DE3518785C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Heizkessel zur Erzeugung von Warmwasser für eine Zentralheizung, insbesondere als Gas­ heizkessel, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es sind sogenannte Etagenheizkessel bekannt, die für den Betrieb einer Zentralheizung im wesentlichen einem Stockwerk bzw. einer Etage vorgesehen sind. Derartige Heizkessel wurden ursprünglich in der Küche aufgestellt und auch als zusätzliche Küchenöfen oder -Herde ausgebildet und verwendet. In neuerer Zeit sind solche Heizkessel auch als Öfen ausgebildet zur Aufstellung im Wohnraum oder auch als Kaminöfen ausgebildet. Bekannte Heizkessel dieser Art nehmen in der Wohnung einen erheblichen Raum in Anspruch und sie müssen an einen vorhandenen Kamin angeschlossen werden. Hin­ sichtlich ihres Aufstellungsortes in der Wohnung bestehen daher zusätzliche Einschränkungen, so daß insbesondere auch bei kleine­ ren Wohnungen vielfach keine Möglichkeit besteht, eine derartige Heizung einzubauen.

Die Erfindung geht von einem Stand der Technik aus, nach dem Heizkessel zur Erzeugung von Warmwasser für eine Zentralheizung, insbesondere Gasheizkessel bekannt sind, die bezüglich des Ab­ messungsverhältnisses Tiefe zu Breite als Wand- oder Unter- Fenster-Heizkörper geeignet sind. Diese bekannten Heizkessel weisen einen langen, schmalen Feuerungsraum mit einem Brenner mit über seiner gesamten Länge in gleichmäßigen Abständen ange­ ordneten Brennstellen auf. Darüber ist ein Kessel­ raum von gleichem Grundriß angeordnet, in dem der mit dem Heizungswasser gefüllte Kessel als zentrales Wasserrohrbündel angeordnet ist. Zur Überleitung der Abgase in ein Sammelrohr, das über einen Abgas­ stutzen an den Schornstein angeschlossen ist, ist über dem Kesselraum ein Abzug angeordnet (GB-12 44 654).

Bei Heizkesseln ist es weiterhin bekannt, über dem Brennraum eine Reihe von Abzugsrohren anzuordnen zur Überleitung der Ab­ gase in einen Sammeldom (DE-OS 23 13 492). Anstelle der Abzugs­ rohre wurde auch schon bei anderen bekannten Heizkesseln eine Anordnung verwendet, bei der die Abgase in Schlitzen zwischen Wassertaschen geführt werden (DE-OS 27 38 495). Diese letzt genannte bekannte Ausführungsform eines Heizkessels soll die Aufgabe lösen die bisher bekannten "schlechten Abdreheigen­ schaften" bei bekannten Heizkesseln zu verbessern oder zu über­ winden, insbesondere, wenn der Brenner mit gedrosselter Leistung arbeitet. Dabei kommt es wesentlich darauf an, daß die Strahlungs­ übertragung von den Flammen des Brenners nur auf die Wasserwege und nicht auf die Außenluft ausgestrahlt wird, wobei die Brenner­ baugruppe dadurch ziemlich kühl gehalten wird, daß die Wärme vom Brenner auf das Wasser übergeleitet wird und keine Isolierung für die Brennkammer benötigt wird.

Im Gegensatz zu diesem bekannten Stand der Technik hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, einen Heizkessel der genannten Art derart auszubilden, daß die erzeugte Wärme nicht nur sehr gleichmäßig verteilt wird, sondern daß auch beispielsweise im unterbrochenen Betrieb in der Übergangszeit ständig eine gleichmäßige Wärme abgegeben wird, bzw. nach dem Abschalten nicht sehr bald die Temperatur fühlbar absinkt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Heizkessel zur Erzeugung von Warmwasser für eine zentrale Heizung, insbesondere Gasheiz­ kessel, der bei einem Abmessungsverhältnis Tiefe zur Breite von etwa 1 : 8 als Wand- oder Unter-Fenster-Heizkörper ausge­ bildet ist und der einen langen schmalen Feuerungsraum mit einem Brenner-Rohr mit über seiner gesamten Länge in gleich­ mäßigen Abständen angeordneten Brennstellen, einen im Kessel­ raum über dem Brennerrohr angeordneten, das Heizwasser führen­ den Wärmeaustauscher und in seinem obersten Bereich einen Sammel­ dom für die Abgase, der über einen Abgasstutzen an Außen- oder Innenschornstein anschließbar ist, aufweist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Wärmetauscher als zentrale Wassertasche ausge­ bildet ist und mit Abstand von den Kesselwänden und über dem Kesselraum eine Reihe von Abzugsrohren als Durchlaß und zur Überleitung der Abgase in den Sammeldom angeordnet sind, wobei die Wandungen des Feuerungsraums, des Kesselraums und der Ab­ zugsrohre sowie auch des Sammeldoms aus einem wärmespeichernden Material, beispielsweise Schamotte, bestehen, das Zuluftrohr über einen senkrechten Kanal auf der Rückseite des Heizkessels an den Feuerungsraum angeschlossen ist, dieser senkrechte Kanal über einen Teil oder über die gesamte Breite der Hinterwand reicht und durch eine auf die Hinterwand gesetzte Blechschale gebildet ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei einem Kessel nach der Erfindung wird die zugeführte Ver­ brennungsluft schon vorgewärmt dadurch, daß sie durch einen Kanal hinzugeführt wird, der auf der Rückseite des Kessels angeordnet ist, so daß hier aus dem Kessel austretende Wärme­ strahlung die Zuluft erwärmt. Diese Wärmestrahlung würde auf­ grund der Aufstellung des Kessels an der Wand oder unter einem Fenster nutzlos von der Wand aufgenommen werden und damit für die Raumerwärmung verloren gehen. Sehr wesentlich ist jedoch, daß bei dem Kessel nach der Erfindung nicht nur der Kessel bzw. der Wärmetauscher, also die eigentliche Wassertasche, die von den Abgaszügen umgeben ist, sondern auch die Abzugsrohre und auch der Feuerungsraum von einem wärmespeichernden Material umgeben sind, so daß sämtliche nicht unmittelbar zur Erwärmung des Wassers verwendete Wärme der Flammen bzw. Abgase gespeichert, d. h. aufgefangen wird. Diese gespeicherte Wärme wird dann über längere Zeiträume wieder abgegeben, so daß die eigentliche Wärmeabgabe des Heizkessels - der ja darüber hinaus auch Heiz­ körper sein soll - äußerst gleichmäßig ist und praktisch unab­ hängig ist davon, ob der Kessel in Dauerbetrieb oder im unter­ brochenen Betrieb (wie das wohl meist der Fall sein wird) ge­ fahren wird. Zur Wärmespeicherung unterstützend und damit die Vergleichmäßigung der Wärmeabgabe positiv beeinflussend wirkt, daß nach einer Weiterbildung der Erfindung der Heizkessel mit einer zusätzlichen wärmespeichernden Verkleidung versehen sein kann. Dazu ist zu bemerken, daß derartige wärmespeichernde Verkleidungen von Heizkesseln grundsätzlich bekannt sind (DE- GM 84 14 554), daß es jedoch nicht ohne weiteres nahe lag eine solche wärmespeichernde Verkleidung in ihren wesentlichen Merk­ malen anzupassen und zu übertragen auf einen Heizkessel nach der Erfindung, wo eine derartige Verkleidung äußerst unter­ schiedlich aufgebaut ist.

Durch die Anordnung des Abgasrohres innerhalb eines Zuluftrohres nach einer zweckmäßigen Weiterbildung wird die Unabhängigkeit von einem im oder am Haus gebauten Schornstein erreicht und es kann bei unter einem Fenster angeordneten Heizkessel die Abgas- und Zuluftführung bei entsprechender bekannter Strömungsab­ grenzung unmittelbar an der Außenmauer vorgenommen werden.

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

Fig. 1 eine Frontansicht in senkrechtem Schnitt,

Fig. 2 eine Seitenansicht in senkrechtem Schnitt,

Fig. 3 eine Draufsicht im waagerechten Schnitt.

In einem Feuerungsraum 1 ist waagerecht ein Brennerrohr 2 angeord­ net, an dessen einem Ende ein Gebläse 3 vorhanden ist. An dem Brennerrohr 2 sind über seine gesamte Länge in gleichmäßigen Ab­ ständen Brennstellen 4 angeordnet. Über dem Feuerungsraum 1 ist der Kesselraum 5 mit gleichem schmalen und langen Grundriß angeordnet. In dem Kesselraum ist zentral der eigentliche Wärmetauscher 6 in Form einer Wassertasche eingehängt. In dem obersten Bereich dieses mit dem Heizungswasser gefüllten taschenförmigen Wärmetauscher 6 münden die Rohre für den Vorlauf 7 und den Rücklauf 8.

Der in Form einer Wassertasche ausgebildete Wärmetauscher 6 ist in dem Kesselraum 5 derart angeordnet, daß auf allen Seiten rings um den Wärmetauscher 6 herum gleichmäßige Abstände zu den Wänden des Kesselraums 5 vorhanden sind. In diesen Zwischenräumen 9 sind die heißen Abgase aus dem Feuerungsraum 1 geführt, sie umstreichen den Wärmetauscher 6 an allen Seiten gleichmäßig. Zur Verbesserung der Strömung ist der Wärmetauscher 6 an seinen unterem Ende 10 zweckmäßig spitz zulaufend aus­ geführt und an seinem oberen Ende 11 mit einer Rundung versehen.

Oberhalb des Kesselraums 5 werden die Abgase in einer Reihe von Abzugsrohren 12 eingeleitet, die in gleichmäßigen Abständen über die gesamte Breite des Kessels angeordnet sind. Darüber befindet sich ein Dom 13 zum Sammeln der Abgase und Einführen in ein Ab­ gasrohr 14, das zweckmäßig durch eine Außenwand geführt ist und außerhalb dieser Wand mit einem Abgasauslaß versehen ist.

Die Wandungen des Feuerungsraumes 1, des darüberliegenden Kessel­ raums 5 und auch die Wandungen der Abzugsrohre 12 sind aus Blech gebildet und zwar zweckmäßig in Form von flachen Blechkästen, so daß im wesentlichen zwischen zwei Blechlagen, einer inneren Blech­ lage und einer äußeren Blechlage ein Abstand vorhanden ist. Dieser Zwischenraum 15 ist mit einem wärmespeichernden Material, vorzugs­ weise Schamotte gefüllt, und zwar zweckmäßig unter starker Ver­ dichtung. In die Abgasrohre 12 können Strömungshindernisse einge­ baut sein, die in bekannter Weise den Zug der Abgase bzw. ihre Strömungsgeschwindigkeit verringern und damit den Wärmeaustausch zwischen dem Kessel einerseits und auch dem mit wärmespeichernden Material versehenen Wänden des Kesselraums verbessern.

Der Grundriß des Heizkessels ist sehr breit und von geringer Tiefe, wie insbesondere aus Fig. 3 zu erkennen ist, das Verhältnis der Tiefe zur Breite beträgt etwa 1 : 8; bei gleicher Tiefe kann die Breite jedoch auch wesentlich größer sein. An einer der Seitenwände 16 bzw. 17 ist der Heizkessel mit Anschlußmöglichkeiten versehen, um dort ein gleich ausgebildetes Erweiterungsteil anzubringen. In dieser Weise kann der Kessel vergrößert und an den Heizbedarf ange­ paßt werden. Dabei ist lediglich eine Breite vergrößert, während Tiefe und Höhe gleich bleiben, so daß er auch bei großer Breite unter einem oder mehreren Fenstern aufgestellt werden kann.

Wenn der Heizkessel, an einer Außenwand aufgestellt, mit seinem Abgasrohr 14 außerhalb der Außenwand mit dem Abgasauslaß ver­ sehen ist, besteht die vorteilhafte Möglichkeit, auch die Frisch­ luft für die Verbrennung von außen her anzusaugen. In diesem Fall ist das Abgasrohr 14 als durch den gesamten Dom 13 geführtes Innenrohr ausgebildet und von einem Rohr 18 größeren Durch­ messers umgeben. Im Bereich des Doms 13 sind das Rohr 18 und das Abgasrohr 14 mit durch gestrichelte Umfangslinien angedeutete Rauchgas-Überströmöffnungen 14.1 versehen, die sich über die gesamte Länge des Doms 13 erstrecken oder von denen eine Anzahl über die Domlänge verteilt angeordnet sind, wobei der frischluftführende Innenraum des Rohres 18 von den rauchgasführenden Räumen luft­ dicht getrennt sind. Das Rohr 18 mündet über ein nicht näher dar­ gestelltes Verbindungsrohr außen, vor der Außenwand des Gebäudes, im Abstand von der Mündung des Abgasstutzens, und es bildet mit seiner Mündung die Zuluftöffnung. Neben dem Dom 13 und von ihr luft­ dicht getrennt ist der Zuluftkanal 19 angeordnet, mit dem das Rohr 18 über mit gestrichelten Umfangslinien angedeutete Frisch­ luft-Überströmöffnungen 18.1, die über die gesamte Länge des Luft­ kanals 19 verteilt sind oder die sich über die gesamte Kanallänge erstrecken. Dieser Zuluftkanal ist zweckmäßig derart ausgebildet, daß im Abstand von der Hinter­ wand 20 des Heizkessels ein Blech 21 in Schalenform angeordnet ist. Dadurch wird über die gesamte Breite des Heizkessels ein senkrechter Kanal 22 geringer Tiefe, jedoch große Breite zu dem Feuerungs­ raum 1 gebildet und die durch diesen Kanal 22 zugeführte Zuluft wird dadurch gleichmäßig sämtlichen Brennstellen 4 zugeleitet. Im übrigen ergibt sich dadurch nur eine sehr geringe Vergrößerung der Tiefenabmessung. Die Außenfläche der Hinterwand 20 des Heiz­ kessels und ggf. auch die Innenflächen des den senkrechten Kanal 22 be­ grenzenden Bleches 21 können mit einer wärmereflektierenden Be­ schichtung versehen sein, um eine Wärmeabstrahlung gegen die Aus­ senwand so gering wie möglich zu halten.

An seiner Vorderseite und den beiden Seitenwänden ist der Heiz­ kessel nach dem Ausführungsbeispiel mit einer zusätzlichen, wärme­ speichernden Verkleidung versehen. Diese besteht hier aus Ofen­ kacheln 23, die auch den gesamten Dom 13 und das Abgasrohr 14 über­ decken.

Mit diesem Heizkessel besteht die Möglichkeit geringe Heizleistungen von etwa 8 kW für Kleinwohnungen mit etwa 60 m² zu erzeugen. Durch Vergrößerung bzw. Anbau weiterer gleicher Teile ist es möglich Heizleistung bis zu etwa 30 kW zu erreichen.

Claims (11)

1. Heizkessel zur Erzeugung von Warmwasser für eine Zentral­ heizung, insbesondere Gasheizkessel, der bei einem Ab­ messungsverhältnis Tiefe zur Breite von etwa 1 : 8 als Wand- oder Unter-Fenster-Heizkörper ausgebildet ist und der einen langen schmalen Feuerungsraum mit einem Bren­ ner-Rohr mit über seiner gesamten Länge in gleichmäßigen Abständen angeordneten Brennstellen, einen im Kesselraum über dem Brennerrohr angeordneten, das Heizungswasser führenden Wärmetauscher und in seinem obersten Bereich einen Sammeldom für die Abgase, der über einen Abgas­ stutzen an Außen- oder Innenschornstein anschließbar ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (6) als zentrale Wassertasche ausgebildet ist und mit Abstand von den Kesselwänden und über dem Kesselraum (5) eine Reihe von Abzugsrohren (12) als Durchlaß und zur Überleitung der Abgase in den Sammeldom (13) angeordnet sind, wobei die Wandungen (15) des Feuerungsraums (1), des Kesselraums (5) und der Abzugsrohre (12) sowie auch des Sammeldoms (13) aus einem wärmespeichernden Material, beispielsweise Schamotte, bestehen, das Zuluftrohr (18) über einen senkrechten Kanal (22) auf der Rückseite des Heizkessels an den Feuerungsraum angeschlossen ist, dieser senkrechte Kanal (22) über einen Teil oder über die gesamte Breite der Hinterwand reicht und durch eine auf die Hinterwand gesetzte Blechschale (21) gebildet ist.

2. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen (15) des Feuerungsraums (1) des Kesselraums (5) und der Abzugsrohre (12) sowie ge­ gebenenfalls auch des Sammeldoms (13) aus äußeren und inneren Blechschalen zu Kästen ausgebildet sind, in denen ein wärmespeicherndes Material, wie bei­ spielsweise Schamotte, dicht eingefüllt oder ge­ stampft ist.

3. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen (15) des Kesselraumes (5) und/oder der Abzugsrohre (12) sowie gegebenenfalls auch des Sammeldoms (13) ganz oder teilweise als Wassertaschen für die Erwärmung von Brauchwasser ausgebildet sind.

4. Heizkessel nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Hinter­ wand (20) des Heizkessels eine wärmereflektierende Schicht angeordnet ist.

5. Heizkessel nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er zumindest an seiner Vorder- und den beiden Seitenwänden (16, 17) mit einer zusätzlichen wärmespeichernden Verkleidung, (23) vorzugsweise in Form von Ofenkacheln versehen ist.

6. Heizkessel nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er an einer Schmalseite mit Anschlußflanschen für gleich ausge­ bildete Verlängerungsteile versehen ist.

7. Heizkessel nach einem oder mehreren der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zwischen­ räumen (9) zwischen Wärmetauscher (6) und Kesselraum­ wandung Strömungshindernisse wie z. B. in Form von Spiralen angeordnet sind.

8. Heizkessel nach einem oder mehreren der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (6) an seiner Unterseite (10) spitz zulaufend ausgebildet ist.

9. Heizkessel nach einem oder mehreren der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (6) an seiner Oberseite mit einer Rundung (11) versehen ist.

10. Heizkessel nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kessel­ raum (5) an seiner Oberseite mit einer Ausrundung (11 a) versehen ist.

11. Heizkessel nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einem Abgasrohr (14) versehen ist, das von einem Zuluft­ rohr (18) umgeben ist.