DE8234242U1

DE8234242U1 - Heizkessel fuer zentralheizungsanlagen

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Publication number: DE8234242U1
Application number: DE19828234242
Authority: DE
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Priority date: 1982-12-06
Filing date: 1982-12-06
Publication date: 1983-08-18

Description

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Beschreibung

Die Neuerung betrifft einen Heizkessel, insbesondere Stahlheizkessel, für Zentralheizungsanlagen, in dem durch Brenngas Heizwasser erwärmt wird, mit zentralem, vorzugsweise zylindrischen, Brennraum, diesen umfassenden Heizwasserraum und Zu- und Ableitungen für das Heizwasser.

Bei Heizkesseln sind Öl/Gas- Tieftemperaturkessel bekannt, die sich durch eine zentrale Brennkammer und Heizwasser, das manteiförmig den In der Brennkammer erzeugten Brenngasstrom umströmt, auszeichnen. Derartige Kessel arbeiten vorzugsweise zur Heizkostenersparnis mit kleinen Brennerflammen und niedrigen Heizwassertemperaturen. Bei Heiskesseln dieser Art ist es nachteilig, daß es leicht an der V/andung der Brennkammer oder an sonstigen relativ kalten Flächen zu einer Kondenswasserbildung kommen kann. In diesem Kondenswasser befinden sich nicht nur Schwefelbestandteile, die aus dem Brennstoff, z.B. Heizöl oder Gas stammen, sondern auch Chloride, Manganide etc.. Dies führt zu einem kombinierten Korrosionsangriff, der u.U. auch Edelstahlbrennkammern relativ schnell zerstören kann.

Es ist Aufgabe der Neuerung, einen Heizkessel anzugeben, bei dem eine Kondenswasserbildung sowohl bei Gas, als auch bei öl als Brennstoff, auch bei kleinster Flamme und hoher, durch Rippen verbesserter Wärmeübertragung mit Sicherheit vermieden werden kann. Dabei soll insbesondere eine individuelle Anpassung an Einsatzfälle mit unterschiedliehen Wärmeleistungen möglich sein, ohne daß die Abmessungen des Heizkessels, insbesondere der Brennraum, geändert werden müssen.

Die Aufgabe der Neuerung wird dadurch gelöst, daß an den kondenswassergefährdeten Zonen des Brennraumes im Heizwasserraum an der Brennraumaußenwand Ringräume oder Außenkegelräume mit Isolationswirkung angeordnet sind. Durch

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Ringi'äume oder Außenkegelräume mit Isolationswirkung ist überraschend einfach eine überall genügend hohe Brennraumwandtemperatur erreichbar, auch in vom Rücklaufwasser umspülten Zonen. So wird zuverlässig eine Taupunktunter- | schreitung an der Innenwand des Brennraumes unabhängig von $ der erzeugten Brenngasmenge vermieden. Auch sehr niedrige Rücklauftemperaturen verbunden mit kleinen Brennerflammen sind so zulässig, ohne daß eine Kondensatbildung an der Innenseite des Brennraumes stattfindet. Die Ausbildung der Bereiche mit Isolationswirkung als Ringräume ergibt eine besonders einfache Herstellungsmöglichkeit der Zusatzeinrichtungen, die im Heizkessel zur Bildung der Ringräume nötig sind.

Außenkegelräume, die ebenfalls einfach hergestellt werden können, ermöglichen eine Anpassung des Außendurchmessers der Bereiche mit Isolationswirkung an die benötigte Verlangsamung des Wärmeüberganges entsprechend der erforderlichen Brennkammerwandtemperatur zur Vermeidung von Kondensatbildung. So ist eine besonders günstige, angepaßte Isolationswirkung durch einfache Maßnahmen möglich.

In Ausgestaltung der Neuerung ist vorgesehen, daß die Ringräume oder Außenkegelräume mit Isolationswirkung sich über den größten Teil der Brennraumlänge, insbesondere über die gesamte Brennraumlänge, erstrecken. Diese Ausgestaltung der Neuerung ist insbesondere für gasbefeuerte vertikale Heizkessel vorteilhaft, deren Brennraumtemperatur sehr niedrig ist. Durch die Größe und/oder Lage der Bereiche mit Isolationswirkung ist dabei eine vollkommene Anpassung an die Höhe der Brennrauratemperatur möglich.

In weiterer Ausgestaltung der Neuerung ist vorgesehen, daß die Ringräume oder Außenkegelräume mit Isolationswirkung einen zum Brennraum koaxial verlaufenden Mantel, insbesondere aus Blech aufweisen, der gegenüber dem Brennraum durch Stützelemente abgestützt ist. So ergibt sich eine

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besondet's einfache, kostengünstige und ötabile Ausbildung der hsizwassergefüllten Bereiche mit Isolationswirkung.

In v/eiterer Ausgestaltung der· Neuerung ist vorgesehen, daß die Ringräume oder Außenkegelräume mit Isolationswirkung einstellbare Strömungsleitelemente aufweisen. So ist in Benutzung des Neuerungsgedankens eine Anpassung an alle auftretenden Heizwasser-Erwärmungsforderungen in optimaler Welse möglich.

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In weiterer Ausgestaltung der Neuerung ist vorgesehen, daß die Ringräume oder Außenkegelräume mit Isolationswirkung aus Peststoff, vorzugsweise aus porigem Peststoff, bestehen. Durch die Verwendung von Peststoff, vorzugsweise von porigem Peststoff, 1st es möglich, die Isolationswirkung im Bereich der kondenswasser-gefährdeten Zonen konstant zu halten. Die Feststoffausführung braucht dabei nicht kostenungünstiger zu sein als die Lösung mit einem außen angebrachten Zylinder und einer Heizwasserfüllung, da porige, temperaturbeständige Kunststoffe, die ohne weiteres gießbar sind, wegen ihres sehr geringen Gewichts und der Möglichkeit der Befestigung durch Klebung, kostengünstig sind. Porige Kunststoffe sind auch genügend elastisch, um die ternperaturbedingten Ausdehnungen und Schrumpfungen der Brennraumaußenwand mitzumachen.

In weiterer Ausgestaltung der Neuerung ist vorgesehen, daß die Außenseite der Ringräume oder Außenkegelräume mit Isolationswirkung eine sich insbesondere stetig erweiternde, die Kondensatbildung verhindernde, Durchmesservergrößerung aufweisen. So kann vorteilhafterweise der Tatsache Rechnung getragen werden, daß die Erwärmung des rückströmenden, kalten Rücklaufwassers in einer stetigen Kurve, die nicht linear ist, erfolgt. Die Isolationswirkung zur Verhinderung der Kondensatbildung kann durch die neuerungsgemäße stetige, in Richtung der niedrigsten Temperatur der Brennraumaußenwand erfolgende Durchmesservergrößerung den

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Bedürfnissen optimal angepaßt werden. So ergibt sich eine heizkostengünstige und gleichzeitig sichere Ausbildung der Bereiche mit Isolationswirkung zur Verhinderung von Kondensatbildung.
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In v/eiterer Ausgestaltung der Neuerung ist vorgesehen, daß der· den zentralen Brennraum umfassende Heizwaseerraum derart koaxial versetzt ist, daß eine gleichmäßige Wärmeaufnähme für das Heizwasser vom zentralen Brennraum her erfolgt. So ergibt sich eine besonders günstige Gpsamtausbildung des neuerungsgemäßen Heizkessels, bei der bei minimalem Raumbedarf die höchstmögliche Heizleistung erreicht wird. Gleichzeitig kann die natürliche Konvektion des Rücklaufwassers während seiner Erwärmung ausgenutzt und insgesamt eine günstige Teraperaturverteilung mit gleichmäßiger Abkühlung der Außenwandung des zentralen Brennrauns erreicht werden.

In weiterer Ausgestaltung der Neuerung ist vorgesehen, daß der Brennraum Rippen an der Innenseite aufweist. Bei einer Verrlppung ergibt sich ein besonders günstiger Wärmeübergang aus dem zentralen Brennraum in den koaxialen Heizwasserraum, der eine Verkleinerung des gesamten Heizkessels erlaubt. Es ist darüberhinaus z.B. weiterhin vorteilhaft möglich, die Höhe der Rippen von der Brenneröffnung aus in Richtung auf den Gasaustritt hin zu vergrößern und so zu erreichen, daß der Wärmeübergang aus den Brenngasen in den Heizwasserraum stets gleichbleibend ist, obwohl sich bei einer Gegenstromführung von Brenngasen und Heizwasser die Brenngastemperatur zum Austritt hin erheblich verringert.

Die Neuerung wird in Zeichnungen in einer bevorzugten Ausführungsform gezeigt, wobei aus den Zeichnungen weitere vorteilhafte Einzelheiten der Neuerung entnehmbar sind.

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Die Zeichnungen zeigen im einzelnen:

Pig. 1 im schematischen Schnitt einen ölbefeuerten Heizkessel mit Heizwasser gefülltem Ringraum am

Rücklaufwassereintritt und

Fig. 2 im schematischen Schnitt einen

ölbefeuerten Heizkessel mit Bereichen mit Isolationswirkung unterschiedlicher

Form, die brenner- und rücklaufwassereintrittsseitig angeordnet sind und

Fig. 3 im schematischen Schnitt einen vertikalen gasbefeuerten Heizkessel mit

einem durchgehenden Bereich mit Isolationswirkung und Rücklaufwasserdurchströmung

In Fig. 1 bezeichnet 1 den Brenner mit der aus ihm austretenden Brennerflamme 2. Der Brennraum, in dem die Brennerflanme 2 brennt, wird durch eine Abschlußwand 3, vorzugsweise aus Keramik, abgeschlossen, so daß die von der Brennerflamme 2 erzeugten Brenngase parallel zur Brennerflamme 2 zurückströmen. Entsprechend der Führung strömen sie dann entlang der Wandung 20, um gebündelt durch die Öffnung 6 aufzutreten.

Das Rücklaufwasser des Heizkreislaufes tritt durch die Öffnungen 7 bzw. 7a In den Ringraum zwischen der Brennkamraeraußenwandung 20 und dem äußerem, Isolierten Heizkesselmantel 4 ein und verläßt den Ringraum durch die Auatrittsöffnung 8« Der Kessel ist durch die vorzugsweise aus einer Blech-Isolationsmaterial-Verbundkonstruktion gebildeten Außenwände 11 und lH abgeschlossen. Die brenneroeitige Wand 14 wird dabei durch einen Deckel 15 mit einem Innenteil 13 gebildet.

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Die Energieübertragung in dem Heizkessel erfolgt derart, Ά daß in der Brennkammer zunächst der Brennstoff in der
Brennerflamme 2 verbrennt. Die entstehenden Brenngase
werden durch die Wand 3 umgelenkt, strömen wieder zurück
und geben außen in einem großen Ringraum im Gasstrom 5 ihre
Wärme an das Rücklaufwasser ab, das durch die Öffnungen 7
und 7a zugeführt wird um dann gebündelt durch die Öffnung 6
auszuströmen. Dann können sie Wärmetauschern, z.B. zur
Brauchwasserbereitung etc., zugeführt werden.
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Fig. 2 zeigt eine besonders günstige Ausführung, bei der
bei sehr niedriger Flamratemperatur bzw. besonders niedriger

Energiezufuhr zur Flamme, mit besonders kleinen, angepaßten I

Isolationsbereichen gearbeitet werden kann. Die Isolations- P'

berelche 16 und 17 sind derart ausgestaltet, daß ihre Form |^!

der abnehmenden Temperatur der Brennraunwandung entspricht, t

die sich einstellen würde, wenn die Isolation nicht ;|

vorhanden wäre. So wird erreicht, daß die durch die ^

Brennerflamme 2 erzeugte Energie optimal auf den ;

Heizwasserraum übergehen kann, ohne daß Kondensatbildung

mit seinen nachteiligen Folgen auftritt. |

In Fig. 3 bezeichnet 20 einen atmosphärischen Gasbrenner in
Ringform mit Brennerflammen 21. 22 bezeichnet einen

Brennraum-Mittelkörper mit einer Ausgleichsöffnung 23, :

einen Brenngassammeiraum und 24 die Brenngas-Auström- '

Öffnung. Koaxial und In ganzer Länge erstreckt sich ua den i|

Brennraum der Heizwassermantel 2Z höherer Temperatur. 26 |

bezeichnet Abstandshalter und 27 die Außenwand des 1

Heizwasserraumes. 28 bezeichnet die Außenisolation, 29 den 1

Rücklaufwassereintritt und 30 den Heizwasseraustritt. $

Rücklaufwassereintritt und Heizwasseraustritt können auch ■■ tangential erfolgen, hierdurch wird die Funktion des

Heizwassermantels höherar Temperatur 25 nicht berührt. |;i

Seine positive Funktion, Insbesondere bezüglich der 1 Wärmeenergieausnutzung der Brennraumaußenwandung, bleibt

erhalten. i-

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Die neuerungsgemä&e Ausführung eine Heizkessels ist insbesondere für Niedrigtemperatur-Heizkessel gedacht, sie kann jedoch ebenso, ohne den Rahmen der Neuerung zu verlassen, auch für Hochtemperaturheizkessel mit besonders langen Flammen etc. eingesetzt werden. Wesentlich ist immer, daß neuerungsgemäß an den Bereichen, an denen Kondenswasserbildung auftreten kann, eine verlangsamte Wärmeübertragung durch die Schaffung von Isolationsbereichen erreicht wird, so daS die mögliche Kondensatbilduri& nicht auftritt.

Claims

Anlage zum Gebrauchsmustergesuch KHZ/82/4G von Klaus Herrmann Schwerte-Geisecke Helzkessei für Zentralhelzunp;sanlap;eη Ansprüche

1. Heizkessel, insbesondere Stahlheizkessel, für Zentralheizungsanlagen, in dem durch Brenngas Heizwasser erwärmt wird, mit zentralem, vorzugsweise zylindrischen, Brennraum, diesen umfassenden Heizwasserraum und Zu- und Ableitungen für das Heizwasser, dadurch gekennzeichnet, daß an den kondenswassergefährdeten Zonen des Brennraums im Heizwasserraum an der Brennraumaußenwand Ringräume (9,11,25) oder Außenkegelräume mit Is olationswirkung angeordnet sind.

2. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringräume oder Außenkegelräume (9,11,25) mit Isolationswirkung sich über den größten Teil der Brennraumlänge, insbesondere Überdie gesamte Brennr-aumlänge, erstrecken.

* » * t I I

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3. Heizkessel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringräume oder Außenkegelräume (9,11,25) mit Isolationswirkung einen zum Brennraum koaxial verlaufenden Mantel, insbesondere aus Blech aufweisen, der gegenüber dem Brennraum durch Stützelemente (26) abgestützt ist.

4. Heizkessel nach Anspruch 1, 2 oder 3dadurch gekennze lehnet, daß die Ringräume oder Außenkegelräume (9,11,25) mit Isolatlonswirkung einstellbare Strömungsleitelemente aufweisen.

5. Heizkessel nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rii.^räume oder Außenkegelräume (9,11,25) mit Isolationswirkung aus Peststoff, vorzugsweise aus porigem Peststoff, bestehen.

6. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die

Außenseite der Ringräume oder Außenkegelräume (9,11>25) mit Isolationswirkung eine sich insbesondere stetig erweiternde, die Kondensatbildung verhindernde, Durchmesservergrößerung aufweisen. 25

7. Heizkessel nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der den zentralen Brennraum umfassende Heizwasserraum derart koaxial versetzt ist, 3 as eine gleichmäßige Wärmeaufnähme für das Heizwasser vom zentralen Brennraum her erfolgt.

8. Heizkessel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennraum an der Innenseite Rippen (20) aufweist.

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