DE4324012C1

DE4324012C1 - Zentralheizungskessel

Info

Publication number: DE4324012C1
Application number: DE4324012A
Authority: DE
Inventors: Hartmut Dipl Ing Asmann; Heinrich Dipl Ing Oehler
Original assignee: Buderus Heiztechnik GmbH
Current assignee: Bosch Thermotechnik GmbH
Priority date: 1993-07-17
Filing date: 1993-07-17
Publication date: 1995-01-26
Anticipated expiration: 2013-07-18

Description

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

Einen solchen Kessel mit einem Brennraum, einem Nachschaltzug und einem Katalysator zeigt die DE 34 25 259 A1. Der Katalysator ist dabei als Wandbeschichtung in der Umlenkkammer ausgeführt. Er hat die Aufgabe, die Verbrennung zu verbessern und die Bildung von umweltschädlichen Emissionen, zu reduzieren. Mit dem dort dargestellten Katalysator sind aber keine optimalen Ergebnisse zu erzielen, weil in der Umlenkkammer direkt hinter dem als Flammrohr ausgebildeten Brennraum zu hohe Temperaturen vorliegen. Außerdem treten die Heizgase mit dem Katalysator auf den Wänden nur in ihren Grenzbereichen in Kontakt.

Auch die DE 38 01 437 C2 zeigt einen solchen Kessel. Der Brennraum und die Nachschaltzüge sind bei diesem in gesonderten Baueinheiten angeordnet. Der Katalysator sitzt im Strömungsschacht zwischen diesen Bereichen. Wesentlich ist dabei die Tatsache, daß es sich um einen Kessel mit einem Pulsationsbrenner handelt, der spezielle konstruktive Maßnahmen erfordert. In allen bisher bekannt gewordenen Fällen wurde der Einsatz von ungeregelten Katalysatoren vorgeschlagen. Mit diesen können die Schadstoffe CO und H₂ gemindert werden. Eine NO_x-Minderung ist mit ihnen jedoch nicht möglich.

Zur Beseitigung der Schadstoffe CO, CH und NO_x wird schließlich in der DE 38 24 367 A1 der Einsatz einer Lambda-Sonde vorgeschlagen. Die Katalysatoren sind dort in Form von Glühkörpern in den heißesten Zonen des Kessels angeordnet. Damit sind keine optimalen Ergebnisse zu erzielen.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen Heizungskessel zu schaffen, mit dem extrem niedrige Emissionswerte erzielt werden können, und zwar insbesondere extrem niedrige NO_x-Werte.

Der erfindungsgemäße Heizkessel besitzt die im Patentanspruch 1 genannten Merkmale.

Durch diese konstruktiven Maßnahmen ist dafür gesorgt, daß der Katalysator voll wirksam wird. Er sitzt nicht an einer beliebigen Stelle, sondern dort, wo die Heizgase genau die geeignete Temperatur aufweisen. Wegen seiner Anordnung im Strömungsschacht bzw. in dessen Nähe wird er voll von den Heizgasen beaufschlagt, wodurch er seine ganze Wirksamkeit entfalten kann.

Ein wesentliches Merkmal besteht darin, daß es sich nicht um einen beliebigen Katalysator, sondern um einen geregelten Katalysator handelt. Bei diesem wird das Brennstoff-Luft-Verhältnis sehr eng im stoechiometrischen Bereich geregelt, was zu einem besonders hohen Abbau der Schadstoffe im Katalysator führt.

Insbesondere ist es einem geregelten Katalysator möglich, die NO_x-Werte in hohem Maß zu mindern, was mit einem herkömmlichen 2-Wege-Katalysator nicht möglich war. Dadurch ist es möglich, auch NO_x zu verringern, das durch brennstoffgebundenes N₂ entstanden ist. Das Regeln des Brennstoff-Luft- Verhältnisses erfolgt über eine dem Katalysator vorgeschaltete Lambda-Sonde, welche je nach dem im Heizgas noch vorhandenen O₂-Gehalt die Luftzufuhr zum Brenner verändert.

Bei den erfindungsgemäßen Kesseln mit dem geregelten Katalysator an der definierten Stelle kann ein Gas- oder Ölgebläsebrenner eingesetzt werden. Als Ölgebläsebrenner ist ein blaubrennender Brenner besonders geeignet.

Die Zeichnung stellt in einer einzigen Figur einen vertikalen Schnitt durch einen Heizkessel als Ausführungsbeispiel der Erfindung dar.

Der Heizkessel besitzt einen Brennraum 1, einen durch eine Trennwand 2 von ihm getrennten ersten Zug 3 und einen zum Abgasstutzen 4 führenden Nachschaltzug 5. Im Strömungsschacht 6 zum Nachschaltzug 5 sitzt ein geregelter Katalysator 7, dem eine das Brennstoff-Luft-Gemisch des Brenners 8 regelnde Lambda-Sonde 9 vorgeschaltet ist.

Der Brennraum 1 ist als Durchströmbrennraum gestaltet. Die Heizgase durchströmen dann zunächst nach der hinteren Umlenkung den ersten Zug 3 und gelangen mit geeigneten Temperaturen zwischen 300 und 800°C zum Strömungsschacht 6. An dem hier oder in der Nähe angeordneten Katalysator 7 werden die schädlichen Emissionen reduziert, wobei die Regelung über die Lambda-Sonde 9 zu optimalen Ergebnissen führt.

Der Kessel ist so gestaltet, daß er wahlweise mit oder ohne Katalysator betrieben werden kann.

Claims

1. Zentralheizungskessel mit einem Brennraum, einem durch einen Strömungsschacht mit diesem verbundenen Nachschaltzug und einem in der Heizgasströmung angeordneten Katalysator sowie einer Lambda-Sonde, dadurch gekennzeichnet, daß dem Brennraum (3) ein erster Zug zum Abbau der Heizgastemperatur folgt und daß der Katalysator (7) in Form eines geregelten Katalysators mit einer zugeordneten Lambda-Sonde (9) im Strömungsschacht (6) zum Nachschaltzug (5) oder in dessen Nähe angeordnet ist und mit Heizgasen in einem Temperaturbereich zwischen 300 und 800°C beaufschlagt wird.

2. Zentralheizungskessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Katalysator (7) die den O₂-Anteil im Heizgas messende über Steuerelemente das Brennstoff-Luft-Gemisch am Brenner (8) einstellende Lambda-Sonde (9) vorgeschaltet ist.

3. Zentralheizungskessel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einem Gasgebläsebrenner oder mit einem vorzugsweise blau brennenden Ölgebläsebrenner ausgerüstet ist.