DE4140953A1

DE4140953A1 - Fuer warmwasserheizkessel bestimmter roehrenwaermetauscher

Info

Publication number: DE4140953A1
Application number: DE4140953A
Authority: DE
Inventors: Richard Vetter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-12-12
Filing date: 1991-12-12
Publication date: 1993-06-17

Description

Die Erfindung betrifft einen für Warmwasserheizkessel bestimmten Röhrenwärmetauscher zum Abkühlen der Verbrennungs gase des Kessels und zum Erwärmen der für den Kessel benötigten Verbrennungsluft, wobei die Rohre des Tauschers zum Ableiten der Verbrennungsgase dienen und die Luft im Gegenstrom zu den Verbrennungsgasen die Rohre außen berührt.

Diese Tauscher führen zu einer erheblichen Absenkung der Temperatur der Verbrennungsgase, zugleich jedoch zu einer wünschenswerten Vorwärmung der Verbrennungsluft, wobei jedoch davon auszugehen ist, daß die Wirksamkeit des Tauschers auf die Dauer der Verbrennungszyklen des Kessels beschränkt ist.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu grunde, die eingangs erwähnten Wärmetauscher so auszu bilden, daß ihr Wirkungsgrad erheblich gesteigert werden kann. Zudem soll die Abgas- bzw. Verbrennungstemperatur noch weiter abgesenkt werden, während zugleich durch den Tauscher erreicht werden soll, eine gesteigerte Heiz- und/oder Erwärmungsmöglichkeit unabhängig vom Warmwasser heizkessel zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe erhält erfindungsgemäß der Wärmetauscher nicht nur einen zum Brenner des Warmwasser kessels führenden Luftaustritt, sondern zusätzlich noch einen Luftaustritt, der eine Nutzung der vorgewärmten Luft unabhängig vom Warmwasserkessel ermöglicht. Demgemäß erfüllt der Wärmetauscher im wesentlichen zwei Aufgaben. Einmal dient der Wärmetauscher der Vorwärmung der Verbrennungsluft, zum anderen dient der Wärmetauscher der Luftvorwärmung, um die vorgewärmte Luft z. B. für die Raumheizung benutzen zu können. In beiden Fällen werden jedoch die Temperaturen der Verbrennungsgase abgesenkt. Es sei erwähnt, daß die erfindungsgemäßen Wärmetauscher auch von dem Gedanken ausgehen, daß die Temperaturen inner halb des Wärmetauschers nunmehr auch dann gesenkt werden können, wenn der Brenner des Warmwasserheizkessels außer Betrieb ist, wobei es sich versteht, daß es auch möglich ist, während des Brennerbetriebes sowohl Verbrennungsluft als auch solche Luftmengen vorzuwärmen oder schlechthin zu erwärmen, wenn der Brenner in Betrieb ist.

Die beiden Luftaustritte des Wärmetauschers können an verschiedenen Stellen des Wärmetauschers, also z. B. nebeneinander angeordnet sein; es ist aber auch möglich, lediglich einen Austrittsstutzen vorzusehen, um dann von der zum Brenner führenden Leitung abzuzweigen. Auch kann der vom Brenner unabhängigen Leitung ein Saugzug gebläse zugeordnet werden, das auch temperaturgesteuert sein kann. Damit wird es möglich, dem Wärmetauscher völlig unabhängig vom Brenner Wärme zu entziehen und des Saugzuggebläse auch noch zur Verteilung oder Weiter leitung der vorgewärmten, vom Brenner unabhängigen Luft zu benutzen.

Darüber hinaus kann der Wärmetauscher auch mit zwei Luft eintritten ausgestattet sein, um einmal die Luft aus dem Rauminneren und zum anderen aber auch von außen absaugen zu können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich nung dargestellt, das zur Erläuterung weiterer Einzel heiten der Erfindung dienen soll. Es zeigen

Fig. 1 eine Warmwasserkesselanlage mit nachgeschaltetem Röhrenwärmeaustauscher und

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch den für die Anlage gemäß Fig. 1 verwendeten Wärmetauscher, und zwar in schematischer Wiedergabe.

In seinem oberen Teil weist der Kessel 1 einen Brenner 2 auf, der für flüssige oder gasförmige Brennstoffe geeignet ist. Das zu erwärmende Wasser wird bei 3 zugeführt und bei 4 abgezogen. Die Verbrennungsgase verlassen den Kessel bei 5 im unteren Kesselabschnitt und werden einem Röhrenwärme tauscher 6 über dessen oben gelegenen Eingang 7 zugeführt. Die Temperatur der Abgase beträgt am Eingang 7 etwa 60°C und am Ausgang 8 des Wärmetauschers 6 etwa 40°C. Um eine Abkühlung der Verbrennungsgase zu deren Kondensation zu erreichen, wird dem Wärmetauscher 6 Frischluft bei 9 zugeleitet. Am Austritt 10 am oberen Ende des Wärmetauschers 6 verläßt die vorgewärmte Luft den Wärmetauscher 6. Sie wird dem Brenner 2 zugeleitet, um den Verbrennungsvorgang zu verbessern.

Der Wärmetauscher 6 hat ein quaderförmiges Gehäuse 11 mit waagerechten Querwandungen, die wechselseitig von den beiden Seitenwänden 12, 13 ausgehen. Jeweils an der gegen überliegenden Seite verbleibt eine Aussparung 15. Daher ergibt sich für die Luft ein hin- und hergeführter Kanal 16 mit rechteckigem Querschnitt, wobei unterstellt wird, daß die Querwandungen 12 von der Stirnwand zur Hinterwand des Wärmetauschers 6 spaltfrei übergehen.

Innerhalb des scharfs-förmig verlaufenden Kanals 16 sind in einer Lage angeordnete, parallel geschaltete Rohre 18 angeordnet, die aus einem widerstandsfähigen Kunststoff gefertigt sind, und zwar so, daß sich ober halb und unterhalb der Rohre 18 genügend Freiräume für den Durchtritt der Luft ergeben, die mit 19 bezeichnet sind. Die Führung der Verbrennungsgase innerhalb des Wärmetauschers 6 geschieht mit Hilfe von gerade verlaufenden Abschnitten 20 und diese verbindenden Krümmern 21. Die Rohrelemente 20, 21 werden dabei durch Steckverbindungen nach Muffenart mit D-Ring-Dichtungen zusammengehalten.

Sowohl am Austritt 7 als auch am Austritt 8 gehen die Rohrabschnitte in Sammelkästen 22 über, die je einen gemein samen Einlaß 23 und einen gemeinsamen Auslaß 24 für die Verbrennungsgase haben.

Der Sammelkasten 22 nimmt auch das Kondensat auf, das über einen Geruchverschluß 25 und ein nicht näher darge stelltes Neutralisationsmittel entweicht. Das Kondensat verläßt schadstoffrei den Sammelkasten 22 bei 26.

Die Pfeile 27 zeigen auf, daß die Luft und die Verbrennungs gase im Gegenstrom geführt werden.

Es versteht sich, daß für die Verbrennung innerhalb des Kessels 1 nur eine bestimmte Luftmenge benötigt wird und eine Strömung im Sinne der Pfeile 27 nur dann entsteht, wenn der Brenner 2 arbeitet, also eine Verbrennung statt findet. Um unter diesen Voraussetzungen eine noch bessere Nutzung des Wärmetauschers 6 durchführen zu können, insb. aber auch eine Abkühlung innerhalb des Wärmetauschers 6 herbeiführen zu können, wenn keine Verbrennungsgase abzu führen sind, erhält der Wärmetauscher 6 am unteren Ende einen weiteren Lufteintritt 28 und einen zusätzlichen Luftaustritt 29 am oberen Ende, dem ein zum Saugen und Abdrücken geeigneter Ventilator 30 zugeordnet ist. Dabei ist darauf zu achten, daß durch Rückschlagventil oder durch eine geeignete Ausbildung des Ventilators 30 ein unmittelbares Absaugen von nicht vorgewärmter Luft über den Stutzen bei 29 durch den Austritt 10 ausgeschlossen ist.

Der Ventilator 30 drückt die vorgewärmte Luft vorzugsweise an eine besondere Stelle z. B. in einen aufzuwärmenden Raum, jedoch kann aber auch die Luft innerhalb des Raumes aufgewärmt werden, in dem sich die Kesselanlage befindet. Zudem kann die Luftzufuhr über den Lufteintritt 29 von der Raumatmosphäre des Kesselraumes erfolgen, während die Verbrennungsluft über die Zuleitung 31 vorzugsweise von einer außerhalb des Gebäu des befindlichen Stelle, also von der Außenatmosphäre her erfolgen; die Außenhaut des Gebäudes ist bei 32 angedeutet.

Eine besondere Bedeutung gewinnt die Erfindung dann, wenn sich innerhalb des Wärmetauschers 6 bzw. seiner Rohre 20 ggfs. 21 so viel Kondensat ansammelt z. B. gewollt durch eine Neigung der Rohre 20, daß die von den Rauch- und Ver brennungsgasen abgeführte und nunmehr im Wärmetauscher 6 gespeicherte Wärme so groß ist, daß diese nicht oder nur unzureichend von der für die Verbrennung erforderlichen Luftmenge abgeführt werden kann. In diesen Fällen wird durch Einschalten des Ventilators 30 eine zusätzliche Luft menge angesaugt und im Sinne der Erfindung weitergeleitet. Ggfs. kann dieser Vorgang durch Temperaturfühler in der Abgasleitung bzw. an den Rohren 20, 21 automatisch einge leitet und gesteuert werden.

Claims

1. Für Warmwasserheizkessel bestimmter Röhrenwärme tauscher zum Abkühlen der Verbrennungsgase und zum Erwärmen der für den Kessel benötigten Verbrennungsluft, wobei die Rohre des Wärmetauschers zum Ableiten der Verbrennungs gase dienen und die Luft im Gegenstrom zu den Verbrennungs gasen die Rohre außen berührt, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (6) zusätzlich zu dem zum Brenner (2) des Kessels führenden Luftaustritt (10) einen hiervon unabhängigen Luftaustritt (29) aufweist.

2. Tauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (6) zusätzlich zu einem Lufteintritt (9), dem die Luft von der freien Atmosphäre (außerhalb des Gebäudes, in dem sich die Kesselanlage findet ) einen von der Raumluft gespeisten Lufteintritt (28) (Raum, in dem sich die Kessel anlage befindet ) aufweist.

3. Tauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem unabhängigen Luftaustritt (29) ein Ventilator (30) zum Ansaugen bzw. Abdrücken der Luft zugeordnet ist.

4. Tauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilator (30) vom Inneren des Wärmetauschers (6) her temperaturgesteuert ist.

5. Tauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (20) innerhalb des Wärmetauschers (6) zum Ansammeln von Kondensat geneigt bzw. ausgebildet sind.

6. Tauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem unabhängigen Luftaustritt (29) Heiz- oder Wärmvorrichtungen über Leitungen in Wirkverbindung stehen.

7. Tauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich beide Luftaustritte (10, 29) im oberen Bereich des Wärmetauschers (6) befinden.