DE69716214T2 - Gliederheizkessel und Heizgerät mit so einem Kessel - Google Patents

Description

Beschreibung
• Die Erfindung betrifft einen gegliederten Heizkessel gemäß der Beschreibung im Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige Vorrichtung ist aus DE 2948838 bekannt.
• Der bekannte Heizkessel weist eine Reihe von Heizgliedern auf, die jeweils einen Wasserbehälter und einen Brenner haben. Die Wasserbehälter sind jeweils durch ein Ventil mit einem Auslaßrohr verbunden. Der Brenner jedes Glieds kann ein- oder ausgeschaltet werden, je nach dem Gesamtwärmebedarf des Kessels, wobei das Ventil des Behälters des betreffenden Glieds geschlossen wird, wenn der Brenner des selben Glieds abgeschaltet wird, während das Ventil geöffnet wird, wenn der Brenner eingeschaltet wird. Bei diesem Kessel brennt jeder Brenner im eingeschalteten Zustand mit voller Leistung.
• Ein aus der Praxis bekannter weiterer Heizkessel weist ein Brennerbett mit einer Reihe von darüber angeordneten Gliedern auf. Jedes Glied weist eine Wasserleitung auf, wobei die Wasserleitungen über eine gemeinsame Rückführleitung einer Heizleitung gespeist werden und in einer gemeinsamen Zuführleitung zum Heizkreislauf enden. Die Wasserleitungsteile sind beispielsweise durch zickzackförmige Rohre gebildet. Im Gebrauch werden die Abgase der Flammen des Brennerbetts zwangsweise zwischen die Rohre geleitet, wobei sie Wärme mit dem durch die Rohre fließenden Wasser austauschen.
• Ein derartiger Heizkessel hat eine feste Anzahl von Gliedern, die nach dem vorab berechneten maximalen Wärmebedarf eines daran anzuschließenden Heizkreislaufs gewählt wird. Dies bedeutet, daß eine große Anzahl von verschiedenen Heizkesseln verfügbar sein sollte, um in jedem Fall einen Heizkessel mit geeigneter Kapazität für verschiedene Heizkreisläufe liefern zu können.
• Ferner hat ein derartiger Heizkessel den Nachteil, daß das gesamte Brennerbett durchgehend verwendet werden sollte, ungeachtet des Wärmebedarfs des zu speisenden Heizkreislaufs, wobei ferner auch sämtliche Glieder in jedem Fall in den Wärmetausch einbezogen sind. Infolgedessen ist ein derartiger Heizkessel relativ kostspielig in der Herstellung und im Gebrauch, relativ kompliziert hinsichtlich der Konstruktion und des Gebrauchs, ökonomisch und umweltmäßig wenig profitabel, und bietet insbesondere bei stark veränderlichen Wärmeanforderungen in dem zu speisenden Heizkreislauf eine beschränkte Gebrauchsfreundlichkeit. Darüber hinaus ist die Reparatur eines derartigen Heizkessels kompliziert.
• Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen gegliederten Heizkessel des im Oberbegriff des Hauptanspruchs beschriebenen Typs, der die genannten Nachteile vermeidet und die Vorteile bewahrt. Zu diesem Zweck ist ein erfindungsgemäßer Heizkessel durch die Merkmale des kenzzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gekennzeichnet.
• Der modulare Aufbau eines erfindungsgemäßen Heizkessels ermöglicht die Wahl der Anzahl der im Heizkessel enthaltenen Glieder in Abhängigkeit von der vorab berechneten maximalen Wärmeanforderung, so daß mit einer begrenzten Anzahl von verschiedenen oder identischen, relativ einfachen Modulen ein geeigneter Heizkessel in jedem Fall zusammengestellt werden kann. Da eine Reihe von Brennern zusammen mit Steuereinrichtungen zum individuellen oder gruppenweisen Steuern der verschiedenen Brenner vorgesehen ist, kann in jedem Fall eine gewünschte Last der Brenner in einem derartigen Heizkessel abhängig von der gemessenen Wärmeanforderung auch dann eingestellt werden, wenn diese Anforderung erheblich geringer ist als die maximale Wärmeanforderung, für welche der Heizkessel ausgelegt ist. Beispielsweise können ein oder mehrere Brenner ein- oder ausgeschaltet oder moduliert werden. Es ist somit vorgesehen, daß im Gebrauch in jedem mit einem eingeschalteten Brenner verbundenen Wärmetauschbereich die Wärmetauschelemente ausreichend erwärmt werden,
• Aufgrund des modularen Aufbaus eines erfindungsgemäßen Heizkessels kann die Wartung des Heizkessels auf relativ einfache Weise erfolgen und die Kapazität des Heizkessels ist auf einfache Weise beispielsweise an veränderte Bedingungen anpaßbar.
• Nach einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist ein erfindungsgemäßer Heizkessel durch die Merkmale des Anspruchs 2 gekennzeichnet.
• Die Module im mittleren Bereich können im wesentlichen identisch sein, so daß mit nur einem Typ von Werkzeug sämtliche Module für den mittleren Bereich hergestellt werden können, ungeachtet der Anzahl der Module. Ferner können die zweiten Module an den beiden Enden des Heizkessels ebenfalls miteinander identisch sein, so daß auch für diese zweiten Module nur ein Werkzeug notwendig ist. Darüber hinaus können die ersten Module auch mit den zweiten Modulen identisch sein.
• Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der erfindungsgemäße Heizkessel durch die Merkmale der Ansprüche 3 und 4 gekennzeichnet.
• Das Anordnen eines Teils des oder jedes Wärmetauschbereichs eines Moduls auf einer bzw. zwei Seiten des Wasserleitungsteils in einem Modul bietet den Vorteil, daß er von einer Seite zugängig ist, wenn das Modul entfernt wurde. Dadurch ist das Reinigen und Untersuchen desselben auf einfache Weise möglich, während die Herstellung der Module dadurch ebenfalls erheblich vereinfacht wird. Insbesondere, wenn die Wärmetauschbereiche Elemente aufweisen, welche die Wärmeübertragungsfläche vergrößern, beispielsweise Stifte oder Trennwände. Sie können beispielsweise leicht herausziehbar ausgebildet sein, so daß einfache Gießverfahren zum Herstellen der Module verwendet werden können, ohne daß hierfür komplizierte Formen erforderlich sind. Ferner können die die Wärmeübertragungsflächen vergrößernden Elemente beispielsweise gefräst sein und darüber hinaus auf einfache Weise fertiggestellt werden.
• Selbstverständlich können sich die die Wärmeübertragungsfläche vergrößernden Elemente für sämtliche Module auf nur einer Seite des Wasserleitungsteils des relevanten Moduls erstrecken, während die entgegengesetzte Seite im wesentlichen eben ist. Dies hat den Vorteil, daß die Module sämtlich identisch sein können, während eine Abschlußplatte nur an einem Ende eines Heizkessels vorgesehen sein muß, wobei die Abschlußplatte beispielsweise einfach und eben ausgebildet sein kann. Die maximale Breite der Wärmetauschbereiche, d. h. der Abstand zwischen den Wasserleitungsteilen benachbarter Module, ist in jedem Fall durch die Länge der die Wärmeübertragungsfläche vergrößernden Elemente bestimmt.
• Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist der Heizkessel ferner durch die Merkmale von Anspruch 7 gekennzeichnet.
• Durch das Vorsehen einer Reihe von Brennern, die jeweils in einem Glied enthalten sind, kann Wärme im Gebrauch direkt in jedem Glied geliefert werden. In diesem Zusammenhang hat die Ausbildung der Brenner als Vormisch- Brenner, bei denen für jeden Brenner ein separates Gebläse vorgesehen ist, den Vorteil, daß dadurch die gewünschte Menge an Wärme beispielsweise je nach dem in einem angeschlossenen Heizkreislauf festgestellten Wärmebedarf problemlos jedem Glied zugeführt werden kann. In dieser Hinsicht sollte ein Glied als eine Einheit verstanden werden, die zumindest einen Wasserleitungsteil und Wärmetauschelemente umfaßt, in denen im Gebrauch Wärme zwischen den Abgasen und im Wasserleitungsteil durch diese fließenden Wasser (oder einem anderen Medium) ausgetauscht werden kann.
• Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel ist ein erfindungsgemäßer Heizkessel durch die Merkmale des Anspruchs 9 gekennzeichnet.
• Während des Strömens durch die Wärmetauschbereiche tauschen die Verbrennungsgase Wärme mit Wasser in den Wasserleitungsteilen aus. Die Form der Module, oder wenigstens der Wärmetauschbereiche, die sich von den Brennern weg gerichtet verjüngt, bietet einen Strömungswiderstand für die Verbrennungsgase, der in dieser Richtung zunimmt, sowie einen abnehmenden Wärmetauschbereich und bewirkt eine höhere Strömungsgeschwindigkeit der Verbrennungsgase. Dies bedeutet, daß im Gebrauch der beste Wärmetausch dort erreicht wird, wo die Verbrennungsgase ungefähr die höchste Temperatur haben. Aufgrund der Verjüngung der Wärmetauschbereiche wird die Abgasgeschwindigkeit in der vom Brenner weg gerichteten Richtung bei einem abnehmenden Abgasvolumen hoch gehalten. Infolgedessen wird die Wärmeübertragung auf einem optimalen Grad gehalten. Das Abgasvolumen nimmt infolge seiner sinkenden Temperatur ab.
• Weitere Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Heizkessels ergeben sich aus der Beschreibung und den Ansprüchen.
• Die Erfindung betrifft ferner Module, die zur Verwendung mit einem erfindungsgemäßen Heizkörper bestimmt sind, und eine Heizvorrichtung mit einem erfindungsgemäßen Heizkessel. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Steuern einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung, das durch die Merkmale des Anspruchs 14 gekennzeichnet ist, und eine dafür geeignete Steuereinheit.
• Im folgenden werden exemplarische Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Heizkessels und einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben. Die Zeichnungen zeigen:
• Fig. 1 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Heizkessels;
• Fig. 2 eine geschnittene Vorderansicht eines Heizkessels entlang der Linie II-II in Fig. 1;
• Fig. 3 eine geschnittene Vorderansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels des Heizkessels von Fig. 1;
• Fig. 4 eine Schnittdarstellung eines anderen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Heizkessels; und
• Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Heizvorrichtung mit einem erfindungsgemäßen Heizkessel.
• Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Heizkessels 1, mit einem Körperteil 2, einem Kopfteil 3 und einer Reihe von Gebläsen 4. Wie sich aus der geschnittenen Vorderansicht der Fig. 2 ergibt, besteht dieser Heizkessel 1 aus einer Reihe von Modulen, die in eine Reihe von im Mittelbereich befindlichen ersten Modulen 5 und zwei, die Enden bildende zweite Module 6 unterschieden werden müssen. Diese Module 5, 6 werden zunächst separat beschrieben und anschließend zusammen als in dem Heizkessel 1 eingebaut beschrieben. Vorzugsweise werden die Module 5, 6 durch Gießen aus Leichtmetall hergestellt, beispielsweise Aluminium oder eine Aluminiumlegierung, so daß jedes Modul im wesentlichen aus einem Teil besteht.
• Jedes Modul 5 weist einen Wasserleitungsteil 7 auf, der mäanderförmig ausgebildet ist und sich zwischen einem ersten, oberen Ende 8 zum Anschließen an einen Versorgungsverteiler 9 und einem zweiten, unteren Ende 10 zum verbinden mit einem Rücklaufverteiler 11 erstreckt. Die Versorgungs- und Rücklaufverteiler sollten als Teil eines durch den Heizkessel 1 zu speisenden Heizkreislaufs, beispielsweise eines Raumheizungskreislaufs oder eines Brauchwasserheizkreislaufs, oder zumindest als mit diesem verbindbar, angesehen werden. Der Wasserleitungsteil 7 ist auf beiden Seiten durch eine Wand 12 begrenzt. Von jeder Wand 12 erstreckt sich eine Anzahl von Reihen und Spalten von Vorsprüngen 13 ungefähr rechtwinklig zur Ebene der Wand 12 vom Wasserleitungsteil 7 weg. Vorzugsweise sind die Vorsprünge 13 derart in den Reihen angeordnet, daß die Vorsprünge 13 zweier Reihen, die übereinander oder nebeneinander liegen, relativ zueinander geringfügig versetzt sind, so daß zickzackförmige Durchlässe zwischen den Vorsprüngen 13 gebildet sind. Der Zweck derselben wird im folgenden näher erläutert.
• Jedes zweite Modul 6 weist ferner einen mäanderförmigen Wasserleitungsteil 14 auf, der durch zwei Wände 15 begrenzt ist, wobei eine Anzahl von Reihen und Spalten von Vorsprüngen 13 nur auf einer Seite einer Wand 15 vorgesehen ist, wobei die Vorsprünge mit den Vorsprüngen 13 des ersten Moduls vergleichbar und an identischen Positionen angeordnet sind.
• Die Endflächen der Module 5, 6 sind durch einen einstückig gegossenen Endwandteil 16 abgedeckt, von denen einer in Fig. 1 dargestellt ist. Im Gebrauch bilden die Endwandteile 16 eine geschlossene Wand entlang sämtlicher Module 5, 6 auf jeder Seite derselben (in der in Fig. 2 dargestellten Position an der Vorder- und der Rückseite der Module).
• Da sich die Vorsprünge 13 ungefähr rechtwinklig zur Ebene der Wasserleitung 7 bzw. 14, in diesem Fall zu einer Wand 12 bzw. 15, erstrecken, sind die Vorsprünge 13 herausziehbar, so daß eine Form zum Herstellen eines derartigen Moduls, oder wenigstens der Außenform desselben, einfach herstellbar ist. Zur Bildung einer jeden Wasserleitung 7, 14 sollte ein Kern in der Form vorgesehen sein.
• Wie in Fig. 2 dargestellt sind die ersten Module 5 nebeneinander angeordnet und mit einander zugewandten Vorsprüngen 13 miteinander verbunden, wobei Dichtungspackungen zwischengefügt sind. An den beiden Enden eines Heizkessels ist ein zweites Modul 6 an der Reihe der ersten Module 5 derart angebracht, daß die Vorsprünge 13 der zweiten Module 6 gegenüber Vorsprüngen 13 des benachbarten ersten Moduls 5 angeordnet sind. Vorzugsweise berühren die Vorsprünge 13 zweier nebeneinanderliegender Module 5, 5 bzw. 5, 6 einander nicht, jedoch sind deren freie Enden im allgemeinen eng beabstandet. Um eine gasdichte Verbindung zwischen den verschiedenen Modulen zu bewirken, können zahlreiche verschiedene Arten von in den Zeichnungen nicht dargestellten Verbindungseinrichtungen verwendet werden, beispielsweise Klemmeinrichtungen, Schraubeneinrichtungen, Hafteinrichtungen und dergleichen.
• Nachdem die Module 5, 6 miteinander verbunden wurden, ist in jedem Fall ein Wärmetauschbereich 17 zwischen den beiden benachbarten Modulen 5, 5 bzw. 5, 6 eingeschlossen, der in jedem Fall eine große Anzahl von zickzackförmigen Durchlässen zwischen den Vorsprüngen 13 aufweist. Die Wände 12 sind an ihren Oberseiten derart ausgebildet, daß der obere Teil 18 sich ungefähr zentral über der Wasserleitung 7 erstreckt, während die im Gebrauch jedem ersten Modul 5 zugewandte Wand 15' jedes zweiten Moduls 6 tiefer als die gegenüberliegende Wand 15" liegt. Infolgedessen ist über jedem Wärmetauschbereich 17 ein Brennerraum 19 gebildet, der geringfügig breiter als der darunterliegende Wärmetauschbereich 17 ist. An der Oberseite ist ein Brenner 20 im jeweiligen Brennerraum 19 über jedem Wärmetauschbereich 17 angeordnet, wobei sich der Brenner 20 vorzugsweise über im wesentlichen die gesamte Fläche des Brennerraums 19 erstreckt. Jeder Brenner 20 ist vorzugsweise vom Vormisch-Typ. An der Oberseite ist über jedem Brenner 20 eine dichtende Abdeckkappe 22 vorgesehen, die mit einem Gebläse 23 verbunden ist. Durch jedes Gebläse kann im Gebrauch ein Gas-Luft-Gemisch unter Druck dem Brennerboden 21 des darunterliegenden Brenners 20 zugeführt werden.
• Wie sich insbesondere aus der Fig. 1 ergibt, sind die Gebläse 23 derart positioniert, daß die Gebläse 23 zweier nebeneinanderliegender Brenner 20 derart versetzt angeordnet sind, daß ausreichend Raum um jedes Gebläse 23 verbleibt, um leicht erreichbar zu sein. Dies ermöglicht ferner die Verwendung relativ großer Gebläse. Tatsächlich können die Gebläse auf verschiedene Weise versetzt sein, beispielsweise durch Vorwärts- und/oder Rückwärtskippen oder durch vertikales Versetzen.
• In jedem Brennerraum 19 ist ein Sichtglas 24 und ein Zünder 25 für den benachbarten Brenner 20 vorgesehen. Die Zündeinrichtung kann beispielsweise elektronisch sein oder ein manuelles Zünden erlauben. Die Vorsprünge 13 neben dem Brennerraum 19 haben eine relativ geringe Länge, die in Richtung der unteren Seite des Wärmetauschbereichs 17 schnell zunimmt. Zwischen den oberen Reihen von Vorsprüngen 13 (die oberen vier Reihen in dem dargestellten exemplarischen Ausführungsbeispiel) ist somit ein freier Raum 19A gebildet, dessen Breite nach unten abnimmt. An der unteren Seite ist ein (nicht dargestellter) Krümmer für Abgase mit jedem Wärmetauschbereich 17 verbindbar. Die Wärmetauschbereiche 17 verjüngen sich nach unten, wodurch die Abgasgeschwindigkeit nahe der unteren Seite der Wärmetauschbereiche 17 hoch gehalten wird, während ihr Volumen durch die Abkühlung abnimmt. Die Vorsprünge 13 bilden eine relativ große Wärmeübertragungsfläche in jedem Wärmetauschbereich.
• Ferner ist für jeden Wärmetauschbereich 17 ein Rückschlagventil 32 zum Schließen des Durchgangs desselben vorgesehen. Bei dem in Fig. 1 dargestellten exemplarischen Ausführungsbeispiel ist jedes Rückschlagventil 32 unmittelbar stromabwärts des Gebläses 23 und stromaufwärts des Brenners 20 in einem relativ kühlen Bereich angeordnet. Der Zweck jedes Rückschlagventils 32 ist es, wenn der Brenner 20 und das Gebläse 23 des jeweiligen Wärmetauschbereichs 17 abgeschaltet sind, Abgase daran zu hindern, aus einem oder mehreren der anderen Wärmetauschbereiche 17 zurück und über den betreffenden nicht aktiven Wärmetauschbereich und das betreffende Gebläse 23 zur Einlaßseite der Einheit zu strömen. Schließlich kann dies dazu führen, daß Abgase in den Raum strömen, in dem die Einheit installiert ist, mit all den offensichtlichen damit einhergehenden Gefahren. Jedes Rückschlagventil 32 ist über die Zentraleinheit 26 einstellbar und ist vorzugsweise darüber hinaus mit Sicherheitseinrichtungen versehen, welche das Rückschlagventil 32 im Falle eines Versagens des betreffenden Brenners 20 und/oder Gebläses 23 schließen. Ein Rückschlagventil 32 kann auch an einer anderen Position vorgesehen sein, beispielsweise stromaufwärts des Gebläses 23 oder auf der Auslaßseite eines Wärmetauschbereichs 17. An dieser Stelle ist jedoch die Temperatur erheblich höher. Als Rückschlagventil 32 können verschiedene Arten von Ventilen verwendet werden.
• Der erfindungsgemäße Heizkessel 1 kann wie im folgenden beschrieben verwendet werden.
• Die Zulauf- und Rücklaufverteiler 9, 11 werden mit einem Heizkreislauf verbunden, wobei jedes Gebläse 23 mit wenigstens einem Gaszuführrohr verbunden wird. Ferner wird der Krümmer für die Abgase an der Unterseite der Module 5, 6 angeschlossen und eine Verbindung mit einem Kamin 28 hergestellt (Fig. 5). Eine in Fig. 5 schematisch dargestellte Steuereinheit 26 ist auf einer Seite mit Zuführeinrichtungen 27 in oder am Heizkreislauf V, wobei die Einrichtungen den Wärmebedarf in dem relevanten Kreislauf oder beispielsweise einem zu heizenden Raum messen. Im Heizkreislauf V ist nur ein Heizkörper 31 schematisch dargestellt, jedoch ist verständlich, daß mehr Heizelemente vorgesehen und ferner mehr Heizkreisläufe angeschlossen sein können. Auf der anderen Seite sind wenigstens die Gebläse 23, gas- und Luftzuführeinrichtungen und die Zünder 25 mit der Steuereinheit 26 verbunden. Ferner kann die Steuereinheit 26 Einstelleinrichtungen für Präferenzen aufweisen. Darüber hinaus ist eine Wasserpumpe 29 im Heizkreislauf V durch die Steuereinheit 26 steuerbar und beispielsweise in der Geschwindigkeit regulierbar.
• Je nach dem gemessenen Wärmebedarf wird die optimale Einstellung (mit oder ohne Modulation) für jeden Brenner 20 gewählt, und die Brenner 20 werden gleichzeitig oder nacheinander gezündet, wobei sämtliche Brenner 20 oder nur eine begrenzte Zahl gezündet werden können. Sämtliche Brenner können auf die gleiche Weise oder in voneinander verschiedener Weise in Abhängigkeit vom gewünschten Brennermuster eingestellt werden. Ferner kann eine Anzahl von Brennern 20 außer Betrieb sein. Durch Modulieren der Brenner 20 und/oder Einschalten und Ausschalten derselben, kann die gewünschte Wärmemenge zu jeder Zeit den Wärmetauschbereichen 17 über die Abgase zugeführt werden. An den ausgeschalteten Brennern 20 und/oder Gebläsen 23 ist das Rückschlagventil 32 geschlossen. Da der Brennerraum 19 breiter als der darunter befindliche Wärmetauschbereich 17 ist, wird Wärme ferner über die Schultern 32 übertragen, welche den Übergang zwischen einer Wand 12, 15' und dem oberen Teil 18 der relevanten Wand des Moduls bilden. Im Wärmetauschbereich 17 erfolgt der Wärmetausch zwischen den Vorsprüngen 13 und Wasser in den Wasserleitungsteilen 7, 14, die zu einer oder ggf. mehreren Wasserleitungen zusammengefaßt sind. Aufgrund des Raums 19A können die Abgase eines Brenners zunächst relativ ungestört in die Wärmetauschbereiche 17 strömen, bis die Abgase in den Zickzack-Durchlässen auf Widerstand stoßen. In diesem Zusammenhang schaffen die zickzackförmigen Durchlässe einen intensiven Kontakt zwischen den Abgasen und den Vorsprüngen 13. Infolgedessen wird der Wärmetausch verstärkt. Über den Krümmer werden die abgekühlten Abgase in den Kamin 28 oder dergleichen ausgelassen.
• Ein erfindungsgemäßer Heizkessel mit modularem Aufbau, bei dem in jedem Fall ein Glied im wesentlichen durch zwei benachbarte Module 5,5 bzw. 5,6 begrenzt ist, hat den Vorteil, daß je nach dem im zu steuernden Heizkreislauf V (oder den zusammen zu steuernden Heizkreisläufen) auftretenden maximalen Wärmebedarf die Anzahl der erforderlichen Module bestimmt und zu einem einzigen Heizkessel kombiniert werden kann. Da die ersten Module 5, wie die zweiten Module 6, sämtlich identisch sind, ist die Anpassung der Größe des Heizkessels 1 auf einfache und wirtschaftliche Weise möglich, wobei nur eine begrenzte Anzahl von Formen zur Herstellung desselben erforderlich ist. Tatsächlich können im Prinzip die zweiten Module in einer Form für die ersten Module hergestellt werden, wobei nur eine geringe Anpassung der Form erforderlich ist. Da die Module wenigstens im wesentlichen herausziehbar ausgebildet sind, sind sie leicht durch Gießen herzustellen, ohne daß hierfür komplizierte Formen erforderlich wären. Im Gebrauch hat ein modularer Heizkessel ferner den Vorteil, daß die Wartung leicht möglich ist, indem die Module und/oder die Abdeckkappen entfernt werden, während ferner ein einzelnes Modul weggenommen oder hinzugefügt werden oder durch ein vergleichbares oder verschiedenes Modul ersetzt werden kann. Ferner können sämtliche Module identisch oder, falls erforderlich, von unterschiedlicher Ausbildung sein.
• Die Anzahl der Glieder, die ein erfindungsgemäßer Heizkessel aufweisen kann, ist theoretisch unbegrenzt.
• Fig. 3 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Heizkessels 101, der im wesentlichen dem Heizkessel nach den Fig. 1 und 2 entspricht. Bei diesem Ausführungsbeispiel jedoch weist jedes Modul 105 einen Wasserleitungsteil 107 mit Vorsprüngen 113 auf einer Seite auf, welche im Gebrauch im wesentlichen an der im wesentlichen ebenen Wand 112' eines benachbarten Moduls 105 anliegen. Auf der rechten Seite der Fig. 3 ist ein Endmodul 106 vorgesehen, das mit den Modulen 105 identisch ist, wobei dieses Endmodul 106 keine Vorsprünge 113 aufweist. Die Rückschlagventile sind in Fig. 3 nicht dargestellt. Im Gebrauch entspricht dieser Heizkessel 1o1 dem Heizkessel 1 der Fig. 1 und 2. Dieses alternative Ausführungsbeispiel hat den Vorteil, daß die Module sämtlich mit lediglich einer Form hergestellt werden können und relativ einfach im Aufbau und Gebrauch sind, da sie das Herausziehen in nur eine Richtung erfordern. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die maximale Breite B der Wärmetauschbereiche 117 durch die Länge der (längsten) Vorsprünge 113 bestimmt und ist geringer als die Breite der Wärmetauschbereiche 17 nach den Fig. 1 und 2. Der Abgaswiderstand eines derartigen Heizkessels 101 ist daher größer als bei dem ansonsten gleich aufgebauten zuvor beschriebenen Heizkessel.
• Selbstverständlich können die Module 5, 6 und 105, 106 wie gewünscht kombiniert werden, wodurch ein noch größerer Bereich an Einstellwerten möglich wird. Bei zum Beispiel geringem Wärmebedarf können die Module 105, 106 gewählt werden, während bei höherem Wärmebedarf die Module 5, 6 gewählt werden können, optional in Kombination mit den Modulen 105, 106. Ferner können mit den verschiedenen Modulen 5, 6, bzw. 105, 106 verschiedene Heizkreisläufe verbunden werden, beispielsweise jeweils ein Raumheizkreislauf und ein Brauchwasserheizkreislauf.
• Fig. 4 zeigt ein weiteres alternatives Ausführungs> beispiel eines erfindungsgemäßen Heizkessels 201. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist jedes Glied aus zwei Modulen 205, 205 bzw. 206, 206 in Form eines Kreissegments gebildet, wobei der Brenner 220 an der nach außen gewandten Seite des Glieds und der Abgaskrümmer 230 nahe cer Mitte des (teilweise virtuellen) durch die Glieder gebildeten Kreises angeordnet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel verjüngt sich jeder Wärmetauschbereich 217 leicht in Richtung des Abgaskrümmers 230 dahingehend, daß die Wände 212, 215 in dieser Richtung zusammenlaufen. In diesem Ausführungsbeispiel ist ausreichend Raum für die in radialer Richtung angeordneten Gebläse 223 vorgesehen. Rückschlagventile sind in dieser Figur nicht dargestellt.
• Die die Wärmeübertragungsfläche vergrößernden Elemente können unterschiedlich ausgebildet sein, beispielsweise können sie vollständig oder teilweise als Trennwände ausgebildet sein. Die Außenform der Module kann ferner unterschiedlich gewählt werde, beispielsweise mit einer in Seitenansicht rechteckigen Form (Fig. 1). Bei zwei oder mehr benachbarten Gliedern kann ein Gebläse unter Umständen ausreichend sein, während vorzugsweise Steuereinrichtungen wie Ventile zum Steuern der Zufuhr eines Gas-Luft- Gemischs zu jedem der mit dem betreffenden Gebläse verbundenen Brenner vorgesehen ist. Ferner können die Brenner in den Modulen integriert sein. Die Module können teilweise oder vollständig anders als durch Gießen hergestellt werden, beispielsweise wenn nicht herausziehbare Teile vorgesehen sein sollen.

Claims (15)

1. Gegliederter Heizkessel mit einer Reihe von Heizgliedern, von denen jedes wenigstens einen Wasserleitungsteil und Wärmetauscherelemente aufweist, wobei Brennereinrichtungen in jedem Glied vorgesehen sind, um durch Wärmetausch über die Wärmetauscherelemente Wasser in der betreffenden Wasserleitung zu erwärmen, wobei der Heizkessel (1, 101, 201) modular aufgebaut ist, wobei wenigstens eine Reihe von Gliedern individuell mit einem Brenner (20, 120, 220), einem Wärmetauschbereich (17, 117, 217) und einer Abgasauslaßeinrichtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenner (20, 120, 220) vom modulierenden Typ sind, wobei eine Steuereinrichtung (26) vorgesehen ist, um wenigstens eine Anzahl der Brenner (20, 120, 220) einzeln oder gruppenweise modulierend zu steuern.

2. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizkessel (1, 201) in einem zentralen Bereich desselben eine Reihe von verbundenen, vorzugsweise im wesentlichen identischen ersten Modulen (5, 205) aufweist, wobei ein zweites, schließendes Modul (6, 206) auf beiden Seiten der Reihe vorgesehen ist, wobei jedes Modul (5, 6; 205, 206) wenigstens einen Teil einer Wasserleitung (7, 14; 207, 214) aufweist, wobei die Wasserleitungsteile zusammen einen Wasserkreislauf durch wenigstens einen Teil des Heizkessels (1, 201) bilden.

3. Heizkessel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes erste Modul (5; 205) einen mittleren Wasserleitungsteil (7; 207) aufweist, wobei sich auf beiden Seiten des Wasserleitungsteils (7; 207) ein Bereich, vorzugsweise eine Hälfte wenigstens eines Wärmetauschbereichs (17; 217) eines Glieds, erstreckt, wobei jedes zweite Modul (6, 206) einen Wasserleitungsteil (14, 214) und auf einer Seite desselben vorzugsweise auf der Hälfte wenigstens eines Wärmetauschbereichs (17, 217) eines Glieds einen Bereich aufweist, in dem die einander zugewandten Teile zweier angrenzender Module (5, 6; 205, 206) zusammen wenigstens im wesentlichen den Wärmetauschbereich (17, 217) eines Glieds bilden.

4. Heizkessel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauschelemente Elemente (13, 213) aufweisen, welche die Wärmeübertragungsfläche vergrößern, wobei jedes erste Modul (5, 205) auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Wasserleitungsteils (7, 207) mit Reihen und/oder Zeilen von Elementen (13, 213) versehen, welche die Wärmeübertragungsfläche vergrößern, während jedes zweite Modul (6, 206) auf einer Seite des Wasserleitungsteils (14, 214) mit Reihen und/oder Zeilen von Elementen versehen ist, welche die Wärmeübertragungsfläche vergrößern, wobei die die Wärmetauschfläche vergrößernden Elemente vorzugsweise Vorsprünge und/oder Trennwände aufweisen, die sich annähernd rechtwinklig zur Strömungsrichtung des betreffenden Wasserleitungsteils (7, 14; 207, 214) erstrecken.

5. Heizkessel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Modul (105, 106) wenigstens die Wärmetauschfläche (117) eines Glieds umfaßt.

6. Heizkessel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Module (5, 6; 105, 106; 205, 206) im wesentlichen durch Gießen aus einem leichten Material, insbesondere Aluminium oder eine Aluminiumlegierung, hergestellt, wobei das oder jedes Wasserleitungsteil (7, 14; 107, 114; 207, 214) und die Wärmetauschelemente einstückig mit diesen gegossen sind.

7. Heizkessel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennereinrichtungen eine Reihe von Vormisch-Brennern (20, 120, 220) aufweisen, wobei jeder Brenner in einem Glied vorgesehen ist, wobei für jeden Brenner (20, 120, 220) ein Gebläse (23, 123, 223) vorgesehen ist, um im Gebrauch ein Luft-Gasgemisch zuzuführen.

8. Heizkessel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gebläse (23, 123, 223) in wenigstens zwei Zeilen (4) angeordnet sind, wobei jedes Gebläse (23, 123, 223) in einer anderen Zeile angeordnet ist als das Gebläse (23, 123, 223) eines angrenzenden Glieds.

9. Heizkessel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die Wärmetauschbereiche (17, 117, 217) sich von den Brennereinrichtungen (20, 120, 220) weg gerichtet verjüngen.

10. Heizkessel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserleitungsteile (7, 14; 107, 114; 207, 214) der verschiedenen Glieder mit einer Zulaufverteilerleitung (9) und einer Rücklaufverteilerleitung (11), die sich entlang den Gliedern erstrecken, verbunden sind, wobei die Rücklaufverteilerleitung (11) vorzugsweise auf der von den Brennereinrichtungen (20, 120, 220) entfernten Seite des betreffenden Wärmetauschbereichs (17, 117, 217) angeordnet ist.

11. Heizkessel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Glied einzeln mit Zünd- und Sicherheitseinrichtungen (25, 125, 225) für die betreffenden Brennereinrichtungen und vorzugsweise mit einem eigenen Steuerteil versehen ist.

12. Heizkessel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Wärmetauschbereich (17, 117, 217) ein Rückschlagventil (32) zum Schließen einer Abgasverbindung zwischen der Abgasauslaßeinrichtung des jeweiligen Wärmetauschbereichs (17, 117, 217) und dem zugehörigen Gebläse (23, 123, 223) vorgesehen ist.

13. Modul zur Verwendung in einem Heizkessel nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit wenigstens einem Wasserleitungsteil (7, 14; 207, 214), Wärmetauscherelementen und einem modulierenden Brenner (20, 120, 220).

14. Heizvorrichtung mit einem gegliederten Heizkessel (1, 101, 201) nach einem der Ansprüche 1-12 und wenigstens einem Heizkreislauf (V).

15. Verfahren zum Steuern einer Heizvorrichtung nach Anspruch 14, bei dem in dem oder jedem Heizkreislauf der Wärmebedarf gemessen wird und auf der Basis des gemessenen Wärmebedarfs die modulierenden Brenner (20, 120, 220) des Heizkessels (1, 101, 201) in modulierender Weise gesteuert werden, so daß für jeden Brenner (20, 120, 220) der optimale Betrieb eingestellt wird und die kollektiven Brenner (20, 120, 20) den Wärmebedarf erfüllen, wobei die Brenner (20, 120, 220) die gleiche Betriebseinstellung aufweisen oder unterschiedlich eingestellt sein können.