DE693191C

DE693191C - Vorrichtung zum Bestimmen des Waermeumsetzungswirkungsgrades der Feuerungsanlage eines ortsbeweglichen Kessels, insbesondere eines Zentralheizungskessels

Info

Publication number: DE693191C
Application number: DE1936K0143840
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1936-09-29
Filing date: 1936-09-29
Publication date: 1940-07-03

Description

Vorrichtung zum Bestimmen des Wärmeumsetzungswirkungsgrades der Feuerungsanlage eines ortsbeweglichen Kessels, insbesondere eines Zentralheizungskessels Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestimmen des Wärmeumsetzungswirkungsgrades der Feuerungsanlage eines ortsbeweglichen Kessels, insbesondere eines Zentralheizungskessels, der zwecks Ermittlung der gebrauchten Brennstoffmenge auf eine Waage gesetzt ist und dessen Nutzwärmle lein umlaufeder dampft- oder Flüssigkeits-, insbesondere Wasserstrom anfnimmt und in einem Oberflächenwärmeaustauscher abgibt.
Bei Einrichtungen zum Bestimmen eines solchen Wirkungssgrades ist es bekannt, den Kessel zwecks Ermittlung der zugeführten Brennstoffmenge auf einer Waage anzuordnen, wobei jedoch der Wasserumlauf von (beweglichen) Kessel auf der Waage zu einem ortsfesten Wärmeaustauscher verläuft, so daß bei der Gewichtsbestimmung nur ein Teil des Wassers des Umlaufes berücksichtigt wird, nämlich derjenige Teil des Wassers, der sich im Kessel und in den sonst noch auf der Waage befindlichen Teilen des Gesamtumlaufes befindet. Das Gewicht dieses Wasseranteils ist nicht konstant, da es sich z. B. mit der Temperatur verändert, und führt daher zu einer Meßungenauigkeit, die das sog. Restglied in der Gleichung für den Wärmeumsetzungswirkungsgrad verhältnismäßig groß macht.
Erfindungsgemäß wird die Meßgenauigkeit dadurch vergrößert, daß der Kessel und der Wärmeaustauscher einschließlich der Umlaufleitung für den Dampf- bzw. Wasserstrom auf einer oder mehreren Waagen angeordnet sind.
In der Abbildung ist eine Versuchsanlage dargestellt, bei den der Erfindungsgegenstand zur Anwendung gekommen ist.
Durch die Anlage soll der Wärmeums etzungswirkungsgrad der Feuerung eines Zentralheizungskessels 1, beispielsweise für verschiedene Brennstoffe, vorzugsweise bei verschiedener Korngröße des zugeführten Kokses, bestimmt werden, wobei die in der Praxis auftrenden Arbeitsbedingungen des Kessels soweit wie irgend möglich nachgebildet sind.
Das im Kessel 1 erhitzte Umlaufwasser steigt über Vorlauf 2 in den Behälter 3a des Wärmeaustauschers 3, um abgekühlt durch den Rücklauf 4 in den Kessel zurückzukehren.
Erfindungsgemäß sind sowohl Kessel 1 als auch der Wasserumlauf 2, 4 sowie der zum Umlauf gehörende Behälter 3a des Wärmeaustauschers 3 auf der Waage 5 angeordnet.
Das gilt auch für -den Rauchgasabzug 6, soweit er unmittelbar mit dem Kessel I in Verbindung steht. Durch Wärmeisolierung der Teile 2, 3a und 4 ist dafür gesorgt, daß die Leitungs- und Strahlungsverluste des Wasserumlaufes möglichst gering sind. Ein dicht schließender Deckel auf dem Behältler3a des Wärmeaustauschers sorgt außerdem dafür, daß die Wassermenge im Umlauf praktisch gleichbleibt.
In den Behälter 3a des Wärmeaustauschers 3 taucht eine Kühischiange 3b, die vom Kühlwasser, zweckmäßig Leitungswasser, durchflossen wird. Die Kühlwassermenge kann durch den in der Zeichnung rechts dargestellten Trommelwassermesser 7 auf #0,50 % genau bestimmt werden. Diese regelbare Wassermenge sowie der Unterschied zwischen Kühlwassereintritts- und -austrittstemperatur gibt ein genause Maß für die dem Wärmeaustauscher und damit den Wasserumlauf des Kessels entnommene Wärmemenge. Um diese Wärmemenge verändern zu können und damit die verschiedenen Arbeitsverhältnisse einer Zentralheizung möglichst nachzubilden, kann -außerdem in nicht dargestellter Weise die Kühlschlange 3b gegenüber dem Behälter 3a des Wärmeaustauschers 3 bewegt werden, so daß eine mehr oder weniger große Oberfläche der Kühlschlange für den Wärmeaustausch wirksam wird. Zweckmäßig wird die Kühlschlange nach oben und unten beweglich ausgebildet, jedoch kann natürlich auch die Kühlschlange ortsfest angeordnet und dafür der Behälter 3a des Wärmeaustauschers in lotrecht er Richtung beweglich ausgebildet werden.
Zwecks Erzielung eines möglichst dichten Abschlusses des Wasserumlaufes weisen sowohl das Kühlwassereintritts- als auch das Kühlwasseraustrittsohr je einen Tauchweverschluß 8 auf, der in bekannter Weise aus einer in einem ringförmigen Wasserbehälter eintauchenden Kappe besteht, so daß geringe Relativbewegungen zwischen Kühlschlange 35 und Wärmeaustauschbehälter 3a möglich sind. ohne daß eine Meßunhgenauigkeit beim Einspielen der Waage 5 eintritt. Damit zwecks Änderung der Versuchsbedingungen die Kühlschlange verschieden tief in den Wärmeaustauschbehälter eingetaucht werden kann, besitzen die Flüssigkeitstauchverschlüsse 8 Gewinde, wie bei 8a angedeutet.
Auch der auf ,der Waage 5 befindliche Rauchgasabzug 6 endigt in einem ähnlichen Tauchverschlub 9, von wo aus die Rauchgase dem Kamin 10 zugeführt werden. Zur Regelung der Verbrennung dienen ein Rauchgasschieber 11 sowie ein Nebenluftzugregler 12: Um den natürlichen Zug des Kamins In den in der Praxis auftretenden veränderlichen Bedingungen anspassen zu können, ist ein Hilfszugerzeuger I3 vorgesehen, dessen Verbindungsrohr düsenartig im Kamin 10 endigt.
Die zur Bestimmung des Wärmeumsetzungswirkungsgrades oder zur sonstigen Beurteilung der Güte der Feuerung dienenden Meßgeräte sind sämtlich selbstschr,eibenNde Ein- oder Mehrfachgeräte, die laufend während des sich meist über mehrere Stunden erstreckenden Verbrennungsversuches die jeweiligen Meßwerte aufzeichnen. Die Zeitabszisse ist beiallen Geräten die gleiche, so daß die verschiedenen Meßwerte übersichtlich übereinander $nidergeschrieben werden.
Zur Bestimmung des Rauchgaswärmever-Austes dient das Schreibgerät 14 bekannter Bauart, dessen Kurven zur Wiedergabe der Kohlensäure, des Kohlenoxyds und des Wasserstoffes im Rauchgas dienen. Darunter angeordnet ist das Schreibgerät 15 des selbsttätigen Zugmessers, während das nächste Gerät 16 zur Aufzeichnung der Abgastemperatur dient. das Sendethermomenter 16a für dieses Schreibgerät sitzt in einer Einschnürung 16b des rauchgasabzuges 6, wodurch die Temperaturanzeige in weiten Grenzen von der Rauchgasmenge unabhängig wird.
Ein weiteres Schreibgerät 17 dient zum Aufzeichnen der Raumtemperatur, während das darunter vorgesehene Schreibgerät 18 8 die Temperatur im Wärmeaustauschbehälter 3a niederschreibt. Die Kesselwassertemperatur wird durch Schreibgerät 19 kenntlich gemacht.
Zwei weitere Schreibgaräte 20 und 21 dienen zur laufenden Messung von Temperaturunterschieden, und zwar gibt 20 den Temperaturunterschied zwischen den Wassertemperaturen im Vorlauf 2 und Rücklauf 4 wieder, während 21 den bereits erwähnten Temperaturunterschied zwischen Kühlwasseraus- und - eintlittstemp eratur wiedergibt.
Der Meßvorgang geht in üblicher Weise davon aus, daß von den drei Größen I. im Brennstoff vorhandene Wärme, 2. Wärmeaufnahme des umlaufenden Wärmeträgers (Nutzwärmer und 3. Wärmeverlust beim Umsetzungsprozeß jeweils eine Größe bei Be kanntsein der beiden anderen bestimmt werden kann. Durch Abwiegen des auf der Waage befindlichen, mit dem zu untersuchenden Brennstoff beschickten Kessels I leinschließlich Wärmeaustauschbehälter 3a läßt sich infolge Gleichbleibens des Kesselwassergewichts die gebrauchte Brennstoffmenge, deren Gesamtgewicht bei einem Versuch 50 kg beträgt, in beliebigen Zeiträumen bis auf 50 g bestimmen. Die nutzbar gemachte Wärmemenge ist gleich dem Produkt aus durchlaufender Nutz- bzw. Kühlwassermenge und der Temperaturerh,öhung dieses Wassers. Diese Wassermenge läßt sich ,durch Verwendung des Trommelwassermessers 7 bis auf # 0,5 % bestimmen, während der Temperaturunterschied zwischen Kühlwasseraustritt und -eintritt laufend mittels Widerstandsthermometer und durch das Schreibgerät 21 aufgezeichnet wird.
Die im Rauchgas verlorengehende Wärme setzt sich zusammen aus der fühlbaren Wärme der Rauchgase, ,die verhältnisgleich der Rauchgasmenge und der rauchgastemperatur ist, und Gehalt an Unverbranntem, wie Kohlenoxy und Wasserstoff. Die Zusammensetzung der Rauchgase sowie sie Rauchgastemperatur werden laufend durch die Schreibgeräte 14 und 16 aufgezeichnet, während die rauchgasmenge sich mittels der Kohlensäurebestimmung und des zur Verbrennungg gelangten Brenstoffgewichtes berechnen Läßt.
Die durch Strahlung und Leitung des Kessels frei werdende Wärmemenge ist maßtechnisch nicht unmittelbar erfaßbar. Doch sind dise abhängig von der jeweiligen Kesseltemperatur auftretenden Veluste unbedeutend, und außerdem kann durch besondere Versuche die Gesetzmäsigkeit dieser Abhängigkeit bestimmt werden.
Der unter 3. genannte Wärmeverlust beim Umsetzungsprozeß, der normalerweise nur etwa 20 5 beträgt, läßt sich mit großer Genaugkeit bei der dargestellen Anlage bestimmen, so daß mit ihr eine genaue, den Verhältnissen in der Praxis weitgehendst angepaßte Heißwerbestimmung im großen bei einer Schüttfeurung möglich ist.
Es können statt der dargestellen einen Waage mehrere Waagen für die Gewichtsbestimmungen Verwendung finde. Vor allem kann auf der einen Waage in der Haupsasche der zu untersuchende Kesselm auf einer zweiten Waage der Wärmeaustauscher angeordnet sein. Wesentlich ist, daß das gewicht des umlaufenden Wärmeträgers keine Vergrößerung der Meßungeuaigkeit über diejenige des Wiegevorganges hinaus brigt.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E : 1. Vorrichtungzum Bestimmendes Wärmeunsetzungswirkungsgrades der Feuerungsanlage eines ortsbeweglichen Kessels, insbesondere eines Zentralbeizungskessels, der zwecks $Ermittung der gebrauchten Brennstoffmenge auf eine Waage gesetzt ist und dessen Nutzärme ein umlaufender dampf- oder Flüssigkeits-, insbesondere Wassertsrom aufnimmt und in einem Oberflächenwärmenaustauscher abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kessel (1) und der Wärmeanustauscher (3) einschließlich der Umlaufleitung (2, 4) für den Dampf- bzw. Wasserstrom auf einer oder mehreren Waagen (5) angeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der Wärmenaustauscher aus einer in einem Behälter für das Umlaufwasser eintauchenden Kühlschlange besteht, gekennzeichnet durch eine bewegliche Anordnung der Kühlschlöange (3b) gegenüber dem Umlaufwasserbehälter (3a) zwecks Ermöglichung einer Änderung der Eintauchtiefe der Kühlschlänge.