohre 20' gewährleisten aufgrund ihrer Anzahl und ihres Querschnittes eine ausreichende Warmluft- bzw. Frischluftzufuhr zum Wohnraum.

Nach Durchtritt durch die Luftaufheizrohre 20' wird die Luft in einer Luftaufheiztasche 20 vereinigt die parallel zu den Luftaufheizrohren 20' verläuft In der Tasche 20 wird die Luft über an die untere Wandung angesetzte Rippen 21 weiter aufgeheizt. Den oberen Abschluß der Tasche 20 bildet ein Teil der Deckwand 4, die öffnungen mit Luftaustrittsstutzen 22 aufweist, über die die aufgeheizte Luft austritt und z. B. mit Hilfe von biegsamen Aluflex-Rohren in den Wohnraum bzw. zu anderen Räumen, die beheizt werden sollen, geleitet wird.

Wie aus F i g. 2 besonders gut ersichtlich ist sind bei dem Heizkessel der wasserführende Teil mit den Querrohren 7 und der Luftaufheizkanal mit den Luftaufheizrohren 20' baulich deutlich voneinander getrennt. Sie können daher über einen Feuerkorb 31, in dem feste Brennstoffe verbrannt werden, getrennt oder bei mittlerer Stellung des Feuerkorbes gemeinsam aufgeheizt werden. Der Feuerkorb 31 läuft auf Schienen 32 im Feuerungsraum und kann mechanisch verschoben werden. Vorzugsweise ist aber eine Verschiebung über eine Stellvorrichtung (nicht gezeigt) vorgesehen, die über einen Thermostatfühler, der z. B. in einem Stutzen 14' die Temperatur des Anlagenwassers aufnimmt, regelbar ist.

Bei dem in den F i g. 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiel setzt sich die genannte Unterteilung auch im Untersatz 18 fort, der dementsprechend aus zwei Kammern 18' und 18" gebildet ist Die vordere Kammer 18', in der mittig ein Glutkasten 23 mit Rostboden 27 und Luftaufheizrippen 26 sowie ein Aschekasten 29 angeordnet sind, ist luftführend, und in ihr wird auf der Unterseite über Lufteintrittsstutzen 25 mit großen Querschnitten Frischluft zugeführt. Getrennt davon kann der Glut im Glutkasten 23 dosiert Luft über ein verstellbares Lufteintrittsgitter 28 des Aschekastens zugeführt werden. Die hintere Kammer 18" des Untersatzes besitzt einen wasserführenden Doppelmantel Γ, der mit dem Doppelmantel 1 in Strömungsverbindung steht. Die hintere Kammer 18" weist weiterhin im Inneren vertikale Wassertaschen 33 auf, die zusammen mit dem wasserführenden Uoppelmantel 1' von einem an die hintere Kammer 18" angeflanschten Brenner 34 aufgeheizt werrlen können. Als Brenner 34 kann ein öl- oder Gasbrenner eingesetzt werden, so daß die Beheizung des Heizkessels im Wechselbrandbetrieb erfolgen kann. Die Verbrennungsgase des Brenners werden beim Austritt aus der hinteren kammer 18" auf der Rückseite des Heizkessels zwischen zwei Donnelmantelflärhen V nnH

3" geführt und anschließend über einen Absaügstutzen 16' in einen getrennten Schornsteinzug geleitet. Die beschriebene Anordnung ist besonders in der Aufheizphase des Einsatzes vorteilhaft, in der im Feuerraum 6 durch Verbrennung des Feststoffmaterials noch nicht genügend Wärme entwickelt wird. In dieser Phase erfolgt die Aufheizung des Anlagenwassers im wesentlichen durch den Brenner 34. Wenn vom Feuerraum 6 genügend Wärme abgegeben wird, kann der Brenner 34 abgeschaltet werden. Der Brenner schaltet sich immer dann zu, wenn die vom Feuer abgegebene Wärme zur Heizung der Wohnung nicht ausreicht, und somit ist die Vollheizung für das ganze Haus gewährleistet. Entsprechende Schaltungen sind bekannt und brauchen daher nicht näher beschrieben zu werden.

Der Untersatz JS des Heizkessels kann aber auch, wie in der Ausführungsform der F i g. 5 und den F i g. 6a bis 6c gezeigt ist, als reiner Luftuntersatz ausgebildet sein.

In dieser Ausführungsform ist in dem einteiligen Untersatz 18 ein zum Feuerraum 6 hin offener Glutkasten 23 mittig angeordnet Zwischen Glutkasten 23 und der vorderen Wandung des Untersatzes !8 verläuft eine Trennwand 24, die die direkte Strömungsverbindung zwischen den Lufteintrittsstutzen 25, von denen jeweils zwei auf der Unterseite des Untersatzes angeordnet sind, und dem Spaltraum 17 versperrt Die Frischluft die durch die Lufteintrittstutzen 25 in den Untersatz gelangt wird nahezu um 360° um den Glutkasten 23 herumgeführt wobei sie sich stark aufheizt. Die Wärmeübertragung an die Luft wird durch Luftaufheizrippen 26 verbessert die an den Seitenwänden des Glutkastens und an der Deckenwandung des Untersatzes in Strömungsrichtung angeordnet sind. Die Strömung der zugeführten Frischluft im Untersatz ist in den F i g. 6a und 6b durch Pfeile angedeutet

In Abhängigkeit von der Feuerraumbreite werden Lufteintrittsstutzen 25 mit unterschiedlicher Querschnittsfläche verwendet z. B. beträgt die Querschnittsfläche eines Stutzens bei einer Feuerraumbreite von 70 bis 200 cm², bei einer Feuerraumbreite von 30 cm 250 cm². Aufgrund der großen Querschnittsfläche ist gewährleistet daß große Frischluftmengen durch den Kamineinsatz strömen können.

Der Boden des Glutkastens 23 ist als Rostboden 27 ausgebildet. Der Rostboden 27 kann in seiner Höhe verstellt werden, und zwar zwischen einer unteren Stellung 2, die der Boden in Fig.6b und 6c einnimmt und einer oberen Stellung, in der der Boden praktisch in derselben Höhe wie der Boden des Feuerraumes liegt Zwischen diesen beiden Stellungen sind Zwischenstellungen möglieh, in denen der Rostboden durch Stege (nicht gezeigt) gehalten wird

Durch ein verstellbares Lufteintrittsgitter 28 in der Frontplatte des Aschkastens 29, der seinerseits in einem als ICesselständer ausgebildeten Aschkastenhalter 29' angeordnet ist kann der Glut im Glutkasten 23 und dem Feuerraum durch den Rostboden 27 dosiert Frischluft zugeführt werden.

In der F i g. 5 ist der Feuerkorb 31 der Übersichtlichkeit wegen fortgelassen. In dem Ausführungsbeispiel ist weiterhin die Luftaufheizleitung als eine von Rippen 21 durchgesetzte Luftaufheiztasche 20 ausgebildet, die den vorderen Bereich des Feuerungsraumes durchquert Die schräg im Rauchgaszug angeordneten Wassertaschen 7 weisen im Vergleich zu ihrer Breite eine um etwa das Zehnfache größere Länge auf. Dadurch wird die Kontaktfläche, die den Rauchgasen zur Wärmeübertragung an das Anlagenwasser geboten wird, erheblich erhöht

Der Heizkessel kann außer als Einsatz im Wohnraum auch im Keller aufgestellt und an die Zentralheizung angeschlossen sein. Auch diese Aufstellung bietet die Möglichkeit, den Heizkessel zur Frisch- und Wannluftversorgung für einen Kachelofen im Wohnraum einzusetzen.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wasser/Luft-Heizkessel mit einem vorne offenen, wasserdurchströmten Doppelmantel mit wasserführenden Querrohren, mit einem in einem luftdurchlässigen Untersatz angeordneten Glutkasten, einem in Abstand zumindest von einer Seitenwand und/oder der Rückwand des Doppelmantels angeordneten weiteren Mantel, der zwischen sich und dem Doppelmantel einen einen Luftstrom führenden Spaltraum einschließt, wobei vom Spaltraum zumindest eine im wesentlichen waagerecht angeordnete Luftaufheizleitung ausgeht, die den Feuerraum durchquert and Luftaufheizleitung und wasserführende Querrohre getrennte Teilbereiche des Feuerraumkopfes einnehmen, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Feuerraumkopfes ein beweglich angeordneter Feuerkorb (31) vorgesehen ist, unter dem der Glutkasten (23) angeordnet ist

2. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Glutkasten (23) etwa mittig im Untersatz (18) angeordnet und von der zum Spaltraum (17) strömenden Luft umströmt ist

3. Heizkessel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenzeichnet, daß der Glutkasten (23) und/oder die Wandung des Untersatzes (18) in Strömungsrichtung verlaufende Rippen (26) aufweisen.

4. Heizkessel nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Untersatz (18) an einer Seitenfläche bzw. auf seiner Unterseite Lufteintrittsstutzen (25) aufweist, deren Querschnättsfläche der Querschnittsfläche des Spaltraumes (17) entspricht.