DE3508117A1

DE3508117A1 - BOILER FOR A LOW TEMPERATURE HEATING

Info

Publication number: DE3508117A1
Application number: DE19853508117
Authority: DE
Inventors: Friedhelm 7406 Mössingen Salzmann
Original assignee: Deutsche Babcock Werke AG
Current assignee: Deutsche Babcock Werke AG
Priority date: 1985-03-07
Filing date: 1985-03-07
Publication date: 1986-09-11
Also published as: EP0194421A3; EP0194421A2

Description

Beschreibungdescription

Die Erfindung betrifft einen Heizkessel für eine Niedertemperaturheizung mit den Merkmalen des Oberbegriff es des Anspruches 1.The invention relates to a boiler for low temperature heating with the features of the preamble of claim 1.

Wenn derartige Heizkessel mit einer niedrigen Vorlauf- und Rücklauftemperatur betrieben werden, besteht die Gefahr, daß Bestandteile aus dem Rauchgas an den Wärmetauscherflächen kondensieren. Die Kondensate führen zu Korrosionsschäden an den Wärmetauscherflächen. Wird weiterhin ein solcher Heizkessel nach einer Periode niedriger Wärmebeaufschlagung stärker beheizt, so stört das zeitweilig angefallene Kondensat den einsetzenden stärkeren Verbrennungsvorgang durch Verdampfung.If such boilers are operated with a low flow and return temperature, there is the risk that components from the flue gas condense on the heat exchanger surfaces. The condensates lead to corrosion damage on the heat exchanger surfaces. Will continue to be such a boiler After a period of low heat application, the heating is more intense, so the intermittent condensate is a nuisance the incipient stronger combustion process through evaporation.

Es ist bekannt, die Oberfläche der Wassermäntel auf der Rauchgasseite mit einem korrosionsfesten Überzug zu versehen. Die unterschiedliche Wärmedehnung der Wand der Wassermäntel und des Überzuges führt jedoch zu Haarrissen in dem Überzug, so daß ein wirksamer Schutz der Wärmetauscherflächen nicht mehr vorhanden ist. Die Verwendung von korrosionsbeständigen Werkstoffen für die Wärmetauscherflächen würde den Heizkessel erheblich verteuern.It is known to provide the surface of the water jackets on the flue gas side with a corrosion-resistant coating to provide. However, the different thermal expansion of the wall of the water jackets and the coating leads to hairline cracks in the coating, so that an effective protection of the heat exchanger surfaces is no longer available is. The use of corrosion-resistant materials for the heat exchanger surfaces would be the Make boilers considerably more expensive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Heizkessel der gattungsgemäßen Art derart auszubilden, daß die bei niedrigen Vorlauf- und Rücklauftemperaturen auftretenden Probleme in einfacher Weise zu beherrschen sind.The invention is based on the object of designing a boiler of the generic type in such a way that that the problems occurring at low flow and return temperatures in a simple manner are mastered.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Heizkessel erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved according to the invention in a boiler of the generic type by the characterizing features Features of claim 1 solved. Advantageous refinements of the invention are set out in the subclaims specified.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß eine Kondensation von kondensierbaren Bestandteilen des Rauchgases durch Abkühlung an der verhältnismäßig kalten Oberfläche der Wassermäntel nur bei einer laminaren Strömung auftritt. Gemäß der Erfindung sind die Rauchgaszüge so ausgebildet, daß eine laminare Strömung nicht auftritt und daß aus diesem Grund die Wärmetauscherflächen trocken bleiben. Das gilt insbesondere für die Zone am Kesselende im Bereich des Rauchgasaustrittes. Auf diese Weise können niedrige Oberflächentemperaturen an den Wassermänteln zugelassen werden, ohne daß korrosionsbeständige Überzüge oder Werkstoffe verwendet werden müssen.The invention is based on the idea that a condensation of condensable components of the Flue gas by cooling on the relatively cold surface of the water jacket only with a laminar Flow occurs. According to the invention, the flue gas passages are designed so that a laminar flow does not occur and that for this reason the heat exchanger surfaces remain dry. This is especially true for the zone at the end of the boiler in the area of the flue gas outlet. This allows low surface temperatures on the water jackets are allowed without corrosion-resistant coatings or Materials must be used.

Es ist an sich bekannt, die Wärmetauscherflächen außen mit Rippen zu versehen, um auf der dem Rauchgas zugewandten Seite hohe Oberflächentemperaturen zu erreichen. Durch diese Maßnahmen kann jedoch das Kesselende nicht beeinflußt werden, so daß dort weiterhin die Gefahr einer Kondensation bestehen bleibt.It is known per se to provide the heat exchanger surfaces with ribs on the outside so that the flue gas facing side to achieve high surface temperatures. However, with these measures that Kettle end are not affected, so that there continues to be the risk of condensation.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Die Zeichnung gibt schematisch den Längsschnitt durch einen Heizkessel gemäß der Erfindung wieder.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is explained in more detail below. The drawing gives schematically the longitudinal section through a boiler according to the invention again.

Der für Niedertemperaturheizungen verwendete Heizkessel weist einen äußeren Wassermantel 1 auf. Der äußere Wassermantel 1 ist mit einem Stutzen 2 für den Vorlauf und einen Stutzen 3 für den Rücklauf versehen, die an das Heizungssystem angeschlossen sind. Der Stutzen 3 für den Rücklauf ist an der Oberseite des Heizkessels vorgesehen, um bei der angestrebten niedrigen Vorlauftemperatur eine Unterschichtung des Wasserinhalts des Wassermantels 1 mit kälteren Wasser zu vermeiden. Auf seiner Rückseite ist der äußere Mantel 1 durch eine Bodenplatte 4 angeschlossen, während an die Vorderseite ein nicht dargestellter Brenner anschließbar ist.The boiler used for low-temperature heating has an outer water jacket 1. The outer water jacket 1 is provided with a connection 2 for the flow and a connection 3 for the return, that are connected to the heating system. The connection 3 for the return is at the top of the Boiler provided in order to achieve an underlaying of the at the desired low flow temperature Avoid the water content of the water jacket 1 with colder water. On its back is the outer coat 1 connected by a base plate 4, while a burner, not shown, can be connected to the front is.

Der äußere Wassermantel 1 umschließt einen Brennraum 5 und einen inneren Wassermantel 6, die koaxial hintereinander angeordnet sind. Die Wassermäntel 1,6 sind wasserseitig durch Verbindungsstücke 7 miteinander verbunden. Innerhalb des inneren Wassermantels 6 ist eine Trennwand 8 angeordnet, die dessen Innenraum von dem Brennraum 5 abtrennt. Die Trennwand 8 ist herausnehmbar angeordnet und thermisch isoliert.The outer water jacket 1 encloses a combustion chamber 5 and an inner water jacket 6, which are coaxial are arranged one behind the other. The water jackets 1, 6 are connected to one another on the water side by connecting pieces 7 tied together. Within the inner water jacket 6, a partition 8 is arranged, which the interior separates from the combustion chamber 5. The partition 8 is removably arranged and thermally insulated.

Zwischen dem äußeren und dem inneren Wassermantel 1,6 ist ein ringförmiger, erster Rauchgaszug 9 gebildet, der den Brennraum 5 mit dem Raum zwischen der Bodenplatte 4 und der rückwärtigen Stirnwand des inneren Wassermantels 6 verbindet. Auf der dem Brennraum 5 abgewandten Seite ist in den inneren Wassermantel 6 ein Abgasrohr 10 eingesetzt, das die Bodenplatte 4 durchdringt und bis in die Nähe der Trennplatte 8 reicht. Das Abgasrohr 10, durch das die Abgase mit einer bei Heizkesseln üblichen Temperatur von etwa 160⁰C austreten, ist einen Kamin angeschlossen.An annular, first flue gas duct 9 is formed between the outer and inner water jackets 1, 6 and connects the combustion chamber 5 with the space between the base plate 4 and the rear end wall of the inner water jacket 6. On the side facing away from the combustion chamber 5, an exhaust pipe 10 is inserted into the inner water jacket 6 which penetrates the base plate 4 and extends into the vicinity of the partition plate 8. The exhaust pipe 10, through which the exhaust gases ^{exit at a temperature of around 160 °} C. which is usual for boilers, is connected to a chimney.

Zwischen dem Abgasrohr 10 und dem inneren Mantel ist ein ringförmiger, zweiter Rauchgaszug 11 gebildet. Der Querschnitt dieses zweiten Rauchgaszuges 11 ist geringer als der Querschnitt des ersten Rauchgaszuges 9, um der durch die Abkühlung bedingten Volumenverminderung der Abgase Rechnung zu tragen. Die Querschnitte der beiden Rauchgaszüge 9,11 sind so eng bemessen, daß die Geschwindigkeit der Rauchgase so weit angehoben wird, daß im Grenzschichtbereich zwischen den Rauchgasen und der Oberfläche der Wassermäntel 1,6 eine turbulente Strömung vorherrscht. Die absolute Größe der Querschnitte errechnet sich aus den allgemein bekannten Gesetzen der Strömungslehre für die minimal zu erwartenden Rauchgasmengen pro Zeiteinheit. An annular, second flue gas duct 11 is formed between the exhaust pipe 10 and the inner jacket. The cross section of this second flue gas flue 11 is smaller than the cross section of the first flue gas flue 9, in order to take into account the volume reduction of the exhaust gases caused by the cooling. The cross sections of the two flue gas flues 9, 11 are dimensioned so closely that the speed of the flue gases is so great is raised that in the boundary layer area between the flue gases and the surface of the water jackets 1.6 a turbulent flow prevails. The absolute size of the cross-sections is calculated from the general known laws of fluid mechanics for the minimum expected amount of flue gas per unit of time.

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Claims

1. Boiler for low-temperature heating with a combustion chamber (5) closed by a rear wall (8) and with two water jackets (1, 6) through which heating water flows, between which an annular flue gas duct (9) is formed, characterized in that the dem Combustion chamber (5) facing away in the inner water jacket (6) an exhaust pipe (10) is inserted that between the inner water jacket (6) and the flue gas pipe (10) a further flue gas duct (11) is formed and that the cross section of the flue gas ducts ( 9, 11) is dimensioned so that flue gas velocities are set at such a level that a turbulent flow prevails in the area close to the wall.

2. Boiler according to claim 1, characterized in that the cross section of the second flue gas flue (11) is less than that of the first flue gas flue (9).

3. Boiler according to claim 1 or 2, characterized in that the combustion chamber (5) and the inner one Water jacket (6) within the outer water jacket (1) arranged coaxially one behind the other and are separated from one another by the partition (8).

4. Boiler according to claim 3, characterized in that the partition (8) is removable is arranged and thermally insulated.