EP0851180B1

EP0851180B1 - Heating installation

Info

Publication number: EP0851180B1
Application number: EP97113483A
Authority: EP
Inventors: Hugo Binkert; Josef Bauer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-12-31
Filing date: 1997-08-05
Publication date: 2004-01-14
Anticipated expiration: 2017-08-05
Also published as: EP0851180A2; DE59711213D1; ATE257933T1; DE29622446U1; EP0851180A3

Abstract

The burner chamber (3) which is provided in the container (1), which is filled with water, is enclosed, at least in part, at a slight distance by a wall (16), whereby the space formed between the chamber and wall opens towards the container. The wall can be provided on the underneath (13) of the chamber. It can be drawn up further on one side of the chamber than on the opposite side. The distance between wall and chamber is between 2 and 5 mm. The burner chamber is circular in cross-section and enclosed by a dish (17). The burner chamber can be a low NOx burner chamber.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heizungsanlage mit einem als Wärmespeicher dienenden, mit Wasser als Wärmespeichermedium gefüllten Behälter und einer in dem Behälter vorhandenen Brennkammer mit kreisförmigem Querschnitt zur Erhitzung des Speicherwassers durch Verbrennung eines Brennstoffes, wobei die Brennkammer zumindest an ihrer Unterseite in geringem Abstand von einer im Querschnitt teilkreisförmigen Wandung umgeben ist und wobei der zwischen Brennkammer und Wandung gebildete Raum zu dem Behälter hin offen ist.The present invention relates to a heating system with a Heat storage serving, filled with water as a heat storage medium Container and a combustion chamber present in the container circular cross-section for heating the storage water Combustion of a fuel, the combustion chamber at least on their underside at a short distance from a partially circular in cross section Wall is surrounded and between the combustion chamber and wall-formed space is open to the container.

Derartige Heizungsanlagen sind in vielfältiger Weise bekannt. Die Nutzung der im Wasser gespeicherten Wärme kann dabei dadurch erfolgen, dass das Wasser über Vor- und Rücklaufleitungen im Kreislauf zu Heizflächen, wie Heizkörper und Fußbodenheizungen, geleitet wird, wo es Wärme abgibt. Eine andere, insbesondere für die Erwärmung von Frischwasser verwendete Möglichkeit besteht darin, in dem Behälter mit dem Speicherwasser einen Wärmetauscher anzuordnen, durch welchen das zu erwärmende Trinkwasser geführt wird. Auch Kombinationen beider Varianten sind bekannt.Such heating systems are known in many ways. The use The heat stored in the water can take place in that the water via supply and return lines in the circuit to heating surfaces, such as radiators and underfloor heating, where there is heat emits. Another one, especially for heating fresh water The option used is in the tank with the storage water to arrange a heat exchanger through which to be heated Drinking water is led. Combinations of both variants are known.

In allen Fällen wird der Wärmeverlust durch Erhitzung der Brennkammer ausgeglichen, indem in der Brennkammer ein Brennstoff, beispielsweise Öl oder Gas, verbrannt wird. Die dabei erzeugte Wärme überträgt sich von der Brennkammer auf das die Brennkammer umgebende Speicherwasser. In all cases, heat loss is caused by heating the combustion chamber balanced by a fuel in the combustion chamber, for example Oil or gas being burned. The heat generated is transferred from the combustion chamber to the storage water surrounding the combustion chamber.

Ein Problem hierbei besteht darin, dass in dem Brenngas und/oder dem entstehenden Rauchgas vorhandener Wasserdampf an den Innenwänden der Brennkammer kondensiert. Dieses Schwitzwasser führt zusammen mit dem in den Brenngasen oder Rauchgasen enthaltenen Schwefel zur Säurebildung und damit zu einer Korrosion der Brennkammerwände.A problem here is that in the fuel gas and / or the The resulting flue gas water vapor on the inner walls the combustion chamber condenses. This condensation water brings together with the sulfur contained in the fuel or flue gases Acid formation and thus corrosion of the combustion chamber walls.

Dieses Problem kann dadurch verringert werden, dass die Brennkammer mindestens teilweise in geringem Abstand von einer Wandung umgeben ist, wobei der zwischen Brennkammer und Wandung gebildete Raum zu dem Behälter hin offen ist.This problem can be reduced by having the combustion chamber at least partially surrounded by a wall at a short distance is, the space formed between the combustion chamber and the wall the container is open.

Eine derartige Heizungsanlage ist aus der FR 2 629 907 bekannt. Bei dieser Heizungsanlage ist eine die Brennkammer umgebende Wandung vorhanden, die auf beiden Seiten der Brennkammer nur bis unter die halbe Höhe der Brennkammer reicht. Dementsprechend gering ist die durch diese Wandung hervorgerufene Wasserzirkulation. Es erfolgt daher nur ein geringer Austausch des Wassers in dem Raum zwischen Wandung und Brennkammer mit dem außerhalb im Behälter vorhandenen Wasser.Such a heating system is known from FR 2 629 907. at this heating system is a wall surrounding the combustion chamber available on both sides of the combustion chamber only to below half the height of the combustion chamber is sufficient. The is accordingly low water circulation caused by this wall. It is therefore done only a little exchange of water in the space between the walls and combustion chamber with the water outside in the container.

Die DE 34 12 331 C 1 zeigt eine Heizungsanlage, die jedoch keine die Brennkammer umgebende Wandung der genannten Art aufweist.DE 34 12 331 C 1 shows a heating system, but not the Combustion chamber surrounding wall of the type mentioned.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heizungsanlage der eingangs genannten Art zu verbessern. Insbesondere soll die Wirksamkeit der die Brennkammer umgebenden Wandung verbessert werden.The invention has for its object a heating system of the beginning to improve the type mentioned. In particular, the effectiveness of the wall surrounding the combustion chamber can be improved.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst. This object is achieved by the characterizing features of claim 1 solved.

Durch die zumindest auf einer Seite der Brennkammer bis über die halbe Höhe der Brennkammer nach oben gezogene Wandung wird die Wasserzirkulation in dem Raum zwischen der Wandung und der Brennkammer verbessert. Das heißt, es findet ein intensiverer Austausch von Wasser mit dem Wasser im Behälter statt. Unter anderem kann dadurch eine Überhitzung des Wassers im Raum zwischen der Wandung und der Brennkammer verhindert werden.By at least on one side of the combustion chamber over half The height of the combustion chamber wall is the water circulation in the space between the wall and the combustion chamber improved. This means that there is a more intensive exchange of water the water in the container. Among other things, this can cause overheating of the water in the space between the wall and the combustion chamber be prevented.

Durch die in geringem Abstand um die Brennkammer angeordnete Wandung wird die Brennkammer in diesem Bereich gegenüber der Temperatur des die Brennkammer umgebenden Speicherwassers isoliert. Das in dem Raum zwischen Brennkammer und Wandung vorhandene Wasser wird nämlich aufgrund des geringen Volumens verhältnismäßig schnell erwärmt und bildet ein Wärmepolster zwischen der Brennkammer und dem kühleren Speicherwasser. Da der Raum zum Behälter hin offen ist, kann ein Austausch des Wassers in dem Raum mit dem außerhalb im Behälter vorhandenen Wasser stattfinden, so dass eine Überhitzung des Wassers verhindert wird. Dennoch bleibt die Behälterwand auf einer höheren Temperatur als ohne eine solche Wandung, insbesondere auf einer Temperatur, bei der keine Schwitzwasserbildung stattfindet. Es hat sich herausgestellt, dass mit einer erfindungsgemäßen Heizungsanlage Temperaturen der Brennkammerwand in der Größenordnung von ca. 70° bis 80° C erreicht werden können, also deutlich über der Temperatur von ca. 40° C, unterhalb derer Schwitzwasserbildung auftritt.Due to the wall arranged at a short distance around the combustion chamber the combustion chamber is in this area versus temperature of the storage water surrounding the combustion chamber. That in that Space between the combustion chamber and the wall of the existing water namely warmed up relatively quickly due to the small volume and forms a heat cushion between the combustion chamber and the cooler storage water. Since the space is open to the container, can an exchange of water in the room with the outside in the tank existing water take place, causing water overheating is prevented. Nevertheless, the container wall remains on a higher one Temperature than without such a wall, especially at a temperature where there is no condensation. It turned out that with a heating system according to the invention temperatures the combustion chamber wall in the range of approx. 70 ° to 80 ° C can be achieved, i.e. significantly above the temperature of approx. 40 ° C, below which condensation forms.

Die Wandung ist an der Unterseite der Brennkammer vorhanden und an einer Seite der Brennkammer weiter nach oben gezogen als an der dieser gegenüberliegenden Seite. Durch diese teilschalenartige Umfassung der Brennkammer wird erreicht, daß eine geringe Wassermenge zwischen Brennkammer und Wandung hindurchströmt, die durch die Brennkammer schnell erwärmbar ist, so daß die Brennkammerwand auf einer höheren Temperatur gehalten wird als ohne Wandung, auch wenn das Speicherwasser aufgrund einer großen Wärmeentnahme stark abgekühlt wird.The wall is on the underside of the combustion chamber and on one side of the combustion chamber is pulled further up than on this opposite side. This partial shell-like encirclement of the combustion chamber is achieved that a small amount of water between Combustion chamber and wall flows through the combustion chamber is quickly heated, so that the combustion chamber wall is kept at a higher temperature than without a wall, even if the storage water due to a large heat withdrawal is strongly cooled.

Der Abstand zwischen der Wandung und der Brennkammer beträgt bevorzugt zwischen ca. 2 mm und 5 mm. Dies hat sich zur Erzielung einer ausreichend hohen Temperatur der Brennkammerwand als vorteilhaft herausgestellt.The distance between the wall and the combustion chamber is preferably between about 2 mm and 5 mm. This has been achieved a sufficiently high temperature of the combustion chamber wall turned out to be advantageous.

Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Heizungsanlage in Verbindung mit Brennkammern, die als sogenannte Low-NO_x-Brennkammern ausgebildet sind, und insbesondere bei sogenannten Dreizugkesseln, bei welchen die Rauchgase in der Brennkammer zur Eintrittsöffnung hin zurückgelenkt werden, bevor sie in den Abzug gelangen.The heating system according to the invention is particularly advantageous in connection with combustion chambers which are designed as so-called low-NO _x combustion chambers, and in particular with so-called three-pass boilers in which the flue gases in the combustion chamber are deflected back towards the inlet opening before they reach the fume cupboard.

Ebenfalls besonders vorteilhaft ist die Verwendung der Erfindung in Verbindung mit einer Heizungsanlage, bei welcher der Behälter über Vor- und Rücklaufleitungen im Kreislauf mit Heizflächen, insbesondere Heizkörper und Fußbodenheizungen, verbindbar ist und der im oberen Bereich einen oberen Durchflußwärmetauscher zur Erwärmung von Frischwasser aufweist, der in Reihe mit einem im unteren Bereich des Behälters zur Vorwärmung des Frischwassers vorgesehenen unteren Durchflußwärmetauschers angeordnet ist, wobei die Brennkammer zwischen dem oberen Durchflußwärmetauscher und dem unteren Durchflußwärmetauscher angeordnet ist. Derartige Heizungsanlagen weisen eine ausgeprägte Temperaturschichtung in vertikaler Richtung auf und sind daher insbesondere als multivalente Heizungsanlagen einsetzbar, bei denen Wärme aus unterschiedlichen Wärmequellen verwendet wird. Bei einer solchen Anlage wird durch die Erfindung das Auftreten von Schwitzwasser besonders wirkungsvoll verhindert.The use of the invention is also particularly advantageous in connection with a heating system, in which the Containers in the circuit via supply and return lines Heating surfaces, in particular radiators and underfloor heating, is connectable and an upper one in the upper area Flow heat exchanger for heating fresh water has in line with one in the lower region of the container provided for preheating the fresh water Flow heat exchanger is arranged, the combustion chamber between the upper flow heat exchanger and the lower one Flow heat exchanger is arranged. Such heating systems have a pronounced temperature stratification in vertical direction and are therefore particularly multivalent Heating systems can be used in which heat from different Heat sources is used. With one Plant is the occurrence of the invention Condensation is prevented particularly effectively.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist im Bereich des oberen Durchflußwärmetauschers und/oder im Bereich des unteren Durchflußwärmetauschers jeweils mindestens ein vertikaler Schacht vorhanden, wobei die untere Öffnung des oberen Schachtes bevorzugt oberhalb der Brennkammer angeordnet ist. Die Schächte führen zu einer vorteilhaften Umwälzung des Speicherwassers in dem Behälter, da in den Schächten eine höhere Temperatur herrscht als außerhalb. Die genannte Anordnung der Schächte hat sich dabei als besonders geeignet herausgestellt.According to a further embodiment of the invention is in the area of the upper flow heat exchanger and / or in the area of the lower flow heat exchanger at least one vertical shaft available, the lower opening of the Upper shaft preferably arranged above the combustion chamber is. The shafts lead to an advantageous revolution of the storage water in the tank, as in the shafts the temperature is higher than outside. The said The arrangement of the shafts has turned out to be special appropriately exposed.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigen, jeweils in schematischer Darstellung,

Figur 1: eine Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Heizkessels und
Figur 2: einen Schnitt gemäß Linie II-II in Figur 1, in gegenüber Figur 1 vergrößertem Maßstab.

An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described below. They show, each in a schematic representation,

Figure 1: a front view of a boiler according to the invention and
Figure 2: a section along line II-II in Figure 1, on an enlarged scale compared to Figure 1.

Ein mit Wasser gefüllter Heizkessel 1 zur Aufbereitung von Warmwasser für Heizungsanlagen und den sanitären Bereich weist zentral einen Ölbrenner 2 mit einer Brennkammer 3 und einer an der Front des Heizkessels 1 angeordneten Abdeckhaube 4 auf. Im Heizkessel 1 über der Brennkammer 3 ist ein Rauchgas-Abzug 6 angeordnet, durch den das bei der Verbrennung entstehende Rauchgas zum Kamin abziehen kann. Im Heizkessel 1 können neben dem Ölbrenner 2 auch Wärmetauscher oder Boiler vorgesehen sein, insbesondere oberhalb und unterhalb der Brennkammer 3, wie dies in Figur 2 gezeigt ist.A boiler 1 filled with water for the preparation of Hot water for heating systems and the sanitary area has a central oil burner 2 with a combustion chamber 3 and a cover arranged at the front of the boiler 1 4 on. In the boiler 1 above the combustion chamber 3 is a Flue gas extractor 6 is arranged, through which the combustion evolving flue gas to the chimney. In the boiler 1 can in addition to the oil burner 2 also heat exchangers or boiler may be provided, especially above and below the combustion chamber 3, as shown in Figure 2.

Die Brennkammer 3 besitzt einen kreisförmigen Querschnitt und ist im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet. An ihrer Oberseite besitzt die Brennkammer 3 Abzugsöffnungen 7, durch die das Rauchgas zum Rauchgas-Abzug 6 gelangen kann. Die Brennkammer 3 ist an der vorderen Seite des Heizkessels 1 über Haltevorrichtungen 8, 9 am Heizkessel 1 befestigt. Zwischen den Haltevorrichtungen 8, 9 weist die Brennkammer 3 eine Öffnung 11 auf, durch welche die Spitze des Ölbrenners 2 in die Brennkammer 3 einführbar ist. Die Brennkammer 3 kann aber auch an einem Wärmespeicher der Heizanlage oder an dem Heizkessel 1 angeschweißt sein.The combustion chamber 3 has a circular cross section and is essentially cylindrical. At hers The top of the combustion chamber has 3 exhaust openings 7, through which the flue gas can reach the flue gas outlet 6. The Combustion chamber 3 is on the front side of the boiler 1 attached to the boiler 1 via holding devices 8, 9. Between the combustion devices 3 have the holding devices 8, 9 an opening 11 through which the tip of the oil burner 2 can be inserted into the combustion chamber 3. The combustion chamber 3 can also on a heat storage of the heating system or be welded to the boiler 1.

Die Brennkammer 3 ist in geringem Abstand zu ihrer Außenwand 12 im Bereich der Unterseite 13 und einer Seitenwand 14 der Brennkammer von einer Wandung 16 umgeben, die entsprechend der Kreiszylinderform der Brennkammer 3 als schalenförmiger Halbzylinder 17 ausgebildet ist. Der Halbzylinder 17 hat dabei einen Querschnitt, der einem Kreissegment entspricht. Das Kreissegment kann bei anderen Ausführungsformen auch kleiner oder größer als ein Halbkreis sein. Der Halbzylinder 17 ist über Haltevorrichtungen 18 an der Vorderseite des Heizkessels 1 unabhängig von der Brennkammer 3 befestigt. Der Halbzylinder 17 kann aber auch an der Vorderseite des Heizkessels 1 oder an einem Wärmespeicher der Heizanlage angeschweißt sein. Der Halbzylinder 17 ist dabei in axialer Richtung so lang ausgeführt, daß die Wandung 16 bis über das hintere Ende 21 der Brennkammer 3 hinausragt. Auf diese Weise wird über die gesamte Länge der Brennkammer 3 ein Zwischenraum 22 zwischen Brennkammer 3 und Halbzylinder 17 gebildet, der im Bereich der Endabschnitte 23 und 24 des Halbzylinders 17 mit dem Innenraum des Heizkessels 1 in Verbindung steht. Das in dem Behälter 1 vorhandene Speicherwasser kann dadurch im Bereich des tiefer liegenden Endabschnittes 23 in den Zwischenraum 22 eintreten und diesen im Bereich des Endabschnittes 24 wieder verlassen.The combustion chamber 3 is at a short distance from its outer wall 12 in the area of the bottom 13 and a side wall 14 of the Combustion chamber surrounded by a wall 16, which accordingly the circular cylindrical shape of the combustion chamber 3 as a shell Half cylinder 17 is formed. The half cylinder 17 has a cross section that corresponds to a segment of a circle. The circle segment can also in other embodiments be smaller or larger than a semicircle. The half cylinder 17 is via holding devices 18 at the front of the Boiler 1 attached independently of the combustion chamber 3. The half cylinder 17 can also on the front of the Boiler 1 or on a heat storage of the heating system be welded on. The half cylinder 17 is axial Direction so long that the wall 16 to about protrudes rear end 21 of the combustion chamber 3. In this way becomes a gap over the entire length of the combustion chamber 3 22 formed between combustion chamber 3 and half cylinder 17, that in the region of the end sections 23 and 24 of the half cylinder 17 in connection with the interior of the boiler 1 stands. The storage water in the container 1 can thereby in the region of the lower end section 23 enter the space 22 and this in the area leave the end section 24 again.

Das den Zwischenraum 22 durchströmende Speicherwasser wird durch die Brennkammer 3 erhitzt und bildet ein Wärmepolster gegenüber dem übrigen im Behälter 1 vorhandenen Speicherwasser. Die Temperatur der Wand 12 der Brennkammer 3 ist dadurch im Bereich der Wandung 16 verhältnismäßig hoch und liegt insbesondere auf einer Temperatur, bei der praktisch keine Schwitzwasserbildung stattfindet.The storage water flowing through the space 22 becomes heated by the combustion chamber 3 and forms a thermal cushion compared to the rest of the storage water in container 1. The temperature of the wall 12 of the combustion chamber 3 is thereby in the area of the wall 16 relatively high and is particularly at a temperature that is practical no condensation forms.

Als Halbzylinder 17 kann insbesondere ein einfaches Metallblech dienen, welches kostengünstig herstellbar und leicht zu montieren ist. Durch die Erfindung kann somit auf besonders günstige Weise die Entstehung von Schwitzwasser unterbunden und dadurch eine Korrosion der Brennkammer 3 weitgehend verhindert werden.A simple metal sheet can in particular be used as the half cylinder 17 serve which can be produced inexpensively and easily is to be assembled. The invention can thus be particularly favorable way to prevent the formation of condensation and thereby corrosion of the combustion chamber 3 largely be prevented.

Claims

A heating system comprising a tank (1) serving as a heat store and filled with water as a heat storage medium and a combustion chamber (3) with a circular cross-section present in the tank (1) for the heating of the storage water by combustion of a fuel, with the combustion chamber (3) being surrounded at a small spacing at least at its lower side by a wall (16) partly circular in cross-section and with the space formed between the combustion chamber (3) and the wall (16) being open towards the tank (1),
characterised in that the wall (16) is upwardly drawn up to over half the height of the combustion chamber (3) at only one side of the combustion chamber (3) and in that the wall (16) is upwardly drawn further at this side of the combustion chamber (3) than at the side of the combustion chamber (3) opposite thereto.
A heating system in accordance with claim 1, characterised in that the spacing between the wall (16) and the combustion chamber (3) amounts to between approximately 2 mm and approximately 5 mm.
A heating system in accordance with any one of the preceding claims, characterised in that the combustion chamber (3) is made as a so-called low NO_x combustion chamber.
A heating system in accordance with claim 3, characterised in that the combustion chamber (3) is made as a so-called three pass boiler.
A heating system in accordance with any one of the preceding claims, characterised in that the tank (1) can be connected to radiators via forward flow lines and return flow lines (26, 27) in the circuit and in that at least one upper throughflow heat exchanger (28) arranged in the upper region of the tank (1) is provided for the heating of fresh water and is arranged in series with a lower throughflow heat exchanger (29) provided in the lower region of the tank (1) for the pre-heating of the fresh water, with the combustion chamber (3) being arranged between the upper throughflow heat exchanger (28) and the lower throughflow heat exchanger (29).
A heating system in accordance with claim 5, characterised in that at least one vertical shaft (31, 32) is respectively present in the region of the upper throughflow heat exchanger (28) and/ or in the region of the lower throughflow heat exchanger (29).
A heating system in accordance with claim 6, characterised in that the lower opening (33) of the upper shaft (31) is arranged above the combustion chamber (3).