Die Erfindung betrifft einen Wassererwärmer nach dem Oberbegriff des
Patentanspruches 1 und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen
Wassererwärmers.The invention relates to a water heater according to the preamble of
Claim 1 and a method for operating such
Water heater.
Ein Wassererwärmer dieser Art ist der DE-PS 2 51 567 zu entnehmen. In einem
Wasserraum sitzen katalytische Brenner, die eine flammenlose Verbrennung an
einer Katalysatorschicht ermöglichen. Die Verbrennung erfolgt bei solchen
Brennern bei relativ niedrigen Temperaturen zwischen 800 und 1000° C, bei
denen eine NOx-Bildung unterbleibt. Die in dieser Schrift beschriebenen Brenner
bestehen aus porösen, auf der Außenseite mit der katalytischen Masse
beschichteten Brennerrohren, durch die das Brenngas von innen nach außen
hindurchgepreßt wird. An der Oberfläche verbindet es sich mit der hier
vorbeiströmenden Verbrennungsluft und verbrennt dann flammenlos, sofern die
Zündtemperatur überschritten ist. Der Brenner selbst dient dabei als
Vorheizvorrichtung, in dem zunächst das durchströmende Brenngas mit offener
Flamme verbrannt wird. Nachdem der Katalysator ausreichend temperiert ist, wird
die Gaszufuhr kurz unterbrochen und anschließend der katalytische
Verbrennungsvorgang eingeleitet.A water heater of this type can be found in DE-PS 2 51 567. There are catalytic burners in a water space, which enable flameless combustion on a catalyst layer. The combustion takes place in such burners at relatively low temperatures between 800 and 1000 ° C, at which NO x formation does not occur. The burners described in this document consist of porous burner tubes coated on the outside with the catalytic mass, through which the fuel gas is pressed from the inside to the outside. On the surface it connects with the combustion air flowing past and then burns flameless if the ignition temperature is exceeded. The burner itself serves as a preheating device in which the fuel gas flowing through is first burned with an open flame. After the catalytic converter has reached a sufficient temperature, the gas supply is briefly interrupted and then the catalytic combustion process is initiated.
Die DE 42 22 711 A1 beschreibt ebenfalls einen
katalytischen Brenner mit einer Vorheizvorrichtung, die mit den Brenngasen selbst
betrieben wird. Dabei ist der katalytische Brenner als Spaltbrenner zwischen einem
Hohlkörper und dem Wassermantel gestaltet. Die Vorheizvorrichtung besteht aus
einem am Eintrittsende des katalytischen Brenners angeordneten Gasbrenner.
Dessen Verbrennungsgase strömen durch den inneren
Hohlkörper, bis dieser die ausreichende Betriebstemperatur von etwa 300-350° C
erreicht hat. Dann wird die Zufuhr des Brenngas-Luft-Gemisches auf den
katalytischen Brenner umgeschaltet.DE 42 22 711 A1 also describes one
catalytic burner with a preheater that works with the fuel gases themselves
is operated. The catalytic burner is a slit burner between one
Hollow body and the water jacket designed. The preheater consists of
a gas burner arranged at the inlet end of the catalytic burner.
Its combustion gases flow through the interior
Hollow body until it has the sufficient operating temperature of about 300-350 ° C
has reached. Then the supply of the fuel gas-air mixture on the
catalytic burner switched.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wassererwärmer mit
katalytischem Brenner zu schaffen, bei dem eine effektive Vorheizung erfolgt und
der flexibel auf unterschiedliche Leistungsanforderungen reagieren kann.The invention has for its object to provide a water heater
to create a catalytic burner in which there is effective preheating and
who can react flexibly to different performance requirements.
Der erfindungsgemäße Wassererwärmer besitzt die im
Patentanspruch 1 genannten Merkmale.
Der Hohlkörper des Spaltbrenners ist als Brennkammer der Vorheizvorrichtung
ausgebildet. In diese brennt ein Vormischbrenner hinein. Ein solcher
Vormischbrenner führt nicht nur zu einer optimalen Verbrennung mit niedrigen,
umweltschädlichen Emissionen, sondern er sorgt auch für ein sehr schnelles
Erzielen der angestrebten Betriebstemperaturen des katalytischen Brenners. Der
Vormischbrenner beaufschlagt nämlich den als Brennkammer dienenden
Hohlkörper des Spaltbrenners direkt und bringt diesen dadurch in kürzester Zeit
auf Temperatur.
Der Vormischbrenner kann in der bekannten Weise nur zur Vorheizung des
katalytischen Brenners genutzt werden. Zu diesem Zweck kann er über ein
Umschaltventil automatisch von der Zufuhr des Brenngas-Luft-Gemisches
abgesperrt werden, wenn der Hohlkörper die erforderliche Betriebstemperatur von
etwa 300 bis 350° C erreicht hat.
Ein besonderer Vorteil besteht jedoch darin, den Vormischbrenner bei erhöhter
Leistungsanforderung gemeinsam mit dem katalytischen Brenner zu betreiben. Der
katalytische Brenner kann dabei in modulierender Betriebsweise den
Grundwärmebedarf, etwa eines Niedrig-Energiehauses, decken. Sobald jedoch ein
Spitzenwärmebedarf, etwa bei der Brauchwasserentnahme, auftritt, wird der
Vormischbrenner hinzugeschaltet. Der Vormischbrenner hat in diesem Fall eine
zweifache Funktion. Er dient zum Starten des katalytischen Brenners und bei
Bedarf zum Abdecken einer Spitzenlast.
Es empfiehlt sich, den katalytischen Brenner modulierend zu betreiben. So könnte
er beispielsweise zwischen 6 und 12 kW stufenlos den Grundwärmebedarf eines
Hauses abdecken. Bei einer Brauchwasserentnahme kann dann der
Vormischbrenner mit beispielsweise 13 kW hinzugeschaltet werden, wobei auch
in diesem gehobenen Leistungsbereich der katalytische Brenner modulierend
betrieben werden kann. Der gesamte Leistungsbereich bis zu einer Spitzenlast ist
auf diese Weise stufenlos abgedeckt.The water heater according to the invention has the
Features mentioned claim 1.
The hollow body of the split burner is the combustion chamber of the preheater
educated. A premix burner burns into this. Such a
Premix burner not only leads to optimal combustion with low,
polluting emissions, but it also ensures a very fast
Achieve the desired operating temperatures of the catalytic burner. Of the
The premix burner acts on the one serving as the combustion chamber
Hollow body of the slit burner directly and thereby brings it in the shortest possible time
on temperature.
The premix burner can only be used to preheat the
catalytic burner can be used. For this purpose, he can use a
Changeover valve automatically from the supply of the fuel gas-air mixture
be shut off when the hollow body has the required operating temperature of
has reached about 300 to 350 ° C.
A particular advantage, however, is that the premix burner is increased
Power requirement to operate together with the catalytic burner. Of the
Catalytic burner can be used in modulating mode
Cover basic heat requirements, such as those of a low-energy house. However, once a
Peak heat demand, such as when hot water is withdrawn, is the
Premix burner switched on. The premix burner has one in this case
dual function. It serves to start the catalytic burner and at
Need to cover a peak load.
It is advisable to operate the catalytic burner in a modulating manner. So could
between 6 and 12 kW, for example, the basic heating requirement of a
House. When taking hot water, the
Premix burners with, for example, 13 kW can be switched on, too
modulating the catalytic burner in this high performance range
can be operated. The entire performance range up to a peak load is
continuously covered in this way.
Die Zeichnung stellt zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. Es zeigt:The drawing shows two exemplary embodiments of the invention. It shows:
Fig. 1 : Einen Wassererwärmer mit einem zylindrischen Vormischbrenner und Fig. 1: A water heater with a cylindrical premix burner and
Fig. 2 : Einen Ausschnitt aus Fig. 1 mit einem Vormisch-Flächenbrenner. Fig. 2: A section from Fig. 1 with a premix surface burner.
Der Wassererwärmer besitzt einen Wasserraum 1 mit einem Zulauf 2 und einem
Auslauf 3. Die Beheizung erfolgt mit einem Spaltbrenner 4 zwischen einem
katalytisch beschichteten Hohlkörper 5 und dem inneren Wassermantel 6 des
Wasserraumes 1. Der Hohlkörper 5 bildet dabei die Brennkammer für die
Vorheizvorrichtung des Spaltbrenners 4. Die Vorheizvorrichtung selbst besteht aus
einem in Hohlkörper 5 angeordneten zylindrischen oder flächigen Vormischbrenner
7. Ein Umschaltventil 8 in der Brenngaszufuhr ermöglicht es, nur den
Vormischbrenner 7 oder nur den Spaltbrenner 4 oder bei Spitzenbedarf auch beide
Brenner 7, 4 zu betreiben. Ein nachgeschalteter monolithischer Brenner 9 sorgt für
eine katalytische Nachverbrennung. Damit die Verbrennungsgase des
Vormischbrenners 7 sich nicht in der vorderen Zone stauen, empfiehlt es sich, den
Hohlkörper 5 aus porösem Material zu fertigen. Es ergibt sich ein Ausgleich über
den Strömungskanal des Spaltbrenners 7.The water heater has a water space 1 with an inlet 2 and an outlet 3 . The heating takes place with a split burner 4 between a catalytically coated hollow body 5 and the inner water jacket 6 of the water space 1 . The hollow body 5 forms the combustion chamber for the preheating device of the slit burner 4 . The preheating device itself consists of a cylindrical or flat premix burner 7 arranged in hollow body 5 . A switching valve 8 in the fuel gas supply allows only the premix burner 7 or only the gap burner 4 or peak demand both burner 7 to operate. 4 A downstream monolithic burner 9 ensures catalytic afterburning. So that the combustion gases of the premix burner 7 do not accumulate in the front zone, it is advisable to manufacture the hollow body 5 from porous material. There is a compensation via the flow channel of the slit burner 7 .