DE4308875A1 - Gas-fired boiler - Google Patents

Gas-fired boiler

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DE4308875A1
DE4308875A1 DE19934308875 DE4308875A DE4308875A1 DE 4308875 A1 DE4308875 A1 DE 4308875A1 DE 19934308875 DE19934308875 DE 19934308875 DE 4308875 A DE4308875 A DE 4308875A DE 4308875 A1 DE4308875 A1 DE 4308875A1
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DE
Germany
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gas
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Withdrawn
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DE19934308875
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German (de)
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Roland Merker
Guenter Kittelmann
Klaus Rabbe
Michael Dipl Ing Wild
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Stiebel Eltron GmbH and Co KG
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Stiebel Eltron GmbH and Co KG
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C7/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
    • F23C7/02—Disposition of air supply not passing through burner
    • F23C7/06—Disposition of air supply not passing through burner for heating the incoming air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/22—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating
    • F24H1/34—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water chamber arranged adjacent to the combustion chamber or chambers, e.g. above or at side
    • F24H1/36—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water chamber arranged adjacent to the combustion chamber or chambers, e.g. above or at side the water chamber including one or more fire tubes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
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    • F24H9/1809—Arrangement or mounting of grates or heating means for water heaters
    • F24H9/1832—Arrangement or mounting of combustion heating means, e.g. grates or burners
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Abstract

In a gas-fired boiler, a gas burner (1) is arranged in a combustion chamber (2), a heat-exchanger space (14) being provided above the gas burner. The combustion chamber (2) is laterally bounded by an inner wall (4) and an outer wall (5), which form an air space (6). In order to simplify the heat insulation and reduce the CO2 content of the waste gas, the air space (6) opens into the heat-exchanger space (14). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasheizkessel mit einer Brennkammer, in der ein Gasbrenner angeordnet ist, und mit einem über dieser angeordneten Wärmetauscherraum, wobei die Brennkammer von einer Innenwand und einer Außenwand seitlich begrenzt und wärmeisoliert ist, und ein zwischen der Innenwand und der Außenwand bestehender Luftraum unten zur Umgebungsluft offen ist.The invention relates to a gas boiler with a Combustion chamber in which a gas burner is arranged and with a arranged above this heat exchanger space, the Combustion chamber from an inner wall and an outer wall is laterally limited and thermally insulated, and a between the inner wall and the outer wall of existing air space below is open to the ambient air.

Ein derartiger Gasheizkessel ist in der EP 0 021 469 A1 beschrieben. Bei diesem ist seitlich an der Brennkammer eine Wärmeisolationsschicht vorgesehen. Eine solche ist aufwendig. Die den Luftraum zwischen der Innenwand und der Außenwand durchströmende Umgebungsluft wird vom Wärmetauscher erwärmt und zu Heizungszwecken verwendet, um Wärmeverluste zu vermeiden.Such a gas boiler is in EP 0 021 469 A1 described. This is on the side of the combustion chamber a thermal insulation layer is provided. One is complex. The the air space between the inner wall and the Ambient air flowing through the outer wall is from the Heat exchangers are heated and used for heating purposes To avoid heat loss.

In dem DE-GM 92 00 784 ist ein Wasserheizer mit einem Brenner beschrieben, wobei die Brennkammer durch einen Doppelmantel begrenzt ist, der vom Heizwasser durchströmt ist, um eine zu weite Abkühlung der Brennkammer zu vermeiden.In DE-GM 92 00 784 is a water heater with a Burner described, the combustion chamber by a Double jacket is limited, which flows through the heating water to cool the combustion chamber too far avoid.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gasheizkessel der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei dem für die Wärmeisolation der Brennkammer eine Isolationsschicht überflüssig ist, und bei dem der NOx-Gehalt des Abgases niedrig gehalten, und gleichzeitig der CO2-Anteil und somit der Taupunkt der Abgase im Wärmetauscher abgesenkt wird.The object of the invention is to propose a gas boiler of the type mentioned, in which an insulation layer is unnecessary for the thermal insulation of the combustion chamber, and in which the NO x content of the exhaust gas is kept low, and at the same time the CO 2 content and thus the dew point the exhaust gases in the heat exchanger are lowered.

Erfindungsgemäß ist die genannte Aufgabe bei einem Gasheizkessel der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Luftraum in den Wärmetauscherraum mündet.According to the invention, the stated object is one  Solved gas boiler of the type mentioned above, that the air space opens into the heat exchanger space.

Bei der Erfindung strömt die Umgebungsluft unter Konvektionswirkung und infolge des Unterdrucks, der in der Brennkammer bzw. im Wärmetauscher herrscht, durch den zwischen der Innenwand und der Außenwand bestehenden Zwischenraum. Dadurch sind die Abstrahlverluste der Brennkammer zur Umgebung hin herabgesetzt. Die den Luftraum bzw. Zwischenraum durchströmende Umgebungsluft wird von der Innenwand her erwärmt und strömt vorerwärmt in den Wärmetauscherraum, wo sie sich mit den Verbrennungsgasen des Gasbrenners vermischt. Dadurch wird im Wärmetauscherraum der NOx- sowie der CO2-Gehalt herabgesetzt. Damit steht in Verbindung, daß die Taupunkttemperatur abgesenkt wird. Insgesamt ist durch die erfindungsgemäße Luftführung erreicht, daß seitlich an der Brennkammer keine Wärmeisolationsschichten vorgesehen sein müssen, und daß die diese ersetzende, von der Brennkammer erwärmte Umgebungsluftströmung ihre Wärme im Wärmetauscherraum von innen auf den Wärmetauscher überträgt und im Wärmetauscherraum den CO2-Gehalt des Abgases verringert. Gleichzeitig wird verhindert, daß Sekundärluft in die Flammen des Vormischbrenners tritt und es dadurch zu erhöhten NOx-Anteilen im Abgas kommt.In the invention, the ambient air flows under the effect of convection and as a result of the negative pressure that prevails in the combustion chamber or in the heat exchanger, through the space existing between the inner wall and the outer wall. As a result, the radiation losses from the combustion chamber to the environment are reduced. The ambient air flowing through the air space or intermediate space is heated from the inner wall and flows preheated into the heat exchanger space, where it mixes with the combustion gases of the gas burner. This reduces the NO x and CO 2 content in the heat exchanger room. This is connected with the fact that the dew point temperature is lowered. Overall, it is achieved by the air duct according to the invention that no thermal insulation layers have to be provided on the side of the combustion chamber, and that the ambient air flow which replaces them and is heated by the combustion chamber transfers its heat from the inside to the heat exchanger in the heat exchanger space and in the heat exchanger space the CO 2 content of the exhaust gas decreased. At the same time, secondary air is prevented from entering the flames of the premix burner and this leads to increased NO x contents in the exhaust gas.

Dem Gasbrenner wird Primärluft in der Gasleitung zugeführt. Im Flammenbereich tritt dem Gasbrenner in der Brennkammer keine Sekundärluft mehr hinzu, dies geschieht erst im Wärmetauscherraum mit vorerwärmter Umgebungsluft.Primary air is supplied to the gas burner in the gas line. The gas burner enters the combustion chamber in the flame area no more secondary air, this only happens in Heat exchanger room with preheated ambient air.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigen:Advantageous refinements of the invention result from the dependent claims and the following description of a Embodiment. The drawing shows:

Fig. 1 einen Gasheizkessel schematisch, Fig. 1 shows a gas boiler schematically

Fig. 2 ein Gehäuse eines Gasbrenners in perspektivischer Ansicht und Fig. 2 shows a housing of a gas burner in a perspective view

Fig. 3 das Gehäuse in Aufsicht. Fig. 3 the housing in supervision.

Ein Gasheizkessel weist einen Brenner (1) auf, der in einer Brennkammer (2) angeordnet ist. In den Fig. 2 und 3 ist der Brenner (1) nicht dargestellt. Er ist dort von einer offenen Seite (3) der Brennkammer (2) in diese einschiebbar und festlegbar. Im betriebsbereiten Zustand ist die offene Seite (3) von einer Platte verschlossen, an der der Brenner (1) befestigt ist.A gas boiler has a burner ( 1 ) which is arranged in a combustion chamber ( 2 ). The burner ( 1 ) is not shown in FIGS. 2 and 3. There it can be inserted and fixed into the combustion chamber ( 2 ) from an open side ( 3 ). In the operational state, the open side ( 3 ) is closed by a plate to which the burner ( 1 ) is attached.

Die Brennkammer (2) ist an drei Seiten durch eine Innenwand (4) begrenzt, die aus Blech besteht und keine Wärmeisolationsschicht trägt. Außerhalb der Innenwand (4) ist eine ebenfalls aus Blech oder Guß bestehende Außenwand (5) angeordnet, an der ebenfalls innen keine Wärmeisolationsschicht notwendig ist. Zwischen der Innenwand (4) und der Außenwand (5) besteht ein Luftraum (6). Die Innenwand (4) und die Außenwand (5) sitzen auf einem Sockel (7), der im Bereich des Luftraumes (6) Luftöffnungen (8) aufweist, welche lufttechnisch mit Seitenöffnungen (9) des Sockels (7) in Verbindung stehen. Auf dem Sockel (7) ist in der Brennkammer (2) unterhalb des Brenners (1) eine Wärmeisolationsschicht (10) angeordnet. Diese kann auch entfallen.The combustion chamber ( 2 ) is delimited on three sides by an inner wall ( 4 ) which consists of sheet metal and does not have a heat insulation layer. An outer wall ( 5 ), which is also made of sheet metal or cast iron, is arranged outside the inner wall ( 4 ), and likewise no heat insulation layer is necessary on the inside. There is an air space ( 6 ) between the inner wall ( 4 ) and the outer wall ( 5 ). The inner wall ( 4 ) and the outer wall ( 5 ) sit on a base ( 7 ) which has air openings ( 8 ) in the area of the air space ( 6 ), which are connected in terms of ventilation to side openings ( 9 ) of the base ( 7 ). A heat insulation layer ( 10 ) is arranged on the base ( 7 ) in the combustion chamber ( 2 ) below the burner ( 1 ). This can also be omitted.

Oberhalb der Brennkammer (2) ist ein Wärmetauscher (11) angeordnet, der einen Wasserzulauf (12) und einen Wasserablauf (13) zum Anschluß des Heizsystems aufweist. Im Inneren des Wärmetauschers (11) besteht ein Wärmetauscherraum (14), den die heißen Abgase des Brenners (1) durchströmen, und der in einen Abgasabzug (15) mündet. A heat exchanger ( 11 ) is arranged above the combustion chamber ( 2 ) and has a water inlet ( 12 ) and a water outlet ( 13 ) for connecting the heating system. Inside the heat exchanger ( 11 ) there is a heat exchanger space ( 14 ) through which the hot exhaust gases of the burner ( 1 ) flow and which opens into an exhaust gas extractor ( 15 ).

Die Innenwand (4) weist an ihrer dem Wärmetauscherraum (14) nahen Oberkante eine Schräge (16) auf, um die den Luftraum (6) durchströmende, an der Innenwand (4) erwärmte Luft oberhalb der Brennzone (17) des Brenners (1) in den Wärmetauscherraum (14) einzuleiten.The inner wall ( 4 ) has on its upper edge near the heat exchanger space ( 14 ) a slope ( 16 ) around which the air flowing through the air space ( 6 ) and heated on the inner wall ( 4 ) above the combustion zone ( 17 ) of the burner ( 1 ) to be introduced into the heat exchanger room ( 14 ).

Im Betrieb des Brenners (1) wird die Luft im Luftraum (6) erwärmt. Sie strömt dadurch und durch den in der Brennkammer (2) und im Wärmetauscherraum (14) herrschenden Unterdruck in den Wärmetauscherraum (14). Die Brennkammer (2) braucht nicht allseitig mit einer Isolationsschicht versehen zu sein. Es genügt die bodenseitige Wärmeisolationsschicht (10). Außerdem kann an der offenen Seite (3), von der her der Brenner (1) einsetzbar ist, eine Wärmeisolationsschicht vorgesehen sein.When the burner ( 1 ) is in operation, the air in the air space ( 6 ) is heated. As a result, it flows into the heat exchanger chamber ( 14 ) and through the negative pressure prevailing in the combustion chamber ( 2 ) and in the heat exchanger chamber ( 14 ). The combustion chamber ( 2 ) need not be provided with an insulation layer on all sides. The bottom thermal insulation layer ( 10 ) is sufficient. In addition, a heat insulation layer can be provided on the open side ( 3 ) from which the burner ( 1 ) can be used.

Die von der Brennkammer (2) im Luftraum (6) erwärmte Umgebungsluft strömt direkt in den Wärmetauscherraum (14) und zum Abgasabzug (15). Im Wärmetauscherraum (14) überträgt sie ihre Wärme auf den Wärmetauscher (11) und reduziert den CO2-Gehalt und den Taupunkt des den Abgasabzug (15) verlassenden Abgases.The ambient air heated by the combustion chamber ( 2 ) in the air space ( 6 ) flows directly into the heat exchanger space ( 14 ) and to the exhaust gas exhaust ( 15 ). In the heat exchanger room ( 14 ), it transfers its heat to the heat exchanger ( 11 ) and reduces the CO 2 content and the dew point of the exhaust gas leaving the exhaust fume hood ( 15 ).

Claims (7)

1. Gasheizkessel mit einer Brennkammer, in der ein Gasbrenner angeordnet ist, und mit einem über dieser angeordneten Wärmetauscherraum, wobei die Brennkammer von einer Innenwand und einer Außenwand seitlich begrenzt und wärmeisoliert ist und ein zwischen der Innenwand und der Außenwand bestehender Luftraum unten zur Umgebungsluft offen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftraum (6) in den Wärmetauscherraum (14) mündet.1.Gas boiler with a combustion chamber in which a gas burner is arranged and with a heat exchanger space arranged above it, the combustion chamber being laterally delimited and thermally insulated by an inner wall and an outer wall and an air space between the inner wall and the outer wall open at the bottom to the ambient air is characterized in that the air space ( 6 ) opens into the heat exchanger space ( 14 ). 2. Gasheizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand (4) ohne Wärmeisolationsschicht an die Brennkammer (2) angrenzt.2. Gas boiler according to claim 1, characterized in that the inner wall ( 4 ) adjoins the combustion chamber ( 2 ) without a heat insulation layer. 3. Gasheizkessel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftraum (6) oben unterseitig in den Wärmetauscherraum (14) mündet.3. Gas boiler according to claim 1 or 2, characterized in that the air space ( 6 ) opens out on the underside at the top into the heat exchanger space ( 14 ). 4. Gasheizkessel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenwand (4) eine Schräge (16) vorgesehen ist, die in den Wärmetauscherraum (14) führt.4. Gas boiler according to one of the preceding claims, characterized in that on the inner wall ( 4 ) a slope ( 16 ) is provided which leads into the heat exchanger space ( 14 ). 5. Gasheizkessel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand (4) und die Außenwand (5) auf einem Sockel (7) installiert sind und durch den Sockel (7) über Luftöffnungen (8, 9) die Luftzuführung in den Innenraum (6) erfolgt.5. Gas boiler according to one of the preceding claims, characterized in that the inner wall ( 4 ) and the outer wall ( 5 ) are installed on a base ( 7 ) and through the base ( 7 ) via air openings ( 8 , 9 ) the air supply in the Interior ( 6 ) takes place. 6. Gasheizkessel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Brenners eine Wärmeisolationsschicht (10) angeordnet ist.6. Gas boiler according to one of the preceding claims, characterized in that a heat insulation layer ( 10 ) is arranged below the burner. 7. Gasheizkessel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand (4) bis über den Flammbereich des Brenners (1) reicht.7. Gas boiler according to one of the preceding claims, characterized in that the inner wall ( 4 ) extends beyond the flame area of the burner ( 1 ).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202007001959U1 (en) * 2007-02-06 2008-03-13 Viessmann Werke Gmbh & Co Kg Solid fuel boilers
CN104964435A (en) * 2015-05-22 2015-10-07 芜湖鸣人热能设备有限公司 Double-layer heat storage-type boiler

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