DE8323719U1 - Heizungkessel fuer fluessige und gasfoermige brennstoffe - Google Patents

Description

it : · i ti i ·: ι. :

Heizungskessel für flüssige und gasförmige Brennstoffe.

Die Erfindung betrifft einen Heizungskessel für flüssige und gasförmige Brennstoffe, mit einem zylindrischen Brennkammerrohr und einem dieses konzentrisch umgebenden Wassermantel, dessen Innenwand zum Brennkammerrohr gerichtete, in Achsrichtung verlaufende Innenrippen aufweist, durch bleiche zwischen dem Brennkammerröhr und der Innenwand Haizgaszüge gebildet einet.

Um Energie zu sparen werden Heizungskessel mit gleitender Temperatur betrieben, d.h. die Keaaeltemperatur kann gleich der tatsachlichen Bedarfstemperatuf sein. Sei derartigen Heizungskessel für Tieftemperatur« oder Niedertemperatur·* betrieb mit Naehtabsehaltung und/oder Sommer-iparacfiaitung wird der Heizungskessel vielfach unter dem Taupunkt der Rauchgase betrieben. Hierbei fällt mehr oder weniger schädliches Kondensat an, welches in Verbindung mit Schwefel zu Karraeianserseheinungen führen kann.

Zur Vermeidung von durch Kondensat bedingte Korrosionserscheinungen ist ein Heizkessel der eingangs erwähnten Art bekannt (DE-BM 79 16 263) bsi welchem durch besondere Ausgestaltung und Anordnung der Innenrippen das anfallende Kondensat sofort verdampft und mit den Rauchgasen in den Schornstein abgeführt wird. Das Rauchgas kann aber bei einer bestimmten Temperatur auch nur eine bestimmte Ulassermenge aufnehmen, was bedeutet, daß je nach Unterschreitung des Taupunktes die Abgaatemperatur entsprechend hoch sein muß, oder daß bei einer niederen Abgastemperatur die Absenkung der Kesseltemperatur unter den Rauchgastaupunkt minimal sein kann. Außerdem können feuchte Schornsteine und Kaminversottung auftreten.

Es sind auch Heizkessel bekannt, die aus korrosionsbeständigen Werkstoffen hergestellt sind, oder solche, die korro-

-z-

siansbeständig beschichtet werden. Der Nachteil dieser Heizkessel liegt in den hohen Herstellungskosten und in der notwendigen Beseitigung des anfallenden Kondensats. Korrosionsbeständiger Merkstoff let sehr teuer« Eine Beschichtung 1st ebenfalls mit einem erhöhten Kostenaufwand verbunden und beeinträchtigt den Wärmeübergang, so daS größere Heizflächen erforderlich sind.

Ferner sind Heizkessel bekannt, bei denen die Brennkammer 1Q aus verschiedenen Materialien besteht. Die heizgasberührte Fläche ist vorzugsweise aus Grauguß hergestellt, während die wasserberührte Seite aus Stahlblech gefertigt ist. Grauguß ist teuer und erfordert mehr Heizfläche. Außerdem können eich Abdiehtungsprobleme wegen der verschiede« nen Ausdehnungskoeffizienten von Grauguß und Stahl ergeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Heizungskesel der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der ver~ hälthismäßig billig in der Herstellung ist und trotz verhältnismäßig niedriger Abgastemperatur beliebig lange int« Taupunktbereich betrieben werden kann, ohne daß schädigendes Kondensat auftritt*

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß der

Wassermantel durch eine im wesentlichen zylindrische, zur Innenwand konzentrische Zwischenwand in einen inneren und einen äußeren klasserrring unterteilt ist, daß der Kesselrücklaufstützen in den äußeren lilässerfing und der Kesselvorlauf stutzen in den inneren blasserring mündet und daß die Zwischenwand mit mehreren gleichmäßig am Umfang verteilten iilasserdurchtrittsbohrungen versehen ist, die in überwiegender Anzahl und/oder Größe im kesselvorlaufseitigen Bereich der Zwischenwand angeordnet sind.

Durcf. die Anordnung der mit Wasserdurchtrittsbohrungen ver&ehenen, konzentrischen Zwischenwand wird der für Tieftemperatur-Dder Niedertemperaturbetrieb geeignete Heizungskessel nicht wesentlich teuerer als bekannte atahlhei-S zungakessal, die für eine Keaaeltemperatur von 63 bis 9Q⁰C bestimmt waren, wo Mondeneatprobleme nicht auftraten. Obwohl der neue Heizungskessel mit einer sehr niedrigen Abgastemperatur von 130 bis 16Q⁰C beliebig lange im Taupunktbereich betrieben werden kann, tritt schädigendes

1& Kondenaat nicht auf. Die« 1st darauf zurüekzufUhren, daß der Wassermantel durch die Zwischenwand in einen äußeren und einen inneren blaaeerring unterteilt wird« Der an die Heizgaszüge angrenzende innere Waaserring bildet eine Zone warmen Wassers, die meistens in ihrer Temperatur über der Taupunkttemperatur des Rauehgaaea liegt, blird dem Keaaeluiaaser Wärme entzogen, dann strömt das kalte Kesselrücklaufwasser in den Mußeren blaeaerring und kann nicht direkt an die von Rauchgasen bestrichene Innenwand des Wassermantels gelangen. Das kalte Rücklaufuiaaeer wird im äußeren Wasserring vorgewärmt und strömt dann erst durch die Wasserdurchtrittabohrungen in den inneren üteaserring, wo ea siefs mit dem Hort befindlichen wärmeren ülaeaer vermischt. Da die Wassertemperatur im inneren Wasserring höher ist als die Keaaelvarlauftemperatur, wird der Rauchgaataupunkt an der Innenwand des Waaaermantela und an den Rippen kaum unterschritten. Seim Anheizen eines kalten Heizungskessels wird der innere Uasaerring sehr schnell aufgeheizt, so daß nur eine minimale Rauchgastemperaturunterschreitung und Kondenöatbildung atattfindet. Das

3D entstehende Kondensat wird jedoch durch die heißen Rippen sofort verdampft und vom Rauchgas auch bei niederen Temperaturen voll aufgenommen. Versuche haben gezeigt, daß bei einem Heizungskessel der erfindungsgemäßen Art mit ca« 25 KW Nennleistung und ca. ^O Liter Kesselwasserinhalt bei einer Rücklauf temperatur von 10⁰C, einer V/orlauftemperatur von 2^⁰C und einer Abgastemperatur von 130⁰C im

Dauerbetrieb über eine Stunde lang kein Kondensat und auch kein erhöhter Wasserdampf in den Abgasen festgestellt werden kannte.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des neuen Heizungskeesels besteht darin, daß die Aehee des Brennkammerrohres vertikal angeordnet ist, der Meeselrüokleufstut2en im unteren Bereich des äußeren Itlaeaerringes und der Kesselvorlaufatutzen im oberen Bereich dies Inneren (tiaseerrringes vorgesehen sind und daß die ülaeeerdurehtrittsbohrungen in überwiegender Anzahl und/oder Grüße im oberen Bereich der Zwischenwand angeordnet sind. Durch die vertikale Anordnung des Brennkatnmerrohrea verläuft auch die A&hee des Wassermantels und der Zwischenwand vertikal, Es wird hiermit erreicht, daß das Wasser im inneren Ulasaerring am gesamten Umfang gleichmäßig er« wärmt wird und auch das Kesaelrüeklaufwasaer am gesamten Umfang der Zwischenwand gleichmäßig vom äußeren blasserring in den inneren hlaeserring überströmt. Durch die vertikale Anordnung der Brennkammer werden such die innenrlppen rasch und gleichmäßig erwärmt*

Vorteilhaft erfolgt die Ausgestaltung! so, daß der Öl» derer Gasbrenner am oberen Ende des Heizungskessels angeordnet ist, daß die Brennkammer am unteren Ende geschlossen 1st, daß äfft oberen Ende der Brennkammer eine Umlenkkammer vorgesehen ist und daß der Abgasstutzen am unteren Ende des Heizungskessels angeordnet ist. Diese Anordnung erbringt einen besseren Wärmeübergang und niedrige Abgastemperatur bei geringer Heizfläche, keine RuBansammlungen, leichte Reinigung und weniger Abkühlung durch den Kaminzug.

Die Erfindung ist in folgendem, anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

«f

« f · t

Il «*

- 5 Es zeigen:

Figur 1 einen schematischen vertikalen Axialschnitt des

neuen Heizungskessels nach der Linie I-I der Fig.2,
Figur 2 einen Querschnitt desselben nach der Linie II-II
der Fig. 1.

In der Zeichnung ist mit 1 ein Heizkessel bezeichnet, dessen Brennkammer 2 zylindrisch ausgebildet ist, möbel die

Zylinderachse A vertikal verläuft. Die Brennkammer 2 ist
von einem zylindrischen Brennkammerrohr 3 umschlossen.
Nach unten ist die Brennkammer durch einen Isolierstein k
verschlossen. Am oberen Ende des Heizungskessels 1 ist S

ein öl- oder gasbetriebener Brenner 5 angeordnet. I

I Konzentrisch zu dem Brennkammerrohr 3 ist ein Uassermantel t. 6 vorgesehen. Die zum Brennkarcmerrohr 3 konzentrische ;

Innenwand 7 des Wassermantels ist mit einer Vielzahl von
nach innen gerichteten, in Achsrichtung verlaufenden ;;

Innenrippen 8 versehen, durch welche zwischen dem Brenn- ΐ kammerrohr 3 und der Innenwand 7 Heizgaszüge 9 gebildet :.

sind. Außen ist der Heizungskessel 1 in üblicher lileise |

mit einer Isolierung 10 vErsehen. Die vom Brenner 5 er- | hizten Rauchgase werden am unteren Ende der Brennkammer 3

umgelenkt, strömen an der Innenseite des Brennkammerroh- res nach oben und werden in der am oberen Ende der Brenn- ; kammer 2 vorgesehenen Umlenkkammer 2a erneut umgelenkt, _:,

so daß sie dann in den Heizgaszügen 9 nach unten strömen.
Durch einen am unteren Ende des Heizungskessels 1 vorgese-

henen Abgasstutzen 11 strömen dann die Rauchgase mit einer

Temperatur von ca. 130° bis 160° in den Kamin* Unterhalb a des Brennkammerrohres kann gegebenenfalls auch noch ein f, hOndensatauffanytopf 7 für gelegentlich auftretendes ΐ

Kondensat angeordnet sein. ρ

Der Wassermantel 6 ist durch eine konzentrisch zu der Innenwand 7 bzw. dem Brennkammerrohr 3 verlaufende, im wesentlichen zylindrische Innenwand 13 in einen äußeren tüasserrring 14 und einen inneren Idasserring 15 unterteilt. Zur Verbindung zwischen dem äußeren Wasserrinu, 14 und dem inneren lilasserring 15 sind je nach Kesselgröße mehr oder weniger üiasserdurchtrittsbchrungen 16 vorgesehen, die gleichmäßig am Umfang der Zwischenwand 13 verteilt sind. Die Mehrzahl der Wasserdurchtrittsbohrungen ist

1D vorzugsweise im oberen Teil der Zwischenwand 13 angeordnet. Der Kesselrücklaufstutzen 17 mündet im unteren Bereich des Wassermantels 6 in den äußeren LJasserring 14, während der Kesselvorlaufstutzen 1Θ im oberen Bereich des Wassermantels 6 an den inneren iilasserring 15 angeschlossen ist.

Beim Anheizen des noch kalten Heizungskessels wird der innere Idasserring 15 sehr schnell aufgeheizt, während der äußere tilasserring als Puffer wirkt und mit Uerzöge-

2D rung nachgeheizt wird. Wird dem Heizungskessel Wärme entzogen, dann kann das kalte Kesselrücklaufwasser nicht direkt auf die Innenwand 7 gelangen, sondern es wird in dem äußeren lilasserring 14 etwas vorgewärmt und dann durch die Uasserdurchtrittsbohrungen 16 in der Zwischenwand dosiert dem wärmeren Wasser im inneren Wasserring 15 beigemischt. Da die Wassertemperatur im inneren Wasserring 15 höher ist als die Kesselvorlauftemperatur, wird der Rauchgastaupunkt kaum unterschritten. Bei extrem kalter Kesselrücklauftemperatur findet nur eine minimale Rauchgastaupunktunterschreitung statt und das dadurch entstehende Kondensat wird durch die heißen Rippen sofort verdampft und vom Abgas auch bei einer niederen Temperatur voll aufgenommen.

r : ι ι · *·

I· »

till If t · · · ff·

Claims (3)

• ••I I « I I ·· I I · · I« «I Il Il I» - 7 Ansprüche

1. Heizungskessel for flüssige und gasförmige Brennstoffe, mit einem zylindrischen Brennkammerrohr und einem dieses konzentrisch umgebenden Wassermantel, dessen Innenwand zum Brennkammerrohr gerichtete, in Achsrichtung verlaufende Innenrippen aufmeist, durch welche zwischen dem Brennkammerrohr und der Innenwand Heiz- ^aszüge gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der

1Q Wassermantel (6) durch eine im wesentlichen zylindrische, zur Innenwand (7) konzentrische Zwischenwand (13) in einem inneren und einem äußeren klasserring (H, 15) unterteilt ist, daß der Kesgelrücklaufatutzen (17) in dem äußeren üJasserring (14) und der Kesselvorlaufstutzen (18) in dem inneren Idasserring (15) mündet und daß die Zwischenwand (13) mit mehreren gleichmäßig am Umfang verteilten üJaaserdurchtrittsbohrungen (16) versehen ist, die in überwiegender Anzahl und/oder Größe im kesselvorlaufseitigen Bereich der Zwischenwand (13) angeordnet sind.

2. Heizungskessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (A) des Brennkammerrohres (3) vertikal angeordnet ist, der Kesselrücklaufstutzen (17) im unteren Bereich des äußeren Uasserringes (14) und der Keseelvorlaufstutzen (1Θ) im oberen Bereich des inneren Idasserrringes (15) vorgesehen sind und daß die Uasserdurchtrittsbohrungen (16) in überwiegender Anzahl und/ oder Größe im oberen Bereich der Zwischenwand (13) angeordnet sind.

3. Heizungskessel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der öl- oder Gasbrenner (5) am oberen Ende des Heizungskessels (1) angeordnet ist, daß die Brennkammer (2) am unteren Ende geschlossen ist, daß am oberen Ende der Brennkammer (Z) eine Umlenkkammer (2a) vorge-

„ a -

sehen ist und daß der Abgasstutzen (11) am unteren Ende des Heizungskeasels (1) angeordnet ist.