EP0512220A1 - Central heating boiler for oil or gas power burner and low temperature usage - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F24H9/0005—Details for water heaters
- F24H9/001—Guiding means
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Definitions
- the invention relates to the construction principle of an oil / gas boiler according to the preamble of the main claim without restricting the performance range.
- the object of the invention was therefore to design a boiler which has the lowest possible design effort, in particular without mechanically moving parts and without the elements recognized as unreasonable to prevent heat transfer, good low-temperature properties, high efficiency and low pollutant emissions and which is easy to clean is.
- claims 1 to 3 also have the consequence that the lowest water temperatures are present on the outer jacket (1), in particular in the upper half (zone I), which has a very favorable effect on the radiation loss.
- Zone III arises almost automatically by inserting a base plate into the combustion chamber (3) at a certain distance from the rear wall (2b). Since the combustion gases coming from the burner opening (24) in the boiler door (25) and which have hitherto been practically uncooled have to be reversed in front of this floor, it is strongly heated and emits its heat to the water flowing in zone III from bottom to top. There is no functional difference between Zones II and III; they correspond to the central heat transfer zone listed in claim 1, in which the conditions known from conventional boiler designs prevail.
- the water passes through the openings (11) into zone IV according to claim 5, where the heating gases in the secondary heating surfaces (13) give off their remaining heat before they leave the boiler via the exhaust gas collector (23). Since the lowest temperatures occur in zone IV on the hot gas side and the risk of condensation is greatest, special protective measures are used on the water side to keep the temperature high in every operating state.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft das Bauprinzip eines Öl-/Gaskessels gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs ohne Einschränkung des Leistungsbereichs. Um eine Unterschreitung des Taupunkts der Verbrennungsgase und damit einen schädlichen Kondensatanfall bei Niedertemperaturbetrieb und beim Anfahren aus kaltem Zustand zu vermeiden, gibt es zahlreiche Lösungsansätze, die auch in entsprechenden Gebrauchsmusteranmeldungen ihren Niederschlag gefunden haben.The invention relates to the construction principle of an oil / gas boiler according to the preamble of the main claim without restricting the performance range. In order to avoid falling below the dew point of the combustion gases and thus damaging condensate during low-temperature operation and when starting from a cold state, there are numerous solutions that have also been reflected in corresponding utility model applications.
Die am häufigsten anzutreffende Maßnahme besteht in einer Berippung der Heizflächen, wodurch die Oberflächentemperatur auf der Heizgasseite gegenüber der Wasserseite merklich erhöht wird. Die Nachteile derartiger "Rippenrohrkessel" liegen in der Empfindlichkeit gegenüber Verschmutzung und in der schlechten Reinigungsmöglichkeit, was in der Beschreibung zu DE GM 88 02 262.5 bereits ausführlich dargelegt ist.The most frequently encountered measure consists of fins on the heating surfaces, whereby the surface temperature on the heating gas side is noticeably increased compared to the water side. The disadvantages of such "finned tube boilers" lie in the sensitivity to contamination and in the poor cleaning ability, which is already explained in detail in the description of DE GM 88 02 262.5.
Eine weitere kondensatverhindernde Maßnahme, die alternativ oder ergänzend zur Berippung angewandt wird, ist die absichtliche Behinderung des Wärmeübergangs an das Kesselwasser. Hierzu gibt es wiederum verschiedene Möglichkeiten, die im folgenden stichpunktartig aufgeführt sind:
- Doppelwandige Heizflächen, wobei die innere und äußere Wandung nur stellenweise in wärmeleitendem Kontakt stehen und im übrigen durch einen Luftspalt getrennt sind ( sog. "HYBRID"- Heizflächen).
- Aufbringen einer schlecht wärmeleitenden Beschichtung, z.B. Emaillierung auf der Wasserseite ("künstlicher Kesselstein").
- Zweischalige Heizflächen, wobei der Zwischenraum mit einem Stoff gefüllt ist, dessen Wärmeleitfähigkeit entweder einen festgelegten Wert besitzt oder sogar von außen in gewissen Grenzen verändert werden kann ( vgl. DE 3908950 A1 )
- Double-walled heating surfaces, whereby the inner and outer walls are only partially in heat-conducting contact and are otherwise separated by an air gap (so-called "HYBRID" heating surfaces).
- Applying a poorly heat-conducting coating, for example enamelling on the water side ("artificial scale").
- Double-shell heating surfaces, the space between being filled with a substance whose thermal conductivity either has a fixed value or can even be changed from outside within certain limits (see DE 3908950 A1)
Abgesehen davon, daß eine solche Technologie aufwendig und teuer ist, ersieht man aus dem vorbeschriebenen Sachverhalt, daß sie außerdem einen Widerspruch in sich birgt:
Will man einen NT - Heizkessel bauen, der bis zu sehr tiefen Vorlauftemperaturen herab unempfindlich gegen einen Korrosionsangriff ist und der gleichzeitig niedrige Abgastemperaturen, also einen hohen Wirkungsgrad aufweist, so bräuchte dieser Kessel im Grenzfall eine unendlich große Heizfläche: Das Prinzip des behinderten Wärmeübergangs erweist sich anhand dieser Grenzbetrachtung als nicht zielführend.Apart from the fact that such a technology is complex and expensive, one can see from the above-described facts that it also contains a contradiction:
If you want to build a NT boiler that is insensitive to corrosion attack down to very low flow temperatures and that also has low exhaust gas temperatures, i.e. a high level of efficiency, this boiler would need an infinitely large heating surface in the limit case: the principle of disabled heat transfer proves itself based on this borderline analysis as not expedient
Ein anderer Weg wird in dem DE GM 82 34 242 beschritten: Dort sind die kondensatgefährdeten Zonen des Brennraumes mit wassergefüllten Ringen umgeben, in denen sich Wasser aufhalten soll, dessen Temperatur gegenüber dem restlichen Kesselwasser merklich erhöht ist. Die dort vorgeschlagenen Anordnungen werfen aber in der Praxis Probleme auf, was in dem DE GM 84 10 240.3 auch begründet wird und was das letztgenannte Gebrauchsmuster zu verbessern sucht. Bei dieser Erfindung ist das die Heizfläche bildende Rippenrohr ebenfalls von einem Wasserringraum umschlossen, der mit dem übrigen Kesselwasservolumen über 2 Öffnungen in Verbindung steht, von denen die eine stets offen, die andere aber durch ein Thermostatventil verschlossen bzw. nur dann geöffnet wird, wenn die Temperatur im Ringraum so hoch ist, daß eine Kondensatbildung an der Rippenheizfläche mit Sicherheit auszuschließen ist.
Diese Konstruktion hat sich zwar in der Praxis bewährt, beinhaltet jedoch vergleichsweise komplizierte Einbauten, insbesondere das die bestimmungsgemäße Funktion sicherstellende Thermostatventil, das als mechanisch bewegtes Teil eine gewisse Störanfälligkeit erwarten läßt. Im Hinblick auf neuere Anforderungen an die Schadstoffarmut der Abgase, insbesondere den Stickoxid - Auswurf, befriedigt die vorgenannte Konstuktion nicht, da sie noch mit einer Umkehrflamme in einer heißen Brennkammer arbeitet.Another route is followed in DE GM 82 34 242: there the condensate-prone zones of the combustion chamber are surrounded by water-filled rings, in which water is to be found, the temperature of which is noticeably higher than the remaining boiler water. However, the arrangements proposed there pose problems in practice, which is also justified in DE GM 84 10 240.3 and what the latter utility model seeks to improve. In this invention, the finned tube forming the heating surface is also enclosed by a water annulus, which is connected to the remaining boiler water volume via 2 openings, one of which is always open, but the other is closed by a thermostatic valve or is only opened when the The temperature in the annulus is so high that condensation on the finned heating surface can be excluded with certainty.
Although this construction has proven itself in practice, it includes comparatively complicated installations, in particular the thermostatic valve which ensures the intended function and which, as a mechanically moving part, can be expected to be somewhat susceptible to malfunction. With regard to more recent requirements regarding the low emission of pollutants in the exhaust gases, in particular nitrogen oxide ejection, the aforementioned construction is unsatisfactory since it still works with a reverse flame in a hot combustion chamber.
Aufgabe der Erfindung war es daher, einen Heizkessel zu entwerfen, der bei geringstmöglichem konstruktiven Aufwand, insbesondere ohne mechanisch bewegte Teile und ohne die als abwegig erkannten Elemente zur Behinderung des Wärmeübergangs, gute Niedertemperatureigenschaften, einen hohen Wirkungsgrad und niedrige Schadstoffemissionen aufweist und der leicht zu reinigen ist.The object of the invention was therefore to design a boiler which has the lowest possible design effort, in particular without mechanically moving parts and without the elements recognized as absurd to prevent heat transfer, good low-temperature properties, high efficiency and low pollutant emissions and which is easy to clean is.
Diese Aufgabe findet ihre Lösung in den vorangestellten Schutzansprüchen. Im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs kommt das Grundprinzip der Erfindung zum Ausdruck, im Verbund mit einer auf Herabsetzung der Stickoxid- Bildung ausgerichteten Flammen- und Heizgasführung ( Dreizug- Bauweise mit innerer Abgasrückführung ) die Wasserströmung und damit auch die Temperaturverteilung im Kessel durch zweckmäßige Einbauten so zu steuern, daß ein schädigender Kondensatangriff an den Heizflächen unterbleibt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben und werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert:
- Figur 1 zeigt einen Längsschnitt, aus dem insbesondere die Flammen- und Heizgasführung sowie die Zone III ersichtlich sind, während die
Figur 2 einen Querschnitt an der Stelle A - A darstellt, der vorallem die Ausbildung der Zonen I, II und IV verdeutlicht.
Advantageous embodiments are described in the subclaims and are explained in more detail below with reference to the drawings:
- Figure 1 shows a longitudinal section from which in particular the flame and heating gas and zone III can be seen, while the
- Figure 2 shows a cross section at point A - A, which illustrates the formation of zones I, II and IV.
Die Konstruktionsdetails des Anspruchs 2 sind insofern von Vorteil, als das am hinteren Kesselende über den Stutzen (15) eintretende Rücklaufwasser zunächst an dem bogenförmigen Trennblech (6), das auf der anderen Seite die wärmste Zone IV begrenzt, vorgewärmt wird, bevor es im vorderen Teil durch einen Durchbruch im linken Flacheisen (8) in die Zone II einströmt und dort erstmalig mit einer heizgasberührten Fläche in Form der unteren Brennkammerhälfte (3) in Kontakt kommt. Etwaige Gefahren, wonach an dieser Stelle Kondensat anfallen könnte, bestehen aufgrund folgender Erfahrungstatsache nicht:
Glatte Heizflächen, die einer starken Wärmestrahlung ausgesetzt sind oder von einer turbulenten Gasströmung hoher Temperatur bestrichen werden, sind kaum gefährdet, auch wenn die theoretische Oberflächentemperatur der wassergekühlten Wandung unter dem Taupunkt liegt. Die vorgenannten Verhältnisse sind im vorliegenden Fall gegeben, da das Flammenrohr (5) im seinem vorderen Teil aufgrund der unmittelbaren Flammenbeaufschlagung selbst stark strahlt und im hinteren Teil zwischen ihm und der Brennkammerinnenseite eine turbulente Gasströmung hoher Temperatur herrscht.The construction details of
Smooth heating surfaces that are exposed to strong heat radiation or are swept by a turbulent gas flow of high temperature are hardly at risk, even if the theoretical surface temperature of the water-cooled wall is below the dew point. The above-mentioned conditions are given in the present case, since the flame tube (5) itself radiates strongly in its front part due to the direct flame exposure and in the rear part there is a turbulent gas flow of high temperature between it and the inside of the combustion chamber.
Die Merkmale der Ansprüche 1 bis 3 haben ferner zur Folge, daß am Außenmantel (1) die niedrigsten Wassertemperaturen anstehen, insbesondere in der oberen Hälfte (Zone I), was sich auf den Abstrahlverlust sehr günstig auswirkt.The features of claims 1 to 3 also have the consequence that the lowest water temperatures are present on the outer jacket (1), in particular in the upper half (zone I), which has a very favorable effect on the radiation loss.
Die Zone III ergibt sich gemäß Anspruch 4 nahezu von selbst, indem in die Brennkammer (3) in einem gewissen Abstand von der Rückwand (2b) eine Bodenscheibe eingesetzt wird. Da vor diesem Boden die von der Brenneröffnung (24) in der Kesseltüre (25) kommenden und bis dahin praktisch ungekühlten Verbrennungsgase umkehren müssen, ist er stark beheizt und gibt seine Wärme an das in der Zone III von unten nach oben strömende Wasser ab. Zwischen den Zonen II und III besteht kein funktionaler Unterschied; sie entsprechen der im Anspruch 1 aufgeführten mittleren Wärmeübergangszone, in der die von herkömmlichen Kesselbauarten bekannten Gegebenheiten herrschen. Im weiteren Verlauf gelangt das Wasser durch die Öffnungen (11) in die Zone IV gemäß Anspruch 5, wo die Heizgase in den Nachschaltheizflächen (13) ihre restliche Wärme abgeben, bevor sie über den Abgassammler (23) den Kessel verlassen. Da in der Zone IV heizgasseitig die niedrigsten Temperaturen auftreten und die Kondensationsgefahr am größten ist, werden auf der Wasserseite besondere Schutzmaßnahmen angewandt, um die Temperatur bei jedem Betriebszustand hochzuhalten.Zone III arises almost automatically by inserting a base plate into the combustion chamber (3) at a certain distance from the rear wall (2b). Since the combustion gases coming from the burner opening (24) in the boiler door (25) and which have hitherto been practically uncooled have to be reversed in front of this floor, it is strongly heated and emits its heat to the water flowing in zone III from bottom to top. There is no functional difference between Zones II and III; they correspond to the central heat transfer zone listed in claim 1, in which the conditions known from conventional boiler designs prevail. In the further course, the water passes through the openings (11) into zone IV according to
In diesem Sinne wird auch gemäß Anspruch 6 vorgeschlagen, dem Vorlauf mittels der Bohrung (22) ständig eine bestimmte Menge Rücklaufwasser beizumischen. In Verbindung mit dem Einbauort des Fühlers für die Regelung (16a), die so ausgelegt sein muß, daß sie eine Mindest-Vorlauftemperatur gewährleistet, ist leicht erkennbar, daß diese Maßnahme zwar zunächst eine Absenkung der Vorlauftemperatur zur Folge hat, in erster Linie aber eine indirekte Anhebung der Wassertemperatur in der Zone IV bezweckt. Dadurch wird bei entsprechender Einstellung der Regelung sichergestellt, daß an der Innenseite der am meisten korrosionsgefährdeten Heiztaschen die Oberflächentemperatur stets über dem Taupunkt liegt, während nach außen hin die merklich niedrigere, geregelte Vorlauftemperatur in Erscheinung tritt. Zur Absicherung der höchstzulässigen Kesseltemperatur muß daher gemäß Anspruch 7 für den Fühler des Sicherheitstemperaturbegrenzers eine eigene Anschlußmöglichkeit (16b) vorgesehen werden.
Durch die Merkmale des Anspruchs 8 wird nicht nur die Abgasrückführung verwirklicht, sondern darüber hinaus erreicht, daß die aufgesetzte Haube (18) den Strömungswiderstand für die naturgemäß nach oben strebenden Heizgase im oberen Teil des Ringraumes (21) erhöht und damit eine gleichmäßige Beaufschlagung der Brennkammerheizfläche bewirkt.In this sense, it is also proposed, according to
Due to the features of
Claims (8)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0616173A2 (en) * | 1993-03-19 | 1994-09-21 | Fröling GmbH & Co. Kessel-Apparatebau | Process and boiler for combined heating of a building and a domestic hot water accumulator |
EP0657704A1 (en) * | 1993-12-10 | 1995-06-14 | Christian Dr.-Ing. Philipp | Water heater |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4218755C2 (en) * | 1992-06-06 | 1994-03-17 | Interdomo Gmbh & Co | Boiler for low temperature heating |
DE4308565C1 (en) * | 1993-03-18 | 1994-06-23 | Viessmann Werke Kg | Heating boiler burning liq. or gas fuel |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1454464B1 (en) * | 1963-10-09 | 1970-02-12 | Otte & Co Kg Laurenz | boiler |
DE3329777A1 (en) * | 1983-08-18 | 1985-03-07 | Georg Fischer GmbH & Co Maschinen- u. Kesselfabrik, 8870 Günzburg | Heating boiler for liquid and gaseous fuels |
-
1991
- 1991-05-02 DE DE9105410U patent/DE9105410U1/de not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-03-12 EP EP92104285A patent/EP0512220A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1454464B1 (en) * | 1963-10-09 | 1970-02-12 | Otte & Co Kg Laurenz | boiler |
DE3329777A1 (en) * | 1983-08-18 | 1985-03-07 | Georg Fischer GmbH & Co Maschinen- u. Kesselfabrik, 8870 Günzburg | Heating boiler for liquid and gaseous fuels |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0616173A2 (en) * | 1993-03-19 | 1994-09-21 | Fröling GmbH & Co. Kessel-Apparatebau | Process and boiler for combined heating of a building and a domestic hot water accumulator |
EP0616173A3 (en) * | 1993-03-19 | 1995-02-08 | Froeling Kessel App | Process and boiler for combined heating of a building and a domestic hot water accumulator. |
EP0657704A1 (en) * | 1993-12-10 | 1995-06-14 | Christian Dr.-Ing. Philipp | Water heater |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE9105410U1 (en) | 1992-02-27 |
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