DE3835469A1 - Heizkessel - Google Patents

Heizkessel

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DE3835469A1
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Description

Die Erfindung betrifft einen Heizkessel mit Brenner, Brennraum, Wärmetauscher und Abgasführung, wie er Be­ standteil üblicher Zentralheizungssysteme ist.
Die üblichen Heizkessel sind lediglich zur Erzeugung von Wärmeenergie, nicht aber zur Erzeugung von elektri­ scher Energie geeignet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Heiz­ kessel zu schaffen, der auch zur Erzeugung von elektri­ scher Energie geeignet ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine in dem Brennraum des Heizkessels angeordnete, außenbeheiz­ te Wärmekraftmaschine und einen von dieser angetrieb­ enen Stromgenerator.
Dabei kann es sich bei dem Brenner um einen Gasbrenner handeln, bei dem die Brennerleistung modulierbar sein sollte.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Heizkessel um ei­ nen Brennwert-Kessel, also einem Heizkessel, bei dem der Wärmetauscher derart ausgebildet ist, daß die Abga­ se eine geringe Temperatur haben.
Bei der außenbeheizten Wärmekraftmaschine kann es sich um einen Stirling-Motor handeln, dessen Heißraum von den Brenngasen und dessen Kaltraum von der der Kammer zugeführten Verbrennungsluft umspült wird.
Alternativ kann sich bei der Wärmekraftmaschine um eine solche handeln, bei der Luft oder Wasser in einen Ver­ dampfungsraum eingebracht wird, wobei die Luft bzw. der abzuführende entspannte Wasserdampf sodann der Verbren­ nungsluft des Brenners zugeführt wird.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung erläutert, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung lediglich schematisch dargestellt ist.
Der Heizkessel besteht aus einem Brenner 10, einem Brennraum 12, einem Wärmetauscher 14 und einer Abgas­ führung 16. In dem Brennraum 12 ist eine außenbeheizte Wärmekraftmaschine 18 angeordnet, die einen außerhalb des Heizkessels angeordneten Stromgenerator 20 an­ treibt.
Bei Ausbildung der außenbeheizten Wärmekraftmaschine 18 als Stirling-Motor mit einem eingeschlossenen Arbeits­ gas weist dessen Heißraum 20 zu dem Brenner 10, wird also von den Brenngasen umspült. Der Kaltraum 22 des Stirling-Motors ist mit einem Mantel 24 versehen, durch den die von dem Brenner 10 angesaugte Verbrennungsluft geführt wird, so daß auch die von dem Kaltraum 22 abge­ gebene Wärme der außenbeheizten Wärmekraftmaschine 18 wieder dem Heizkessel zugeführt wird.
Bei der Ausbildung der außenbeheizten Wärmekraftmaschi­ ne mit einem Verdampfungsraum, in den ein verdampfendes Medium eingesprüht wird (vgl. CH-PS 2 43 903 und DE-OS 24 33 947) ist die außenbeheizte Wärmekraftmaschine derart anzuordnen, daß der Verdampfungsraum von den Brennergasen umspült wird. Der bei jedem Arbeitstakt abzuführende Wasserdampf wird bei einer derartigen Aus­ bildung der Maschine der Verbrennungsluft zugeführt (es ist bekannt, daß eine Anfeuchtung der Verbrennungsluft positive Wirkung auf die Brennerleistung hat).
Bei Verwendung eines Heißluftmotors mit offenem System, bei dem die Arbeitsluft bei jedem Takt kalt angesaugt und warm ausgestoßen wird, wird diese Verbrennungsluft entsprechend als Verbrennungsluft genutzt, so daß auch diese Wärmeenergie nicht verloren geht.
Bei der vorgeschlagenen Ausbildung eines Heizkessels mit einer außenbeheizten Wärmekraftmaschine wird dieser zugleich zur Stromerzeugung genutzt. Dabei ist vorteil­ haft, daß die sonst bei der Erzeugung elektrischer En­ ergie aus fossilen Brennstoffe verlorengehende Anteil der Energie vollständig zur Beheizung genutzt wird. Der außenbeheizten Wärmekraftmaschinen eigene Nachteil ei­ nes unzureichenden Wirkungsgrads kommt bei der hier vorgeschlagenen Anordnung der Maschine in einem Heiz­ kessel nicht zum tragen, da die von der Maschine nicht in Bewegung (und damit in Strom) umgesetzte Wärmenergie uneingeschränkt als Heizwärme verwendet wird.
Bei der hier vorgeschlagenen Anordnung einer außenbe­ heizten Wärmekraftmaschine in einen Heizkessel kann elektrische Energie also theoretisch verlustfrei produ­ ziert werden, da die anfallende Energie ja unmittelbar zu Heizzwecken eingesetzt wird.
Der hier vorgeschlagene Heizkessel ist kostengünstiger als übliche Blockheizkraftwerke, bei denen eine übliche Wärmekraftmaschine mit innerer Verbrennung (Otto- oder Dieselmotor) eingesetzt wird, dessen Abwärme zur Hei­ zung verwendet wird. Da der erreichbare Wirkungsgrad der erfindungsgemäß in dem Heizkessel der häuslichen Zentralheizung anzuordnenden Maschine unkritisch ist, kann eine einfach aufgebaute und wartungsarm arbeitende außenbeheizte Wärmekraftmaschine eingesetzt werden.

Claims (7)

1. Heizkessel mit Brenner (10), Brennraum (12), Wär­ meaustauscher (14) und Abgasführung (16), gekennzeichnet durch eine in dem Brennraum (10) des Heizkessels an­ geordnete, außenbeheizte Wärmekraftmaschine (18) und ei­ nen von dieser angetriebenen Stromgenerator (20).
2. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Brenner ein Gasbrenner ist.
3. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Brenner ein solcher mit modulierbarer Brennerleistung ist.
4. Heizkessel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Brennwert-Kessel ist.
5. Heizkessel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die außenbeheizte Wärme­ kraftmaschine (18) ein Stirling-Motor mit einem ge­ schlossenen System ist, dessen Heißraum (20) von den Brenngasen und dessen Kaltraum (24) von der dem Brenner zuzuführenden Verbrennungsluft umspült wird.
6. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Wärmekraftmaschine (18) eine solche ist, bei der Wasser in einen Verdampfungs­ raum eingespritzt wird, wobei der abzuführende entspann­ te Wasserdampf sodann der Verbrennungsluft des Brenners (10) zugeführt wird.
7. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Wärmekraftmaschine (18) ein Heißluftmotor mit offenem System ist, wobei die von dem Heißluftmotor ausgestoßene Arbeitsluft dem Brenner (10) als Verbrennungsluft zugeführt wird.
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