EP0575755B1

EP0575755B1 - Gliederheizkessel

Info

Publication number: EP0575755B1
Application number: EP93108244A
Authority: EP
Inventors: Hartmut Dipl.-Ing. Assmann; Helmut Abel; Erich Klein; Friedhelm Dipl.-Ing. Koch
Original assignee: Buderus Heiztechnik GmbH
Current assignee: Bosch Thermotechnik GmbH
Priority date: 1992-06-26
Filing date: 1993-05-21
Publication date: 1995-04-26
Anticipated expiration: 2013-05-21
Also published as: DE4220987C3; DE59300156D1; EP0575755A1; DE4220987A1; DE4220987C2; ATE121830T1

Description

Die Erfindung betrifft einen Gliederheizkessel nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Gliederheizkessel für atmosphärische Gasbrenner besitzen vertikale Kesselglieder zur Ausbildung von taschenartigen Wasserräumen und dazwischen liegenden, vertikalen Heizgaszügen. Ein Heizkessel dieser Art ist beispielsweise dem DE 71 33 340 U zu entnehmen. Dabei münden diese Wassertaschen üblicherweise in obere und untere Wassernaben ein, an denen die Kesselglieder durch Nippel miteinander verbunden sind. An die untere Wassernabe ist herkömmlich der Kesselrücklauf angeschlossen. Von der oberen Wassernabe zweigt der Kesselvorlauf ab.
Wie bei allen Gliederheizkesseln strömt das kalte Rücklaufwasser somit durch die untere Wassernabe in die Wassertaschen ein. Dabei sind Taupunktsunterschreitungen auf der Heizgasseite nicht in allen Fällen zu vermeiden, insbesondere nicht bei einer Betriebsweise im Niedertemperaturbereich. Das entstehende Kondensat kann zu Schäden am Kessel führen.
Es sind bereits unterschiedliche Vorschläge zur Vermeidung einer Kondensatbildung gemacht worden. Die DE 32 08 731 A1 beschreibt das Aufbringen einer Wärmedämmschicht auf der Wasserseite zur Vermeidung einer zu starken Kühlung der Heizgase im gefährdeten Bereich. Die DE 82 07 592 U weist eine Trennrippe im Wasserraum auf, welche das kalte Rücklaufwasser zunächst an den Außenwänden entlang leitet. Die DE 84 33 051 U zeigt bei einem Stahlheizkessel ein Leitrohr für das kalte Rücklaufwasser, durch das dieses Wasser in die oberen, heißeren Zonen des Wasserraumes geführt wird. Von hier aus verteilt sich das Wasser, so daß eine direkte Beaufschlagung der kühleren, unteren Partien der Brennkammer vermieden wird.
Alle diese Maßnahmen können in gewissem Umfang zu einem Erfolg führen. Es sind jedoch besondere Schritte zu unternehmen wie das Einbringen einer Beschichtung oder das Einführen eines Leitrohres. Jedenfalls zeigen diese Schriften, daß ernsthafte Überlegungen angestellt wurden, eine Kondensatbildung bei Heizkesseln zu vermeiden.
Ein noch besseres Ergebnis wird bei einem Gliederheizkessel nach der DE 40 00 850 A1 erzielt, der jedoch nicht für atmosphärische Gasbrenner, sondern für Gebläsebrenner konzipiert ist. Bei diesem münden die taschenartigen Wasserräume der Kesselglieder in eine obere, großvolumige Wassernabe ein, an die sowohl der Kesselvorlauf als auch der Kesselrücklauf angeschlossen ist. Es ergibt sich eine gegenläufige Strömung des abfallenden, kühleren Rücklaufwassers und des aufsteigenden, heißeren Vorlaufwassers mit einem Wärmeaustausch zwischen den beiden Strömungen. Taupunktunterschreitungen auf der Heizgasseite mit einer Kondensatbildung werden weitgehend vermieden.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, speziell bei einem Gliederheizkessel für atmosphärische Gasbrennern durch die konstruktive Gestaltung der Kesselglieder die kondensatfreie Betriebsweise noch weiter zu verbessern.
Der erfindungsgemäße Gliederheizkessel besitzt die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 genannten Merkmale.
Die großvolumige Wassernabe ist im oberen Eckbereich angeordnet. Auf diese Weise strömt das kühle Rücklaufwasser einseitig nach unten, streicht dann durch den großflächigen Wasserbereich, um dort durch die vorbeiströmenden Heizgase erwärmt zu werden und gelangt schließlich wieder in die Wassernabe im Eckbereich zurück. Die Trennrippe unterhalb der Wassernabe unterstützt diese Strömung.
Es empfiehlt sich, den Kesselrücklauf außen und den Kesselvorlauf innen an der großvolumigen Wassernabe anzuordnen. Die Trennrippe erzeugt dann eine Aufteilung der Wasserströmung in eine äußere Abwärtsströmung und in eine innere Aufwärtsströmung innerhalb der Wassertasche.
Die Trennrippe kann in mehrere Einzelrippen aufgeteilt sein. Leitrippen in der Wassertasche verbessern die vollständige Durchströmung der Tasche.
Die beigefügte Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Es zeigt:

Fig. 1 + 3:: Einen Heizkessel mit einem Kesselglied in der Seitenansicht und
Fig. 2:: den Schnitt A-A aus Fig. 1.

Im äußeren Kesselgehäuse 1 sind eine Anzahl Kesselglieder 2 angeordnet, die jeweils als taschenartige Wasserräume 3 ausgebildet sind und vertikale Heizgaszüge 4 zwischen sich begrenzen. Die Wasserräume 3 eines jeden Kesselgliedes 2 münden mit einem oberen Eckbereich in eine großvolumige Wassernabe 5 ein. An den Wassernaben 5 sind die Kesselglieder 2 durch Nippel verbunden. Eine weitere Verbindung besteht an einer unteren Nabe 6, die nur zum Verteilen des Wassers zwischen den Wasserräumen 3 dient. An die obere Wassernabe 5 ist außen der Kesselrücklauf 7 und innen der Kesselvorlauf 8 angeschlossen. (Fig. 1). Das kühle Rücklaufwasser strömt außen nach unten und als heißes Vorlaufwasser im Bereich der Wasserräume 3 wieder nach oben. Eine Trennrippe 9, ggfs. in Form mehrerer Einzelrippen, unterteilt die Strömungen. Mehrere Leitrippen 10 dienen einer Lenkung der Strömung innerhalb des Wasserraumes.
Die Beheizung erfolgt durch einen üblichen atmosphärischen Gasbrenner 11. Nach dem Durchströmen der Heizgaszüge 4 gelangen die Heizgase in eine Strömungssicherung 12 und von dort zum Abgasstutzen 13.
Das einströmende kühle Rücklaufwasser darf keine Unterschreitung des Taupunktes auf der Heizgasseite bewirken. Es ist deshalb eine Vermischung des kühlen Rücklaufwassers mit dem heißen Vorlaufwasser in der oberen Nabe anzustreben. Das wird bei einem Kessel gemäß Fig. 3 dadurch erreicht, daß der Kesselrücklauf 7 unterhalb des Kesselvorlaufs 8 angeschlossen ist. Eine den unteren Teil des Kesselrücklaufs 7 umgebende Ringrippe 14 innerhalb der Wasserräume 3 sorgt zunächst für eine Aufwärtsströmung des kühlen Rücklaufwassers mit einem Vermischungseffekt.

Claims

Gliederheizkessel für atmosphärische Gasbrenner,bestehend aus oberhalb eines Brennraumes angeordneten, vertikalen Kesselgliedern (2) zur Ausbildung von taschenartigen Wasserräumen (3) und dazwischen liegenden vertikalen Heizgaszügen (4), wobei der taschenartige Wasserraum (3) eines jeden Kesselgliedes (2) in eine obere großvolumige Wassernabe (5) einmündet, an die sowohl der Kesselvorlauf (8) als auch der Kesselrücklauf (7) angeschlossen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wassernabe (5) in einem Eckbereich liegt und im Wasserraum (3) unterhalb der Wassernabe (5) eine Trennrippe (9) für eine Trennung des abwärts strömenden, kalten Rücklauf- und des aufwärts strömenden, warmen Vorlaufwassers angeordnet ist.
Gliederheizkessel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Trennrippe (9) eine Aufteilung der Wasserströmung in eine äußere Abwärtsströmung des kalten Rücklaufwassers von dem außen angeordneten Kesselrücklauf (7) und in eine innere Aufwärtsströmung des warmen Vorlaufwassers zum innen angeordneten Kesselvorlauf (8) bewirkt.
Gliederheizkessel nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Trennrippe (9) im Wasserraum (3) in mehrere, aneinandergereihte Einzelrippen aufgeglieder ist und daß im Wasserraum (3) seitlich der Wassernabe (5) zusätzliche Leitrippen (10) angeordnet sind.
Gliederheizkessel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kesselrücklauf (7) und der Kesselvorlauf (8) auf einer Höhe nebeneinander an der großvolumigen Wassernabe (5) angeschlossen sind.
Gliederheizkessel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kesselrücklauf (7) unterhalb des Kesselvorlaufs (8) an die großvolumige Wassernabe (5) angeschlossen ist und daß eine den unteren Teil des Kesselrücklaufs (7) umgebende Ringrippe (14) innerhalb des Wasserraumes (3) zunächst eine Aufwärtsströmung des einströmenden, kalten Rücklaufwassers bewirkt.