EP0833113B1 - Heizkessel - Google Patents

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EP0833113B1
EP0833113B1 EP97113621A EP97113621A EP0833113B1 EP 0833113 B1 EP0833113 B1 EP 0833113B1 EP 97113621 A EP97113621 A EP 97113621A EP 97113621 A EP97113621 A EP 97113621A EP 0833113 B1 EP0833113 B1 EP 0833113B1
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EP
European Patent Office
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heat
boiler
combustion chamber
flame
heat dissipating
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EP97113621A
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EP0833113A2 (de
EP0833113A3 (de
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Hubert Vogt
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Vogt Energie-Sparaggregate
Original Assignee
Vogt Energie-Sparaggregate
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Publication date
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Publication of EP0833113A3 publication Critical patent/EP0833113A3/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/22—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating
    • F24H1/24—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers
    • F24H1/26—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers the water mantle forming an integral body

Definitions

  • the invention relates to a boiler in one Heating circuit is integrated with a flame producing burner device and a container with a a chamber containing a heatable heat transfer medium and a combustion chamber, in the interior of which the heat transfer medium containing chamber fluidically connected Number of heat-dissipating components are arranged.
  • Such heating systems are in different embodiments known. In old buildings you will often find single stoves, by burning wood, coal, gas or Heating oil or generate electricity directly from electricity or in the case of night storage heaters, sometimes with a delay hand over to the room. With central heating, the one mostly in the basement of the boiler through a heat transfer medium, usually water, rarely steam or Air supplied to the rooms to be heated. It will be there over radiators, convectors, and more recently delivered to the room via underfloor heating.
  • a heating system is to achieve a comfortable one Indoor climates, i.e. those that affect the users of the room so-called perceived temperature, which is an average Indoor air temperature and average temperature of the room enclosing surfaces corresponds, should depend on the physical Activity and individual needs in a range of about 16 to 24 ° C. Further requirements for a heating system are the lowest possible purchase and fuel costs and the lowest possible pollutant emissions.
  • the conventional heating systems work with a burner device, which is operated with oil or gas.
  • a heatable heat transfer medium such as preferably water
  • the radiant heat temperature drops considerably, so that a degree of utilization of only about 25% is achieved.
  • the flame mantle embraces usually a temperature range from just 400 to 500 ° C, effectively only about 350 ° C flame jacket temperature be exploited. Therefore, a sufficient water temperature To achieve in the boiler must take a long time Period of heat energy supplied via the burner device what additional energy consumption means.
  • EP-A-0053 503 discloses a water heater with a burner device, the flame in a Combustion chamber protrudes. There are a number of Pipe coils are provided, which in turn by several other coils are surrounded. These coils are fluidically with a heat transfer medium having connected container. However is none of the heat-dissipating components directly in the burner device, i.e. exposed to the flame core.
  • the object is achieved in that the heat-dissipating components centrally around the longitudinal axis of the Combustion chamber or perpendicular in the combustion chamber directly the Flame of the burner device are exposed, at least those closest to the flame of the burner device heat-dissipating components exposed to the flame core are.
  • the radiation heat is no longer superficial the flame or flames of the burner device exploited, but the increased flame temperature itself, which is 1000 to 1200 ° C.
  • the effective one is Utilization of the flame temperature above 900 ° C.
  • the invention Measures therefore allow the heat to be removed where the flame temperature is highest.
  • the temperature in the flame core is the highest. This ensures optimal use of the flame core temperature, which directly affects the at least one heat-dissipating Component is transferred, which is immediately located in the flame core area.
  • One or more of the heat-dissipating components becomes immediate exposed to the core of flame, it is transmitted Temperature with only minor losses on that in the heat-dissipating components contained heat transfer medium.
  • the increase in the temperature of the heat transfer medium through the directly affects the temperature of the flame core circulation of the heat transfer medium within the boiler between the heat-dissipating components and that Containers containing heat transfer medium.
  • the high circulation of the heat transfer medium and its elevated temperature cause a Double walls of the boiler can be omitted. Thereby the boiler can be made smaller, using raw materials and saved materials for its manufacture can be. In addition, it is cheaper to manufacture.
  • the heat-dissipating components in the interior are preferred the combustion chamber as hollow profiles of any cross-section educated.
  • the heat-dissipating components for example a triangular, circular or streamlined Have cross-section.
  • heat-dissipating components from hollow profiles that are different from the hollow profiles another group of heat-dissipating components are, with both groups of heat-dissipating components are interconnected.
  • the heat transfer medium receiving, spaced apart Hollow profiles can be designed as water pockets, which e.g. have a triangular cross section.
  • This group of heat-dissipating components can be combined with heat-dissipating components can be connected, for example a smaller one have circular cross section and with which the Containers containing heat transfer medium are connected to to achieve a sufficient circulation of the heat transfer medium.
  • the largest sections are expediently in terms of area at least one of the heat-dissipating components directly exposed to the flame core in order to have the largest possible area of attack to allow for the flame core.
  • the combustion chamber or the heat transfer medium containing chamber at least partially in cross section narrowed. This makes a flow effect similar to one Venturi nozzle achieved and the circulation of the heat transfer medium elevated.
  • the heat-dissipating ones exist Components and the container containing the heat transfer medium preferably made of stainless steel or cast iron.
  • the fuel for the Burner device preferably oil or gas and the heat transfer medium are preferably water.
  • the boiler 1 has a cylindrical Container 2. On an end wall outside of the Container 2, a burner device 3 is arranged, the a burner nozzle 4 directed into the interior of the container 2 from which a flame 5 emerges. The flame will always referred to below as the flame core 5.
  • the means Encloses footrests 6 on a floor 7 stored container 2 a combustion chamber 8, which is also cylindrical is and has a smaller diameter than Tank 2 of the boiler 1.
  • a flue gas discharge pipe 9 which will be explained later.
  • Chamber 10 formed in which there is a heatable heat transfer medium 11, for example water.
  • a heat-dissipating component 13 which is circular and a circular Has cross section. Radially from the annular heat-dissipating Component 13 are at an angular distance of 90 ° to one another displaces further heat-dissipating components 14 in a star shape arranged, the heat-dissipating component 13 with the the chamber 10 containing the heat transfer medium 11 fluidically connect.
  • the heat-dissipating components 14 are Tubes of circular cross section attached to their respective Ends with the annular heat-dissipating component 13 and the wall of the combustion chamber 8 are welded.
  • Heat transfer medium 11 both the annular heat-dissipating Component 13 as well as the tubular heat-dissipating components 14 flow through.
  • the heat transfer medium 11 circulates by the direct heat of the flame core 5 in the heat-dissipating components 13 and 14 and in the chamber 10.
  • the heat transfer medium moves due to the circulation process 11 according to the arrows shown in Figs. 1 and 2.
  • form the lower tubular heat-dissipating components 14 a heat carrier inlet 15 and the upper tubular heat-dissipating components 14 a heat transfer outlet 16.
  • the boiler 3 is substantially cuboid educated.
  • 3 to 5 correspond to the same reference numerals those in Figs. 1 and 2.
  • the combustion chamber 8 and thus the adjacent heat transfer medium 11 containing chamber 10 are narrowed in its central region educated.
  • the combustion chamber 8 is at least partially, namely outside of the heat-dissipating Components 13 and 14 are provided with a cover 17. This Cover covers the largest possible area for recording the radiant heat. This leaves only a small gap between the top of the combustion chamber 8 and the container 2 required in which the heat transfer medium 11 located.
  • This heat-dissipating component 13 as can be seen from FIG. 4, is triangular in cross section formed, the top of the triangular shape directly is directed to the flame core 5. This will make the impact surface of the flame core 5 on the heat-dissipating component 13 enlarged.
  • a similar component 13 is in the the burner device 3 opposite area of the Combustion chamber 8 arranged.
  • the heat-dissipating components 13, which project essentially vertically into the combustion chamber 8, are each with tubular heat-dissipating components 14 with the chamber containing the heat transfer medium 11 10 connected so that a flow passage between the heat-dissipating components 13 and 14 and the chamber 10 for the heat transfer medium 11 is created.
  • the flame core 5 has a direct effect on the heat-dissipating material arranged therein Component 13 a.
  • the heat transfer medium 11 circulates in the heat-dissipating components 13 and 14 and in the chamber 10.
  • the boiler 1 according to FIG. 3 has one Boiler feed connector 18 and, according to FIG. 4, a boiler return connector 19 on.
  • the boiler flow connector 18 and the heat transfer medium 11 containing chamber 10 are with a heat recovery device 20 connected.
  • a shut-off valve 21 having line 22 leads from the boiler flow connector 18 to a circulation pump 23, which in turn preferably with a stainless steel pipe spiral 24 connected is arranged inside the flue gas discharge pipe 9 is.
  • the shut-off valves 21 and 25 are intended for repair and maintenance purposes to the To interrupt the flow path of the heat transfer medium 11.
  • For additional heat recovery will be a certain amount the heat transfer medium 11, e.g. 20% of the volume flow used and is by means of the circulation pump 23 via the pipe spiral 24 circulated in the flue gas discharge pipe 9.
  • the removed heat transfer medium 11 with from the preliminary flow increased temperature directly mixed with the return. This is compared to the flow temperature lower return temperature raised and thus additional Heat energy recovered.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Heizkessel, der in einen Heizkreislauf eingebunden ist, mit einer eine Flamme erzeugenden Brennereinrichtung und einem Behälter mit einer ein erhitzbares Wärmeträgermedium enthaltenden Kammer und einer Brennkammer, in deren Innenraum eine mit der das Wärmeträgermedium enthaltende Kammer strömungstechnisch verbundene Anzahl wärmeabführender Bauteile angeordnet sind.
Die zunehmend knapper werdenden Ressourcen an Energie auf der Erde, wie Öl, Kohle und Gas sowie die daraus hergestellten, immer kostspieliger werdenden Energieträger, wie beispielsweise Wärme, und deren immer weiter steigender Verbrauch zwingen zu ökologisch umweltfreundlichen und ökonomischen Überlegungen, energieverbrauchende Geräte zu entwickeln, die kostensparend und mit hohem Nutzeffekt betrieben werden können. Dies trifft insbesondere auch auf den Bereich der Wärme- bzw. Heiztechnik zu. Gerade Heizsysteme benötigen einen hohen Aufwand an Energie, um eine hohe Heizleistung zu erzielen.
Solche Heizsysteme sind in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. In Altbauten findet man noch vielfach Einzelöfen, die durch Verbrennen von Holz, Kohle, Gas oder Heizöl oder durch elektrischen Strom die Wärme direkt erzeugen bzw. bei Nachtspeicheröfen teilweise mit Verspätung an den Raum abgeben. Bei Zentralheizungen wird die von einem meist im Keller befindlichen Heizkessel erzeugte Wärme durch einen Wärmeträger, meist Wasser, seltener Dampf oder Luft, den zu beheizenden Räumen zugeführt. Sie wird dort über Radiatoren, Konvektoren und in jüngster Zeit häufig über Fußbodenheizungen an den Raum abgegeben.
Zweck einer Heizungsanlage ist die Erzielung eines behaglichen Raumklimas, d.h., die auf die Raumnutzer einwirkende sogenannte empfundene Temperatur, die einem Mittelwert aus Raumlufttemperatur und mittlerer Temperatur der Raumumschließungsflächen entspricht, soll je nach körperlicher Aktivität und individuellen Ansprüchen in einem Bereich von etwa 16 bis 24°C liegen. Weitere Anforderungen an eine Heizungsanlage sind möglichst geringe Anschaffungs- und Brennstoffkosten sowie eine möglichst geringe Schadstoffemission.
Herkömmliche Heizsysteme arbeiten, vom Verbrennungsprozeß her gesehen, wenig angepaßt an die Heizaufgabe. Hohe Verbrennungstemperaturen von etwa 1000°C stehen einem Wärmebedarf von Temperaturen von etwa 20°C gegenüber. Neuere Niedertemperatur-Heizkessel können aufgrund konstruktiver Maßnahmen und korrosionsfester Materialien mit Kesselwassertemperaturen von 40°C betrieben werden. Zusätzlich kann der im Rauch enthaltene Wasserdampf durch Kondensation freigesetzt und die fühlbare Abwärme weitgehend zurückgewonnen werden, wodurch die Abgastemperaturen im Kamin abgesenkt werden.
Die herkömmlichen Heizungssysteme arbeiten mit einer Brennereinrichtung, die mit Öl oder Gas betrieben wird. Dabei wird die Flamme des Brenners in eine hohle Brennkammer gerichtet, wobei die von der Flamme abgestrahlte Wärme auf ein erhitzbares Wärmeträgermedium, wie vorzugsweise Wasser, abgestrahlt wird. Bis die abgestrahlte Wärme das entfernte Wärmeträgermedium erreicht, sinkt die Abstrahlwärmetemperatur erheblich ab, so daß ein Nutzungsgrad von nur etwa 25% erreicht wird. Dabei wird lediglich die niedrigere Temperatur des Flammenmantels ausgenutzt. Der Flammenmantel umfaßt in der Regel einen Temperaturbereich von lediglich 400 bis 500°C, wobei effektiv nur etwa 350°C Flammenmanteltemperatur ausgenutzt werden. Um daher eine ausreichende Wassertemperatur im Heizkessel zu erzielen, muß über einen längeren Zeitraum über die Brennereinrichtung Wärmeenergie zugeführt werden, was zusätzlichen Energieverbrauch bedeutet. Da die Brennereinrichtung gegenüber dem das Wärmeträgermedium enthaltenden Behälter beabstandet angeordnet ist, muß der Heizkessel große Abmessungen aufweisen. Dieser Umstand wird noch dadurch unterstützt, daß infolge des niedrigen Nutzungsgrades der zugeführten Wärmeenergie die Außenwandung des Heizkessels mit einer Isolierung umgeben werden muß, um den Nutzeffekt nicht noch weiter zu verringern. Dies wiederum führt zu erhöhten baulichen und Kostenaufwand für den Heizkessel.
Die EP-A-0053 503 offenbart eine Wasserheizvorrichtung mit einer Brennereinrichtung, dessen Flamme in eine Brennkammer hineinragt. Es sind eine Mehrzahl von Rohrschlangen vorgesehen, die wiederum von mehreren weiteren Rohrschlangen umgeben sind. Diese Rohrschlangen sind strömungstechnisch mit einem ein Wärmeträgermedium aufweisenden Behälter verbunden. Jedoch ist keines der wärmeabführenden Bauteile direkt der Brennereinrichtung, d.h. dem Flammenkern ausgesetzt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Heizkessel der eingangs genannten Art zu schaffen, durch den ein hoher Nutzungsgrad der eingesetzten Wärmeenergie bei niedrigeren Herstellungs- und Kostenaufwand erreicht wird.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die wärmeabführenden Bauteile zentrisch um die Längsachse der Brennkammer oder lotrecht in der Brennkammer direkt der Flamme der Brennereinrichtung ausgesetzt sind, wobei zumindest die der Flamme der Brennereinrichtung am nächsten angeordneten wärmeabführenden Bauteile dem Flammenkern ausgesetzt sind. Damit wird nicht mehr vordergründig die Abstrahlwärme der Flamme bzw. Flammen der Brennereinrichtung ausgenutzt, sondern die erhöhte Flammentemperatur selbst, die bei 1000 bis 1200°C liegt. Dabei beträgt die effektive Ausnutzung der Flammentemperatur über 900°C. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen gestatten daher die Abnahme der Wärme dort, wo die Flammentemperatur am höchsten ist.
Bekanntermaßen ist die Temperatur im Flammenkern am höchsten. Dadurch erfolgt eine optimale Ausnutzung der Flammenkerntemperatur, die unmittelbar auf das zumindest eine wärmeabführende Bauteil übertragen wird, welches sich unmittelbar im Flammenkernbereich befindet.
Wird eines oder mehrere der wärmeabführenden Bauteile unmittelbar dem Flammenkern ausgesetzt, überträgt sich dessen Temperatur nur mit geringfügigen Verlusten auf das in den wärmeabführenden Bauteilen enthaltene Wärmeträgermedium. Der Anstieg der Temperatur des Wärmeträgermediums durch die direkte Einwirkung der Temperatur des Flammenkerns bewirkt eine Umwälzung des Wärmeträgermediums innerhalb des Heizkessels zwischen den wärmeabführenden Bauteilen und dem das Wärmeträgermedium enthaltenden Behälter. Hierbei wird ein Nutzungsgrad an Wärmeenergie von mehr als 70% erreicht. Die hohe Zirkulation des Wärmeträgermediums und dessen erhöhte Temperatur führen dazu, daß eine Doppelwandigkeit des Heizkessels entfallen kann. Dadurch kann der Heizkessel kleiner ausgestaltet werden, wobei Rohstoffe und Materialien zu dessen Herstellung eingespart werden könne. Darüber hinaus ist er kostengünstiger herstellbar.
Bevorzugt sind die wärmeabführenden Bauteile im Innenraum der Brennkammer als Hohlprofile beliebigen Querschnitts ausgebildet. Hierbei können die wärmeabführenden Bauteile beispielsweise einen dreieckigen, kreisrunden oder stromlinienförmigen Querschnitt aufweisen. Darüber hinaus können die wärmeabführenden Bauteile im Innenraum der Brennkammer jeweils unterschiedliche Hohlprofile aufweisen.
Vorzugsweise besteht eine Gruppe von wärmeabführenden Bauteilen aus Hohlprofilen, die unterschiedlich zu den Hohlprofilen einer anderen Gruppe von wärmeabführenden Bauteilen sind, wobei beide Gruppen von wärmeabführenden Bauteilen miteinander verbunden sind. So können beispielsweise das Wärmeträgermedium aufnehmende, zueinander beabstandete Hohlprofile als Wassertaschen ausgebildet sein, die z.B. einen dreieickigen Querschnitt aufweisen. Diese Gruppe von wärmeabführenden Bauteile kann mit wärmeabführenden Bauteile verbunden werden, die einen beispielsweise geringeren kreisförmigen Querschnitt aufweisen und die mit dem das Wärmeträgermedium enthaltenden Behälter verbunden sind, um eine hinreichende Zirkulation des Wärmeträgermediums zu erreichen.
Zweckmäßigerweise sind die flächenmäßig größten Abschnitte zumindest eines der wärmeabführenden Bauteile unmittelbar dem Flammenkern ausgesetzt, um eine möglichst große Angriffsfläche für den Flammenkern zu ermöglichen.
Zur Erhöhung der Wärmeströmung innerhalb des Heizkessels sind bevorzugt die Brennkammer bzw. die das Wärmeträgermedium enthaltende Kammer zumindest teilweise im Querschnitt verengt. Dadurch wird ein Strömungseffekt ähnlich einer Venturidüse erzielt und die Zirkulation des Wärmeträgermediums erhöht.
Um eine Korrosion der wärmeabführenden Bauteile mit dem Wärmeträgermedium zu verhindern und gleichzeitig die Widerstandsfähigkeit dieser Bauteile gegenüber der Temperatur des Flammenkerns zu erhöhen, bestehen die wärmeabführenden Bauteile und der das Wärmeträgermedium enthaltende Behälter vorzugsweise aus Edelstahl oder Gußeisen.
Schließlich ist vorgesehen, daß der Brennstoff für die Brennereinrichtung vorzugsweise Öl oder Gas und das Wärmeträgermedium vorzugsweise Wasser sind.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt ist, näher beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1
eine schematische Querschnittansicht eines erfindungsgemäßen Heizkessels nach einer ersten Ausführungsform,
Fig. 2
eine schematische Schnittansicht des Heizkessels entlang der Linie II-II nach Fig. 1,
Fig. 3
eine schematische Querschnittansicht eines erfindungsgemäßen Heizkessels nach einer zweiten Ausführungsform mit zusätzlichen Einrichtungen,
Fig. 4
eine schematische Draufsicht auf den Heizkessel nach Fig. 3 und
Fig. 5
eine schematische Schnittansicht des Heizkessels entlang der Linie V-V nach Fig. 3.
Der Heizkessel 1 nach den Fig. 1 und 2 besitzt einen zylindrischen Behälter 2. An einer stirnwandigen Außenseite des Behälters 2 ist eine Brennereinrichtung 3 angeordnet, die eine ins Innere des Behälters 2 gerichtete Brennerdüse 4 aufweist, aus der eine Flamme 5 austritt. Die Flamme wird nachfolgend immer als Flammenkern 5 bezeichnet. Der mittels Fußstützen 6 auf eine Boden 7 gelagerte Behälter 2 umschließt eine Brennkammer 8, die ebenfalls zylindrisch ausgebildet ist und einen geringeren Durchmesser aufweist als der Behälter 2 des Heizkessels 1. An der Brennereinrichtung 3 entgegengesetzten Seite der Brennkammer 8 ragt ein Rauchgas-Ableitungsstutzen 9 hervor, der später erläutert wird.
Zwischen dem Behälter 2 und der Brennkammer 8 wird eine Kammer 10 gebildet, in der sich ein erhitzbares Wärmeträgermedium 11, beispielsweise Wasser, befindet.
Im Inneren der Brennkammer 8 ist zentrisch um dessen Längsachse 12 ein wärmeabführendes Bauteil 13 angeordnet, welches kreisringförmig ausgebildet ist und einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Radial vom ringförmigen wärmeabführenden Bauteil 13 sind im Winkelabstand von 90° zueinander versetzt weitere wärmeabführende Bauteile 14 sternförmig angeordnet, die das wärmeabführende Bauteil 13 mit der das Wärmeträgermedium 11 enthaltenden Kammer 10 strömungstechnisch verbinden. Die wärmeabführenden Bauteile 14 sind Rohre kreisförmigen Querschnitts, die an ihren jeweiligen Enden mit dem ringförmigen wärmeabführenden Bauteil 13 und der Wand der Brennkammer 8 verschweißt sind. Somit kann das Wärmeträgermedium 11 sowohl das ringförmige wärmeabführende Bauteil 13 als auch die rohrförmigen wärmeabführenden Bauteile 14 durchströmen. Wird das ringförmige wärmeabführende Bauteil 13 unmittelbar dem Flammenkern 5 der Brennereinrichtung 3 ausgesetzt, zirkuliert das Wärmeträgermedium 11 durch die direkte Hitzeeinwirkung des Flammenkerns 5 in den wärmeabführenden Bauteilen 13 und 14 und in der Kammer 10. Durch den Umwälzvorgang bewegt sich das Wärmeträgermedium 11 entsprechend den in Fig. 1 und 2 gezeigten Pfeilen. Dabei bilden die unteren rohrförmigen wärmeabführenden Bauteile 14 einen Wärmeträgerzulauf 15 und die oberen rohrförmigen wärmeabführenden Bauteile 14 einen Wärmeträgerablauf 16.
Bei der Ausführungsform des Heizkessels 1 gemäß den Fig. 3 bis 5 ist der Heizkessel 3 im wesentlichen quaderförmig ausgebildet. Gleiche Bezugsziffern in den Fig. 3 bis 5 entsprechen denen in den Fig. 1 und 2. Die Brennkammer 8 und somit die benachbart angeordnete, das Wärmeträgermedium 11 enthaltende Kammer 10 sind in ihrem mittleren Bereich verengt ausgebildet. Darüber hinaus ist die Brennkammer 8 zumindest teilweise, nämlich außerhalb der wärmeabführenden Bauteile 13 und 14 mit einer Abdeckung 17 versehen. Diese Abdeckung umfaßt eine möglichst große Fläche zur Aufnahme der Abstrahlwärme. Dadurch ist nur ein geringer Zwischenraum zwischen der Oberseite der Brennkammer 8 und dem Behälter 2 erforderlich, in dem sich das Wärmeträgermedium 11 befindet.
Im Innenraum der Brennkammer 8 ist ein erstes wärmeabführendes Bauteil 13 unmittelbar im Flammenkern 5 der Brennereinrichtung 3 angeordnet. Dieses wärmeabführende Bauteil 13 ist, wie aus Fig. 4 ersichtlich, im Querschnitt dreieckförmig ausgebildet, wobei die Spitze der Dreieckform direkt zum Flammenkern 5 gerichtet ist. Dadurch wird die Auftreffläche des Flammenkerns 5 auf das wärmeabführende Bauteil 13 vergrößert. Ein gleichgeartetes Bauteil 13 ist im der Brennereinrichtung 3 entgegengesetzten Bereich der Brennkammer 8 angeordnet. Die wärmeabführenden Bauteile 13, die im wesentlichen lotrecht in die Brennkammer 8 hineinragen, sind jeweils mit rohrförmigen wärmeabführenden Bauteilen 14 mit der das Wärmeträgermedium 11 enthaltenden Kammer 10 verbunden, so daß ein Strömungsdurchgang zwischen den wärmeabführenden Bauteilen 13 und 14 und der Kammer 10 für das Wärmeträgermedium 11 geschaffen wird. Der Flammenkern 5 wirkt unmittelbar auf das darin angeordnete wärmeabführende Bauteil 13 ein. Dadurch zirkuliert das Wärmeträgermedium 11 in den wärmeabführenden Bauteilen 13 und 14 und in der Kammer 10. Durch die Verengung der Brennkammer 8 bzw. der das Wärmeträgermedium 11 aufweisenden Kammer 10 wird die vom Flammenkern 5 abgestrahlte Wärme venturiartig in den hinteren Bereich zum anderen wärmeabführenden Bauteil 13 dreieckförmigen Querschnitts geleitet und dieses ebenfalls erhitzt.
Des weiteren weist der Heizkessel 1 gemäß Fig. 3 einen Heizkessel-Vorlaufstutzen 18 und gemäß Fig. 4 einen Heizkessel-Rücklaufstutzen 19 auf.
Der Heizkessel-Vorlaufstutzen 18 und die das Wärmeträgermedium 11 enthaltende Kammer 10 sind mit einer Wärmerückgewinnungseinrichtung 20 verbunden. Eine ein Absperrventil 21 aufweisende Leitung 22 führt vom Heizkessel-Vorlaufstutzen 18 zu einer Umwälzpumpe 23, die wiederum mit einer vorzugsweise aus Edelstahl bestehenden Rohrspirale 24 verbunden ist, die im Inneren des Rauchgas-Ableitungsstutzens 9 angeordnet ist. Abgangsseitig der Leitung 22 befindet sich ein weiteres Absperrventil 25. Die Ansperrventile 21 und 25 sind zu Reparatur- und Wartungszwecken vorgesehen, um den Strömungsweg des Wärmeträgermediums 11 zu unterbrechen. Zur zusätzlichen Wärmerückgewinnung wird eine bestimmte Menge des Wärmeträgermediums 11, z.B. 20% des Volumenstroms, benutzt und wird mittels der Umwälzpumpe 23 über die Rohrspirale 24 im Rauchgas-Ableitungsstutzen 9 aumgewälzt. Dabei wird das entnommene Wärmeträgermedium 11 mit aus dem Voraluf erhöhter Temperatur wieder direkt dem Rücklauf beigemischt. Dadurch wird die gegenüber der Vorlauftemperatur niedrigere Rücklauftemperatur angehoben und somit zusätzliche Wärmeenergie zurückgewonnen.

Claims (8)

  1. Heizkessel, der in einen Heizkreislauf eingebunden ist, mit einer eine Flamme (5) erzeugenden Brennereinrichtung (3) und einem Behälter (2) mit einer ein erhitzbares Wärmeträgermedium (11) enthaltenden Kammer (10) und einer Brennkammer (8), in deren Innenraum eine mit der das Wärmeträgermedium (11) enthaltende Kammer (10) strömungstechnisch verbundene Anzahl wärmeabführender Bauteile (13, 14) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeabführenden Bauteile (13, 14) zentrisch um die Längsachse (12) der Brennkammer (8) oder lotrecht in der Brennkammer (8) direkt der Flamme (5) der Brennereinrichtung (3) ausgesetzt sind, wobei zumindest die der Flamme (5) der Brennereinrichtung (3) am nächsten angeordneten wärmeabführenden Bauteile (13) dem Flammenkern ausgesetzt sind.
  2. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeabführenden Bauteile (13, 14) im Innenraum der Brennkammer (8) als Hohlprofile beliebigen Querschnitts ausgebildet sind.
  3. Heizkessel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeabführenden Bauteile (13, 14) im Innenraum der Brennkammer (8) jeweils unterschiedliche Hohlprofile aufweisen.
  4. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gruppe von wärmeabführenden Bauteilen (13) aus Hohlprofilen besteht, die unterschiedlich zu den Hohlprofilen einer anderen Gruppe von wärmeabführenden Bauteilen (14) sind, wobei beide Gruppen von wärmeabführenden Bauteilen (13, 14) miteinander verbunden sind.
  5. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die flächenmäßig größten Abschnitte zumindest eines der wärmeabführenden Bauteile (13) unmittelbar dem Flammenkern (5) ausgesetzt sind.
  6. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer (8) bzw. die das Wärmeträgermedium (11) enthaltende Kammer (10) zumindest teilweise im Querschnitt verengt sind.
  7. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeabführenden Bauteile (13, 14) und der das Wärmeträgermedium (11) enthaltende Behälter (2) vorzugsweise aus Edelstahl oder Gußeisen bestehen.
  8. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff für die Brennereinrichtung (3) vorzugsweise Öl oder Gas und das Wärmeträgermedium (11) vorzugsweise Wasser sind.
EP97113621A 1996-09-30 1997-08-07 Heizkessel Expired - Lifetime EP0833113B1 (de)

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DE29616990U DE29616990U1 (de) 1996-09-30 1996-09-30 Heizkessel
DE29616990U 1996-09-30

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP0833113A2 EP0833113A2 (de) 1998-04-01
EP0833113A3 EP0833113A3 (de) 1998-07-15
EP0833113B1 true EP0833113B1 (de) 2000-10-11

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ID=8029932

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Application Number Title Priority Date Filing Date
EP97113621A Expired - Lifetime EP0833113B1 (de) 1996-09-30 1997-08-07 Heizkessel

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP0833113B1 (de)
AT (1) ATE196947T1 (de)
DE (2) DE29616990U1 (de)

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