EP2735812A2 - Heizkessel - Google Patents

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EP2735812A2
EP2735812A2 EP13192066.2A EP13192066A EP2735812A2 EP 2735812 A2 EP2735812 A2 EP 2735812A2 EP 13192066 A EP13192066 A EP 13192066A EP 2735812 A2 EP2735812 A2 EP 2735812A2
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EP
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heat
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    • F28F2255/14—Heat exchanger elements made of materials having special features or resulting from particular manufacturing processes molded

Definitions

  • the invention relates to a boiler.
  • a generic boiler is known from the patent EP 1 989 499 B1 , It describes a heat exchanger with one or more composite modules.
  • the assembled modules form a combustion chamber in the upper area. In the lower area there is a common outlet opening.
  • Each module is inexpensively formed by two deep-drawn basic elements. Between the combustion chamber and the common outlet opening, the assembled modules form a plurality of rib-shaped chambers, which have a grooved surface outside the modules for better heat transfer from the hot gas carried inside the modules to the water to be heated.
  • the modules from which the heat exchanger can be modularly assembled have an application area and exit area with respective openings at which the modules are assembled.
  • the combustion chamber is provided at the opening of an end module.
  • the module or modules of aluminum casting or stainless steel sheet are particularly suitable for heat exchangers either because of the good thermal conductivity or because of the high corrosion resistance.
  • a module is formed from at least one deep-drawn sheet metal. As a result, a module can be produced particularly inexpensively.
  • the module is formed from at least one tube section formed by hydroforming. This has the advantage that in this case a hollow body can be produced with only a small number of welds. This is advantageous for the corrosion resistance.
  • FIG. 1 represents a heating boiler according to the invention in section.
  • a heat transfer medium usually water, heated.
  • the water to be heated flows in via a return connection 10, is heated by the heat exchanger 3 and flows out via the flow connection 9 in order, for example, to heat a radiator and / or a service or drinking water storage and / or drinking or service water.
  • the heat exchanger 3 is constructed from one or more modules 4 and is similar to a ribbed heater.
  • the modules 4 are designed substantially plate-shaped and have an inlet side in the upper region and an outlet side in the lower region.
  • the module 4 is essentially a flat hollow body, which is flowed through in the interior of the hot gas during operation.
  • an entrance side 5 is provided, which is open on both sides.
  • an exit side 6 is provided, which is also open on both sides.
  • the module can be made for example of aluminum casting or stainless steel sheet. In cases where the module is made of sheet metal, this may for example be welded together from two deep-drawn sheets and / or comprise a hydroformed formed pipe section.
  • the modules 4 are combined to form a heat exchanger 3.
  • On the outlet side of the heat exchanger 3 is connected to an outlet 7 for the exhaust gas.
  • the second open side on the outlet side 6 of the heat exchanger 3 is closed by a cover 12.
  • On the inlet side of the heat exchanger 3 is connected on one side with a combustion chamber 2 and on the other side with a lid 11.
  • the combustion chamber 2 is connected directly to a burner or a burner assembly 1.
  • the combustion chamber 2 is thus advantageously outside the heat exchanger 3. This ensures that the modules 4 are not burdened with the high peak temperatures occurring in the combustion chamber 2, whereby limescale deposits are reduced by the water on the outside and corrosion on the inside.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Heizkessel. Der Heizkessel weist einen Brenner, eine Brennkammer zur Erzeugung von Heißgasen und einen Wärmetauscher zur Abgabe der Wärme vom Heißgas an Wasser auf. Der Wärmetauscher ist aus einem oder mehreren Modulen parallel zusammensetzbar ist. Die Brennkammer ist so außerhalb des Wärmetauschers angeordnet, dass das Heißgas außerhalb des Wärmetauschers gebildet wird und dass im Bereich des Wärmetauschers keine Temperaturen im Bereich der Flammentemperaturen auftreten. Dadurch wird die Verkalkung und die Korrosion des Wärmetauschers reduziert.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Heizkessel.
  • Ein gattungsgemäßer Heizkessel ist bekannt aus der Patentschrift EP 1 989 499 B1 . Darin wird ein Wärmetauscher mit einem oder mehreren zusammengesetzten Modulen beschrieben. Die zusammengesetzten Module bilden im oberen Bereich eine Brennkammer. Im unteren Bereich befindet sich eine gemeinsame Austrittsöffnung. Jedes Modul wird kostengünstig durch zwei tiefgezogene Grundelemente gebildet. Zwischen Brennkammer und gemeinsamer Austrittsöffnung bilden die zusammengesetzten Module mehrere rippenförmig angeordnet Kammern, die für eine bessere Wärmeübertragung von dem im Inneren der Module geführten Heißgas auf das zu erwärmende Wasser außerhalb der Module eine genutete Oberfläche aufweisen.
  • Im Betrieb ist der aus der Patentschrift EP 1 989 499 B1 bekannte Wärmetauscher in einem Gehäuse vollständig vom zu erwärmenden Wasser umgeben. Aufgrund der hohen Temperaturen im Bereich der Brennkammer wird sich im Betrieb auf der Außenseite des Wärmetauschers Kalk ablagern. Zudem besteht das Risiko, dass im Bereich der Brennkammer aufgrund der hohen Temperaturen die Schweißnähte durch Korrosion undicht werden.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen gattungsgemäßen Heizkessel so zu verbessern, dass Kalkablagerungen und Korrosion der Schweißnähte vermieden werden.
  • Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Brennkammer außerhalb des Wärmetauschers angeordnet ist. Dies hat zur Folge, dass das Heißgas, welches durch die Verbrennung in der Brennkammer gebildet wird, vor dem Eintritt in den Wärmetauscher homogenisiert wird, so dass keine hohen Spitzentemperaturen im Wärmetauscher auftreten. Hierdurch wird sowohl die Kalkbildung als auch die Korrosion der Schweißnähte reduziert.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung weisen die Module, aus denen der Wärmetauscher modular zusammensetzbar ist, einen Einsatzbereich und Austrittsbereich mit jeweiligen Öffnungen auf, an denen die Module zusammengesetzt werden. Die Brennkammer wird dabei an der Öffnung eines Endmoduls vorgesehen.
  • In zwei Ausführungsvarianten der Erfindung bestehen das Modul oder die Module aus Aluminiumsguss oder Edelstahlblech. Diese Materialien sind für Wärmetauscher entweder aufgrund der guten Wärmeleitfähigkeit oder aufgrund der hohen Korrosionsbeständigkeit besonders geeignet.
  • In einer Ausführungsform des Moduls wird ein Modul aus zumindest einem tiefgezogenen Blech gebildet. Dadurch kann ein Modul besonders kostengünstig hergestellt werden.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird das Modul aus zumindest einen mittels Hydroforming umgeformten Rohrabschnitt gebildet. Dies hat den Vorteil, dass dabei ein Hohlkörper mit nur geringer Anzahl an Schweißnähten hergestellt werden kann. Dies ist für die Korrosionsfestigkeit vorteilhaft.
  • Die Erfindung wird nun anhand der Figur detailliert erläutert.
  • Figur 1 stellt einen erfindungsgemäßen Heizkessel im Schnitt dar. In einem Gehäuse 8 wird ein Wärmeträgermedium, in der Regel Wasser, erwärmt. Das zu erwärmenden Wasser strömt über einen Rücklaufanschluss 10 ein, wird von dem Wärmetauscher 3 erwärmt und strömt über den Verlaufanschluss 9 aus, um beispielsweise einen Radiator und/oder einen Brauch- bzw. Trinkwasserspeicher und/oder Trink- bzw. Brauchwasser zu erwärmen. Der Wärmetauscher 3 ist aus einem oder mehreren Modulen 4 aufgebaut und ähnelt einem Rippenheizkörper. Die Module 4 sind im wesentlichen plattenförmig ausgeführt und weisen im oberen Bereich eine Eintrittsseite und im unteren Bereich eine Austrittseite auf.
  • In Figur 2 ist ein einzelnes Modul 4 dargestellt. Das Modul 4 ist im wesentlichen ein flacher Hohlkörper, der im Betrieb im Inneren vom Heißgas durchströmt wird. Im oberen Bereich ist eine Eintrittsseite 5 vorgesehen, die auf beiden Seiten offen ist. Im unteren Bereich ist eine Austrittsseite 6 vorgesehen, die ebenfalls auf beiden Seiten offen ist. Zur verbesserten Wärmeübertragung vom Heißgas im Innenraum des Moduls auf das Wärmeträgermedium außerhalb des Moduls sind auf der Vorderseite und Rückseite sich kreuzende Nuten in Form von eingepresstem Vertiefungen oder Erhebungen vorgesehen. Das Modul kann beispielsweise aus Aluminiumsguss oder Edelstahlblech gefertigt sein. In den Fällen, in denen das Modul aus Blech gefertigt ist, kann dieses beispielsweise aus 2 tiefgezogene Blechen zusammengeschweißt sein und/oder einen mit Hydroforming umgeformten Rohrabschnitt umfassen.
  • Zurück zu Figur 1. Die Module 4 sind zu einem Wärmetauscher 3 zusammengefasst. Auf der Austrittsseite ist der Wärmetauscher 3 mit einem Austritt 7 für das Abgas verbunden. Die zweite offene Seite auf der Austrittsseite 6 des Wärmetauschers 3 ist mit einem Deckel 12 verschlossen. Auf der Eintrittsseite ist der Wärmetauscher 3 auf der einen Seite mit einer Brennkammer 2 und auf der anderen Seite mit einem Deckel 11 verbunden. Die Brennkammer 2 ist direkt an einen Brenner bzw. eine Brennerbaugruppe 1 angeschlossen. Die Brennkammer 2 liegt somit vorteilhaft außerhalb des Wärmetauschers 3. Dadurch wird erreicht, dass die Module 4 nicht mit den in der Brennkammer 2 auftretenden hohen Spitzentemperaturen belastet werden, wodurch Kalkablagerungen durch das Wasser auf der Außenseite und Korrosion auf der Innenseite reduziert werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Brenner
    2
    Brennkammer
    3
    Wärmetauscher
    4
    Modul
    5
    Eintrittsseite
    6
    Austrittsseite
    7
    Austritt
    8
    Gehäuse
    9
    Vorlaufanschluss
    10
    Rücklaufanschluss
    11
    Deckel Eintrittsseite
    12
    Deckel Austrittsseite
    13
    Nuten

Claims (6)

  1. Heizkessel, umfassend einen Brenner, eine Brennkammer zur Erzeugung von Heißgasen und einen Wärmetauscher zur Abgabe der Wärme vom Heißgas an ein Wärmeträgermedium, wobei der Wärmetauscher aus einem oder mehreren Modulen parallel zusammensetzbar ist und das Heißgas im Innenbereich des Moduls und das Wärmeträgermedium im Außenbereich des Moduls führbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer so außerhalb des Wärmetauschers angeordnet ist, dass das Heißgas außerhalb des Wärmetauschers gebildet wird und dass im Bereich des Wärmetauschers keine Temperaturen im Bereich der Flammentemperaturen auftreten.
  2. Heizkessel nach Anspruch 1, wobei jedes Modul einen Eintrittsbereich aufweist, an dem das Heißgas eintritt und einen Austrittsbereich aufweist, an dem das Heißgas austritt, wobei die Module jeweils an den Ein- und Austrittsbereichen zusammenfügbar sind und wobei die Brennkammer am Eintrittsbereich eines Endmoduls angefügt ist.
  3. Heizkessel nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Modul aus Aluminiumguss besteht.
  4. Heizkessel nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Modul aus Edelstahlblech besteht.
  5. Heizkessel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Modul aus mehreren Teilen zusammengefügt ist und wobei zumindest eines der Teile durch ein tiefgezogenes Blech gebildet wird.
  6. Heizkessel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Modul einteilig ist oder aus mehreren Teilen zusammengefügt ist und wobei zumindest eines der Teile durch einen mittels Hydroforming umgeformten Rohrabschnitt gebildet wird.
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