DE4034261A1 - Heizkessel aus gusseisen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Heizkessel nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine Wärmetauscherwand besitzt einerseits eine statische und andererseits eine thermische Funktion. Die thermische Funktion besteht darin, daß ein gegenseitiger Wärmeaustausch erfolgt, uzw. bei einem Heizkessel zwischen den Heizgasen und dem Kesselwasser. Ein angestrebter hoher Wärmeaustausch führt dabei zu einem Risiko, wenn die Heizgase bis nahe an den Taupunkt abgekühlt werden. Taupunktsunterschreitungen, insbesondere in der Anfahrphase bei kaltem Kesselwasser, sind dann nicht zu vermeiden. Es bildet sich Kondensat, das zu Korrosionen führen kann.

Der DE 32 08 731 A1 ist es zu entnehmen, durch eine Wärmedämmschicht auf der Wärmetauscherwand den Wärmestrom von der Wasser- zur Heizgasseite zu reduzieren. Durch einen solchen Wärmetauscheraufbau aus tragenden und wärmeleitenden sowie aus nichttragenden und wärmedämmenden Materialien wird die Gefahr einer Taupunktsunterschreitung verringert bzw. ganz unterbunden. Es ergibt sich ein veränderlicher Wärmeleitwiderstand mit veränderlichen Temperaturgradienten, wie es auch bei einem mehrlagigen Aufbau der Wärmetauscherwand bekannt ist. In der Praxis ergeben sich jedoch Probleme, weil das nachträgliche Aufbringen einer Wärmedämmschicht nicht einfach ist. Das trifft insbesondere auf Heizkessel aus Gußeisen mit ihrer vorteilhaften freien Formgebung zu.

Es wurden bereits Überlegungen angestellt, Beschichtungen beim Gießvorgang aufzubringen, um die Oberfläche gegen den Korrosionsangriff des sauren Kondensats zu schützen. Die DE 37 15 198 beschreibt ein solches Verfahren zum Angießen eines Emails oder einer Keramikschale bzw. -masse. Das läßt sich jedoch nur dann in die Praxis umsetzen, wenn eine einwandfrei geschlossene Beschichtung erzielt wird, die einen klaren Verbund mit dem Gußeisen eingeht und dauerhaft stabil ist.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen Heizkessel aus Gußeisen zu schaffen, bei dem die Wärmetauscherwand eine einwandfreie Einheit aus einer tragenden und einer wärmedämmenden Schicht bildet, die einfach herzustellen ist und die den angestrebten, definierten Wärmestrom ermöglicht.

Die erfindungsgemäße Wärmetauscherwand besitzt das im Kennzeichen des Patentanspruches 1 genannte Merkmal.

Die Wärmedämmschicht wird nicht nachträglich aufgetragen und auch nicht einfach angegossen. Es hat sich nämlich gezeigt, daß ein Angießen mit besonderen Schwierigkeiten verbunden ist, da ein einwandfreier Verbund zwischen dem Gußeisen und dem an der Oberfläche aufgebrachten Dämmelement vorhanden sein muß. Zudem reicht es nicht aus, einfach ein Dämmelement aufzubringen, sondern es ist eine Anpassung an das Temperaturniveau auf der Heizgas- und/oder Wasserseite erforderlich. Der einwandfreie Verbund wird durch die Verankerungsbereiche des Dämmelementes erzielt. Die Anpassung an das Wärmeniveau erfolgt durch ein sich veränderndes Wärmedämmvermögen.

Als Verankerungsbereiche eignen sich auf der Wärmetauscherwand verteilt angegossen, gußeiserne Noppen in Einprägungen oder Durchbrechungen des Dämmelementes. In die Einprägungen oder Durchbrechungen strömt das Gußeisen beim Eingießen hinein. Die entstehenden Noppen bilden einen stabilen Verbund, der noch dadurch verbessert werden kann, daß sich die Einprägungen oder Durchbrechungen zur Wasserseite hin erweitern. Durch eine Abnahme der Anzahl und/oder Größe dieser Noppen mit fallendem Temperaturniveau ergibt sich eine stärkere Wärmedämmung in kühleren Zonen. Dadurch wird hier die Kondensatbildung verhindert.

Eine Anpassung des Wärmedämmvermögens an das vorliegende Temperaturniveau ist auch durch eine Veränderung der Schichtdicke möglich. Es ergibt sich ein dosierter Wärmeübergang. Auch der Einsatz einer porösen Keramik, jedoch mit geschlossener Oberfläche, ist möglich. In diesem Fall sollte der Porenanteil mit fallendem Temperaturniveau ansteigen, da eine steigende Porosität eine erhöhte Wärmedämmung zur Folge hat.

Die beigefügte Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. Es zeigt:

Fig. 1 und Fig. 2 Je einen Teil-Längsschnitt durch ein Kesselglied,

Fig. 3 Die Ansicht A aus Fig. 2,

Fig. 4 Vergrößerte Teil-Schnitte durch einen Wandbereich und

Fig. 5 bis Fig. 7 Längsschnitte durch Dämmelemente.

Das gußeiserne Kesselglied besitzt eine Wärmetauscherwand 1 mit Rippen 2 auf der Heizgasseite. Auf der Wasserseite ist ein Dämmelement 3 angegossen. Dieses kann auf die Wärmetauscherwand 1 aufgetragen sein oder bündig mit dieser abschließen. Im ersten Fall ist das Dämmelement für die Fertigung in den notwendigen Formkern einzubetten, im zweiten Fall hingegen auf diesen aufzulegen. Ein sicherer Verbund entsteht durch Verankerungsbereiche in Form von Durchbrechungen 4 oder Einprägungen 5 am Dämmelement 3, welche sich zur Wasserseite hin erweitern können. Das Gußeisen füllt diese Bereiche und sorgt durch die entstehenden Noppen 6 für eine gute Verankerung. Mit abnehmender Heizgastemperatur sollte die Dämmwirkung zunehmen. Das wird erreicht, durch eine abnehmende Anzahl und/oder Größe der Noppen 6 (Fig. 1-Fig. 3), durch eine ansteigende Schichtdicke des Dämmelementes (Fig. 5 und Fig. 6) bzw. durch eine zunehmende Porigkeit des Dämmelementes (Fig. 7) .

Claims (5)

1. Heizkessel aus Gußeisen, mit einer die Temperaturdifferenz zwischen Wasser- und Heizgasseite wenigstens in Teilbereichen anhebenden Wärmedämmschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die im Gießverfahren auf die Wasserseite der Wärmetauscherwand (1) aufzubringende Wärmedämmschicht aus einem temperaturbeständigen Dämmelement (3) mit Verankerungsbereichen und einem mit fallenden Temperaturniveau auf der Heizgas- und/oder Wasserseite ansteigenden Wärmedämmwert besteht.

2. Heizkessel aus Gußeisen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerungsbereiche als auf der Wärmetauscherwand (1) verteilt angeordnete gußeiserne Noppen (6) in Einprägungen (5) oder Durchbrechungen (4) des Dämmelementes (3) ausgebildet sind, wobei die Anzahl und/oder Größe dieser Noppen (6) mit fallendem Temperaturniveau abnimmt.

3. Heizkessel aus Gußeisen nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Einprägungen (5) oder Durchbrechungen (4) zur Wasserseite hin erweitern.

4. Heizkessel aus Gußeisen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke des Dämmelementes mit fallendem Temperaturniveau ansteigt.

5. Heizkessel aus Gußeisen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Porenanteil eines porösen Dämmelementes mit fallendem Temperaturniveau ansteigt.