DE9318836U1

DE9318836U1 - Zentralheizungskessel für Öl-/Gasgebläsebrenner

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Publication number: DE9318836U1
Application number: DE9318836U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-12-08
Filing date: 1993-12-08
Publication date: 1995-04-06
Anticipated expiration: 2003-12-09

Description

Dipl.-Ing. Gerhard Metzner, 85"57S Baflbibergj \.*.fM/|+2*_: 29.11.93

ZENTRALHEIZUNGSKESSEL - Blatt 3 -

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft das Bauprinzip eines ül-/Gaskessels gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs ohne Einschränkung des Leistungsbereichs. Die Problematik des Niedertemperaturbetriebs und der Stand der Technik sind in der Beschreibung zum Gebrauchsmuster Nr. G 9105 410.9 sowie in der gleichlautenden Europ. Patentanmeldung Nr. 9210 4285.9 ausführlich dargelegt, so daß an dieser Stelle eine Wiederholung entbehrlich ist. Bei der praktischen Erprobung der vorgenannten Erfindung hat es sich nun gezeigt, daß das dort angewandte 4 Zonen - Prinzip zwar grundsätzlich" ziel führend ist, der beim Anfahren aus kaltem Zustand unvermeidliche Kondensatanfall bzw. dessen Auswirkungen aber noch vermindert werden sollten.

Außerdem hat sich bei Untersuchungen über die Energieeinsparung von NT-Heizkesseln folgendes Problem ergeben: Mit Vorlauftemperaturen von 40 45 ⁰C ist es nicht möglich, Trinkwasser zu erwärmen, also z.B. einen Speicher-Wassererwärmer aufzuladen. Dazu muß der Kessel mindestens 2 &khgr; täglich auf 60 ⁰C hochgeheizt werden. Wenn jedoch die Speicherladung beendet ist, befindet sich der Kessel auf diesem hohen Temperaturniveau und nach Aufhebung der Vorrangschaltung wird das heiße Kesselwasser in das Heiznetz gefördert, wo aber diese hohe Temperatur nicht gebraucht, dh. Energie vergeudet wird.

Aufgabe der Erfindung war es daher, einen einfach herzustellenden und leicht zu reinigenden Heizkessel zu entwerfender einen Niedertemperaturheizkreis ohne Zwischenschaltung eines Mischers versorgen kann und gleichzeitig über einen weiteren, unabhängigen Anschluß ständig die Entnahme von Kessel wasser ausreichend hoher Temperatur zur Brauchwassererwärmung zuläßt, ohne daß hierfür komplizierte Regel- und Steuereinrichtungen oder hydraulische Stellglieder wie Ventile, Klappen etc. erforderlich sind. Ferner sollte die Korrosionsgefahr durch Schwitzwasserbildung bei Kaltstarts soweit wie möglich herabgesetzt werden, ohne daß die bekannten Maßnahmen zur künstlichen Erhöhung der heizgasseitigen Oberflächentemperatur wie Berippung, zweischalige Ausführung und dgl. angewandt werden.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Bereich der höchsten Kessel wassertemperatur zwangsweise in den unteren Teil des Kessels verlegt wird, was im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs zum Ausdruck kommt.

Dipl.-Ing. Gerhard Metzner, 85579.^e,trt>jberg: .··. 0^2W 29.11.93

ZENTRALHEIZUNGSKESSEL - Blatt 4 -

Darin besteht der grundsätzliche Unterschied zu bekannten Kesseln ähnlicher Bauart gemäß dem Oberbegriff und somit das Wesentliche der Erfindung. Durch die Merkmale des Anspruchs 1 wird die temperaturbedingte Schichtung innerhalb des Wasserraums, die sonst die Ausbildung einer kalten Totwasserzone im unteren Teil des Wasserraums verursachen würde, aufgehoben. Da sich anfallendes Kondensat zwangsläufig in der Sohle des Feuerraums sammelt, wäre es besonders ungünstig, wenn dieser Wandungsbereich mit relativ kaltem Wasser in Wärmeaustausch stünde. Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion, die eigentlich einen auf den Kopf gestellten Kessel darstellt, wird jedoch gerade die am stärksten korrosionsgefährdete Feuerraumsohle mit der höchsten Wassertemperatur beaufschlagt, so daß anfälliges Kondensat sofort wieder verdampft.

Weitere Konstruktionsdetails, die sich aus dieser Anordnung notwendigerweise ergeben, sowie vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben und werden anhand der Zeichnungen näher erläutert: Figur 1 zeigt einen Längsschnitt und Figur 2 einen Querschnitt an der Stelle A-A, aus dem vorallem die Unterteilung des Wasserraums in einen oberen (4) und einen unteren (5) Bereich durch die Trennwände (3) ersichtlich ist. Die Doppelbodenkonstruktion gemäß Anspruch 2 sowie die Rücklaufeinführung gemäß Anspruch 3 sind dagegen besser in Fig. 1 zu erkennen. Diese beiden Details sind insofern von Vorteil, als mit einfachen konstruktiven Mitteln mehrere Funktionen verwirklicht werden: Zum einen wird das Vorlaufwasser durch die Kammer (12), die zu diesem.Zweck in der Sohle und im Scheitel Durchbrüche aufweist, aus dem Wasserraum (5) über den Vorlaufkanal (18) zum Vor!aufstutzen (13) geleitet, zum anderen wird der Rücklauf, der im Kanal (14) nach unten strömt, im Gegenstrom zum Vorlauf vorgewärmt, bevor er nach Austritt in den unteren Teil der Kammer (11) zum ersten Mal mit einer heizgasberührten Wandung in Form des feuerraumseitigen Bodens (9) in Wärmeaustausch gelangt. Kondensatbildung ist an dieser Heizfläche nicht zu befürchten, da sie durch Flammenstrahlung und. heiße Verbrennungsgase stark beheizt ist. Im weiteren Verlauf steigt das Rücklaufwasser in der Kammer (11) nach oben, von wo es durchentsprechende öffnungen in den oberen Wasserraum (4) übertritt. Dort wird es durch Kontakt mit der oberen Hälfte des Feuerraums (1) weiter erwärmt und gelangt dann durch Offnungen in den Trennwänden (3) beiderseits der vorderen Wendekammer (20) in den unteren Wasserraum (5), womit der Kreis geschlossen ist. ........ .

Dipl.-ing. Gerhard Metzner, 855yg'tfcäifötberg: * &Idigr; £M£2+2> 29.11.93

ZENTRALHEIZUNGSKESSEL - Blatt 5 -

Die Bohrungen (16) im Rücklaufstutzen gemäß Anspruch 4 haben zur Folge, daß das aus dem Stutzen (13) entnommene Vorlaufwasser für das Heiznetz gegenüber demjenigen, das gemäß Anspruch 5 aus der Mitte der Kammer (12) abgezogen werden kann, in der Temperatur merklich abgesenkt ist, und zwar umso mehr, je größer der Bohrungsquerschnitt ist. Dieser wird vorzugsweise so dimensioniert, daß die Differenz zwischen abgesenkter und erhöhter Vorlauftemperatur ca. 15 K beträgt. Dadurch wird in Verbindung mit dem Einbauort des Fühlers für die Vorlauftemperaturregelung gemäß Anspruch 6 erreicht, daß die Wassertemperatur im Bereich (5), wo die am meisten korrosionsanfälligen Heizflächen liegen, immer über dem Wassertaupunkt der Heizgase liegen, sofern der Sollwert der abgesenkten Vorlauftemperatur nicht auf Werte unter 35-40 ⁰C eingestellt wird.

Die Merkmale der Ansprüche 4 und 6 verstärken also indirekt die kondensatverhindernden Maßnahmen des Hauptanspruchs. In diesem Sinne wird gemäß Anspruch 6 zusätzlich der Einbau eines Mindest-Temperaturwächters vorgeschlagen, der die Umwälzpumpen für Heizung und Brauchwasserladung erst freigibt, wenn im Wasserraum 5 eine Mindesttemperatur von z.B. 50 C erreicht ist. Dadurch wird sichergestellt, daß beim Anfahren aus kaltem Zustand der Wasserinhalt des Kessels rasch hochgeheizt und der Taupunkt entsprechend schnell durchfahren wird, ohne daß eine Nutzwärmeabgabe nach außen erfolgt.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 5 bietet ferner die Möglichkeit, auf eine in die Kessel rege!ung integrierte, elektrische Brauchwasservorrangschaltung, zu verzichten, da aufgrund der Anordnung des Entnahmestutzens (17) ein konstruktiv bedingter, hydraulischer Vorrang gegenüber dem Stutzen (13) gegeben ist. Außerdem ist durch diese Anordnung gewährleistet, daß die "erhöhte" Vorlauftemperatur niemals in's Heiznetz gelangt, also das eingangs geschilderte Problem der Energieverschwendung nicht auftritt. In Fig. 1 ist noch eine sog. "heiße, Brennkammer"(21) dargestellt, die jedoch für die Erfindung oder deren Funktion ohne Belang ist. Sie ist in Abhängigkeit vom verwendeten Brenner erforderlich oder entbehrlich. Ähnlich verhält es sich mit dem Abgassammler (22) und dem Entleerungsnippel (23), die nur der Vollständigkeit halber eingetragen sind.

Claims

Dipl.-Ing. Gerhard Metzner, 85579*VuÄtber§: ' I % EM|2+2* 29.11.93 ZENJRALHEIZUN6SKESSEL für öl- oder Gasgebläsebrenner und Niedertemperaturbetrieb ( im folgenden als "NT-Heizkessel" bezeichnet ) SCHUTZANSPRÜCHE

1. NT-Heizkessel in liegender Bauweise, im wesentlichen,bestehend aus einem Feuerraum(l), dessen Längsachse (2) gegenüber der Kesselmitte nach oben versetzt ist, und einem den Feuerraum umschließenden Wasserraum, der durch Trennwände (3) in einen oberen (4) und einen unteren (5) Bereich unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizungswasser vom Rücklauf (6) kommend zuerst den oberen Bereich (4) durchströmt und dann durch öffnungen im vorderen, der Kesseltüre (7) benachbarten Ende der Trennwände (3) in den unteren Bereich (5) geleitet wird, wo es durch die dort angeordneten Nachschaltheizflächen (8) in Form von Rohren, Taschen oder kanälen auf Vorlauftemperatur erwärmt wird.

2. NT-Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet',, daß am hinteren Ende des Feuerraums (1) in diesen zwei gleichartige Böden;(9) eingesetzt sind, so daß in Verbindung mit der Kessel rückwand (10) zwei Wasserkammern entstehen, wobei 1n die dem Feuerraum zugewandte Kammer (11) das Rücklaufwasser eingeführt wird, während die Kammer (12) dazu dient, eine Verbindung zwischen dem warmen Vorlaufwasser aus dem unteren Bereich(5) zum Vorlaufabgang (13) am oberen, hinteren Kesselende herzustellen.

3. NT-Heizkessel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rück!aufstutzen (6) durch die Kammer (12) hindurchgeführt wird und in einen Kanal (14) mündet, der an der Trennwand zwischen den Kammern (11) und (12) nach unten geführt ist, wo das Rücklaufwasser·durch mehrere Bohrungen (15) in die Sohle der Wasserkammer (11) austritt.

4. NT-Heizkessel wenigstens nach Anspruch 3, dadurch-gekennzeichnet, daß der Rück!aufstutzen in dem Abschnitt, wo er die Kammer (12) durchquert, eine oder mehrere Bohrungen (16) aufweist, durch die Rücklaufwässer austritt und dem an dieser Stelle von unten nach oben strömenden Vorlaufwasser beigemischt wird.

• · · &diams;

Dipl.-Ing. Gerhard Metzner, 855^9jlisflbi^er^ \·' · TBmJ^+S; 29.11.93

ZENTRALHEIZUNGSKESSEL - Blatt 2 -

5. NT-Heizkessel nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Kammer (12) unterhalb der Rücklaufeinführung (6) mittels eines weiteren Vor!aufStutzens (17) Kessel wasser hoher Temperatur entnommen werden kann.

6. NT-Heizkessel nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorlaufkanal (18) mit einer Anschlußmuffe (19) für den Fühler des Vor!auftemperaturreglers versehen ist, während für den Fühler des Sicherheitstemperaturbegrenzers und des Mindesttemperaturwächters eine eigene Anschlußmuffe (20) im unteren Teil des Wassermantels angebracht ist, wo die höchste Temperatur erfaßt wird.