JPS59500143A - 凝縮ボイラを有するヒ−テイングシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 凝縮ボイラな有するヒーテングシステム技術分野 本発明は、大概一様ないくつかの煙ガス／水黙交換器区分を有し、各区分が内側 煙道と周囲の水ジャケットを備え、前記区分が煙ガス流に関して、第一区分と連 結したバーナユニットから、最後の区分と連結した吸出し通風部を有する煙ガス 出口に直列に連結されている、凝縮ボイラを有するヒーテングシステムに関スる 。

背景技術 西独特許第２２　２７　０７０号明細書により、水平に配置された平行ないくつ かの熱交換器区分を重ねである七−テングシステムが知られている。煙ガスが区 分な直列にそれらの長手方向に流れ、かつ隣接した区分では流れ方向が反対にな るのに対し、水の流れが区分の長手方向に対し横に上向きに生ずる。

この配置では、最高の水温が、煙ガス温度の最も低い最上区分に起ることによシ システムの能率が制限されるだろう。それから、煙ガスが、ラジェータシステム のための所望の供給水温度より高い吐出し温度を有しなければならないので、ラ ジェータシステムのための供給水を加熱するために煙ガスの熱含量の完全な利用 を得ることができない。

同じことが米国特許第２，６１７．Ｊｒ３０号明細書により知られたシステムに も当てはする。このシステムでは、煙ガスと水を区分の長手方向に対向流で各区 分を通過させることにｉシそれぞれ個々の区分の煙道と水ジャケットの間に、改 善された熱伝達を与えたとしても、水と同様煙ガスの流れも種々の区分で平行に もたらされる。

発明の開示 本発明によれば、熱交換器区分が、並置された関係に垂直に配置され、煙ガス吐 出し部が最後の区分の上端と連結され、またさらに区分が、前記水ジャケットを 通る水の流れに関して、最後の区分の上端にあるラジェータ回路からの戻り水の ための入口、および第一区分にあるラジェータ回路への供給水のための出口と直 列に連結され、凝縮物排出手段が、隣り合う区分の下端を連結する転移煙道と関 連して設けられているので、煙ガスの熱含量の利用の著し−改善およびそれによ り最適の能率が、凝縮ボイラを有するヒーテングシステムのために得られる。

この配置では、水と同様煙ガスが全ての区分を通って直列に各区分の長手方向に かつ各区分で完全な対向流で流れるので、ラジェータ回路からの戻シ水が、煙ガ ス温度の最も低い個所でボイラに入り、かつラジェータ回路のための供給水が、 煙ガス温度の最も高論１固所でボイラな出る。

さらに、ボイラ構造が簡単であるので、区分を比較的低ｂコストでかつ掃除と保 守が良くできるよ５に作ることができる。なぜなら、個々の区分の煙道をそれら の上端で、取り外せるキャップを介して連結できるからである。さらに、いくつ かの区分の下端の間の転移煙道によシ凝細物の有効な排出が得られる。

熱水供給システムがボイラとさらに連結されている好適な実施例では、熱水供給 システムのための冷水入口を、最後の区分の水ジャケットに位置した水子熱手段 に連結し、その水子熱手段の水吐出し部が、ラジェータ回路への供給水により加 熱される水／水熱交換器と連結されているので、ラジェータ回路と熱水供給シス テムを含む全ヒ〜テングシステムにっｂて付加的に増加した能率が得られる。

それによシ、熱水供給システムへの冷水の供給部が、ラジェータ回路からの戻り 水にょシ、前記水／水熱交換器へ供給される前に予熱されよう。

次の記載から詳細に明らかになるように、そのような集合的ヒーテングシステム は、第一ボイラ区分からの供給水の温度より高じ熱水供給のための蛇口水温度を 夏季運転生得るように弁部材を作脚させる制御ユニットを有することができる。

熱い蛇口水の温度をｆｆｄＪ御するほかに、マイクロプロセッサを含むそのよう な制御ユニットは、供給水温度の制御を絶えず処理するプログラムに依存して、 かつ煙ガス温度、供給水温度、戻り水温度、燃料消費および凝縮物排出を測量す るためのプログラムに依存してバーナユニットを制御することができる。

図面の簡単な説明 次に、本発明を添付図面を参照して一層完全に説明する。図面において、第１図 は本発明によるヒーテングシステムの実施例の概略ダイヤグラムであシ、第２図 は実際に適した構造の細部を一層完全に示す変更された設計の斜視図であシ、第 ３図と第≠図はヒーテングシステムと連結した熱水供給システムの二つの異なる 実施例のダイヤグラムである。

発明を実施するための最良の形態 第１図に概略的に示されたヒーテングシステムは、垂直に配置されたいくつかの 区分／〜夕を含むボイラーを有し、これらの各々が、内側管状煙道２を有する煙 ガス／水熱交換器として形成されており、内側管状煙道ｔから壁７を介して環状 横断面の周囲の水ジャケットｒへ有効な熱伝達が行われる。

図示の実施例では、第一のボイラー区分ｌがその下端で、油または天然ガスのよ うな液状藍たはガス状燃料のためのバーナユニットと連結されている。詳細には 示されてた込バーナユニットタは慣用の設計でよく、かつ燃料消費を減らすため に当該技術で知られた燃料予熱手段を設けることができる。区分／〜ｊは、煙ガ ス流と水流の両方に関して直列に連結されてお多、煙ガス流はバーナユニットタ から第一区分／を通って熱交換器区分コの煙道乙の上端へ進み、そしてそこから さらに区分３、≠および夕の煙道を通って区分！の上端と連結された煙ガス吐出 し部ｉｏへもたらされ、吸出し通風ファン／／が前記吐出し部に取り付けられて おシ、１だ水流は、区分！の上端と連結された、図示してないラジェータ回路か らの戻シ水の人口／２から、区分ｊ１≠、３．２およびｌの環状水ジャケット７ を前記の連続する順序で通って、区分／の水ジャケットと連結されたラジェ〜り 回路への供給水のための吐出し部／３へもたらされる。膨張タンク／４ｔがさら に区分／の水ジャケットと連結されている。

区分コ、３、≠および！では、煙道と水ジャケットの間の熱伝達面が、熱伝達壁 ７を米国特許第２．夕♂７．１３０号明細書によシ知られるような波形に形成す ることによシ増大された。

個々の区分の内側煙道２を通る煙ガス流を波形の熱伝達壁７と有効に接触するよ うに強制的に押しやるために、ロッドのような円筒状変位部材ｌ！を、西独特許 第２２　２７　０７０号明細書にょシ知られるように、区分の煙道に管壁７と同 軸に配置することができるＯ 煙ガスの流れが熱交換器区分−〜ｊを通って進む間に、ａ細物が沈澱するが、こ れは、＠接する区分／〜３および弘〜５の煙道の下端をそれぞれ連結する転移煙 道１６と１７に集められて、凝縮物出口／ｇより除去される。

ｉ／図に概略的に示されたものと同じ構造の、実際に適する実施例の第２図に示 した斜視図において、第１図に示した部材と対応する部材は同じ参照数字により 表わされている。この図は、特に個々の区分の煙道と水ジャケットの間の煙ガス と水の連結部の実際に適した設計を示すのに役立つ。熱交換器区分ｌと２の上端 の間、熱交換器区分３と≠の上端の間および熱交換器区分ｊの上端から吐出し導 管１０へ、転移煙道がキャップ／り１．２０および２ノの中を延びておシ、これ らのキャップは隣接する区分および区分ｊと吐出し導管１０をそれぞれ連結し、 かつ個々の区分の内側煙道と整合した取シ外せるカバー２−を備えている。同様 に、熱交換器区分コと３の下端および熱交換器区分≠とｊの下端が転移部材２３ とコｌを介して連結されており、これらの転移部材の中を、第１図に示した転移 煙道／Ａと１７が延びている。

水連結導管として、第２図が区分≠と夕の水ジャケットの下端の間の短かい管部 片２！しか示して−ないが、相応する水連結導管が区分≠と３の水シャケ、ット の上端の間、区分３と２の水ジャケットの下端の間および区分２と／の水ジャケ ットの上端の間に厭けられている。区分／と！の上端の間を延びている水連結導 管２Ａは、次にさらに説明されるように、ヒーテングシステムと関連した熱水供 給システムに関して制御目的の役に立つ。

熱交換器区分！と７の水ジャケットに配置された加熱コイル−７と２♂は、第≠ 図を参照して次に述べられるような熱水供給システムの設計の一部を形成する熱 交換器区分の下の箱２りは、出口／Ｉよシ排出される凝縮物のための中和ユニッ トを収容している。そノ中和ユニットは、例えば、図示されてない水シールを通 して凝゛細物を受け入れる破砕された大理石を入れである交換可能な袋からなる ことができる。このようにして、凝縮物が破砕された大理石を通って浸透し、そ れにより中和されるので、例えば通常的２．！であるそのｐＨ値が約７に増加す る。箱２ｔには、中和袋を取シかえるときに使用される堆力外せるカバーコタが 改けられている。

本発明によるヒーテングシステムと連結した熱水供給システムの二つの異なる実 施例の第３図と第≠図に示したダイヤグラムには、ボイラの熱交換器区分ｌ〜！ およびバーナユニットタを純粋に概略的にしか示してない。

熱水供給システムの両方の実施例では、その冷水人口３１が水子熱手段３２に連 結されており、この水子熱手段３２は、例えば第２図に２７で示したように設計 された、加熱コイルの形に最後の熱交換器区分！の水ジャケットに配置されてｂ る。水子熱手段３．２からの水吐出し部３３が、区分ｌから吐出されたラジェー タ回路への供給水にょシ加熱される水／水熱交換器と連結されている。

第３図に示した実施例では、この水／水熱交換器は、加熱コイル３よを有する熱 水タンク３≠を有し、その水入口３ｔが、区分ｌからの供給水のための吐出し部 １３に、制御弁部材３７を介して連結されており、制御弁部材３７にょシ水吐出 し部１３をラジェータシス−ｙ−ムニ、または加熱コイル３よに連結するコトが できる。加熱コイル３！からの水吐出し部３ｇが、もう一つの制御弁部材３りと 連結されておシ、その弁部材により連絡部ｐｏを介してラジェータ回路へ、筐た はバイパス連結部ｇ／を介して熱交換器区分！の水ジャケットにある戻勺水人口 ／コへ連結することができる弁部材３７と３２は、温度測定装置≠２により測定 される水吐出し部１３にあるラジェータシステムのための供給水の温度、および 温度測定装置≠３により測定される、水タンク３≠から熱水供給システムへの水 吐出し部≠≠にある蛇口水の温度に依存して、例えばマイクロプロセッサを含む 中央制御ユニットｊ／から制御される三方電磁弁でも良い。制御ユニットｓｉに より、所望の蛇口水温塵、例えば３ノ℃と６□℃の間に調整することができる。

測定装置弘３によシ測定された熱水タンク３４Ｌ内の水が所望の温度に到達した ときに、供給水を弁３７により熱水タンク３弘を迂回させて直接ラジェータシス テムへ流す。反対に、測定装置≠３により測定された蛇口水温塵が所望の温度よ り低く、ｌしかるに、測定装置≠コの供給水温度が所望の蛇口水温塵を越える場 合には、供給水を弁３７と３りによシ熱水タンク３グを通過させて、そこからさ らにラジェータシステムへ進ませる。例えば、夏季運転中、供給水が所望の蛇口 水温塵よシ低い温度を有する場合には、制御ユニットｊｌは、供給水が加熱コイ ル３！を通った後にバイパス導管≠ｌを通って最後の熱交換器区分ｊの戻り水入 口／、２へ導かれるよりに弁３ノを作動させる。それにより、ボイラーを通る供 給水の直接の再循環が確立され、かつバーナユニットタも制御する制御ユニプ） ６／は、蛇口水が所望の温度に達するまで全出力の状態のバーナユニットをこの 状態に維持するように適合され、すなわちプログラムされる。

上記の制御と関連して熱水の供給のために蛇口水を予熱することによシ、蛇口水 の加熱に関しても最適の能率が得られ、熱水タンク３１が仙の仕方で必要な容量 よシ小さな容量をもつことができる。

第μ図に示した熱水供給システムの実施例では、水子熱器３２′の水吐出し部３ ３′と連結された水／水熱交換器が、区分ｌの水ジャケットに位置した加熱コイ ル≠夕によシ構成され、その加熱コイルは、熱水供給システムと連結された水吐 出し部１６を有す葱。この場合には、温度測定装置≠７により測定された蛇口水 温塵は、加熱コイ／Ｉ／≠！を通った水を、制御弁部材ψｇを介して水子熱器３ λの冷水人口３１’から供給された冷水と混合することにより制御される。転移 区分の水ジャケットからの供給水のための水吐出し部１３が、も５一つの制御弁 部材弘りと連結されており、この弁部材≠りにより供給水を直接ラジェータシス テムに連結することができるし、またはバイパス連結部夕Ｏを介して、最後の熱 交換器区分！の水ジャケットのための戻シ水入口ｌ、！に連結することができる 。第３図に示した実施例のように、これにょシ、例えば夏季運転中使用される供 給水をボイラな通して直接再循環することを確立でき、または第≠図に示した実 施例で、ピーク負荷の場合にも直接再循環することを確立でき、どの場合にもラ ジェータ回路が切られて蛇口水の加熱しか行われない。

弁部材３７．３りとｔｌ、ざ、≠りのそれぞれのだめの制御ユニット５ノと夕ｌ ′をそれぞれ、さらにｐＨ−測定装置タコと！λ′の形態の測量装置とそれぞれ 接続して、第２図の中和ユニットを通る凝縮物の酸度を制御することができ、ま た制御ユニットｊ’／とｊｌ′のそれぞれを警報装置！３および！３′とそれぞ れ接続１して、ｐＨ値が規定された限界値、例えば６以下に落ちたときに警報信 号を、前述した中和袋を取り代えなければならな込と一５警告として発生させる ことができる。

Ｆ／（３−／ ん召３ ん６．４ 国際調査報皆

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．大概一様ないくつかの煙ガス／水熱交換器区分を有し、各区分が内側煙道と 周囲の水ジャケットを備え、前記区分が、煙ガス流に関して、第一区分と連結し たバーナユニットから、最後の区分と連結した吸出し通風部を有する煙ガス出口 に直列に連結されている、凝縮ボイラな有するヒーテングシステムにおいて、熱 交換器区分（ｌ−りが並置された関係に垂直に配置され、煙ガス吐出し部（／（ ７）が最後の区分（ｊ）の上端と連結され、またさらに区分（／−ｊ）が、前記 水ジャケラ）（ｒ）を通る水の流れに関して、最後の区分（りの上端にあるラジ ェータ回路からの戻り水のための入口（ｌコ）、および第一区分（１）にあるラ ジェータ回路への供給水のための出口（１３）と直列に連結され、凝縮物排出手 段（ｔｒ）が、隣シ合う区分の下端を連結する転移煙道（／Ａ、／７）と関連し て設けられていることを特徴とするヒーテングシステム。 コ、熱水供給システムがさらにボイラと連結されている、請求の範囲第１項に記 載されたヒーテングシステム・において、熱水供給システムのための冷水入口（ Ｊ／、Ｊ／’　）が、最後の区分（夕）の水ジャケットに位置した水子熱手段（ ３２，３２’　）に連結され、その水子熱手段め水吐出し部が、ラジェータ回路 への供給水により加熱された水／水熱交換器（３４！−３！ｆ、弘りと連結され ていることを特徴とする。ヒーテングシステム。 ３、前記水／水熱交換器は、加熱コイル（３ｊ）を有する熱水タンク（ｊ４りを 有し、加熱コイルの水入口（３６）が第一区分（１）からの供給水のための吐出 し部（１３）に、供給水のための前記吐出し部（１３）をラジェータシステムま たは前記加熱コイル（３ｊ）に連結するための第−制御弁部材（３７）を介して 連結されていることを特徴とする請求の範囲第２項に記載されたヒーテングシス テム。 ≠、加熱コイルの水吐出し部（１０）を他の制御弁部材（３り）を介してラジェ ータ回路または最後の区分（りの戻り水入口（１２）と連結することができるこ とを特徴とする請求の範囲第３項に記載されたヒーテングシステム。 ！、前前記水氷水熱交換器、第一区分（１）の水ジャケラ）（ｆ）に配置された 加熱コイル（ａｔ）を有し、かつその水入口が水子熱器（３２′）の水吐出し部 と連結されている、請求の範囲第２項に記載されたヒーテングシステム。 ｔ、水子熱器（３，ｚ’　）の冷水供給部（３／’　）が、前記加熱コイル（弘 ｊ）からの熱水吐出し部（≠６）と第三制御弁部材（＜Ｌ、ｒ）を介して連結さ れていることを特徴とする請求の範囲第５項に記載されたヒ〜テングシステム。 ７．第一区分にある供給水のための水吐出し部（１３）を、第四制御弁部材（≠ ７）により、ラジェータ回路に、またはバイパス導管（１０）を介して最後の区 分＜Ｓ＞の戻シ水入口（／Ｕ）に連結することができることを特徴とする請求の 範囲第５項または第６項に記載されたヒーテングーシステム。 ｇ、熱水供給システムのための前記水／水熱交換器Ｃ３４Ａ−３よ、グよ）の蛇 口水吐出し部（４ｔ４Ａ、　グｔ）に依存して、およびラジェータ回路のための 供給水温度に依存して前記弁部材（３７，３り：≠ｒ、≠７）を制御するための 制御ユニット（ｊ）、ｊ／′）が、さらにバーナユニット（り）と接続され、か つ前記加熱コイル（３ｊ）からの水吐出し部、前記第一区分（１）からの供給水 のための水吐出し部（／３）をそれぞれ、前記第二および前記第四弁部材（３り 、弘り・Ｏのそれぞれを介して最後の区分（りの戻シ水人口（１２）に連結しで ある限シ、制御ユニットが前記バーナユニットを全出力の状態に維持するように なっていることを特徴とする請求の範囲第μ項または第７項に記載されたヒーテ ングシステム。 り、前記凝縮物排出部（ｉｔ）が、測量装置（ｔ２、よコ′　）と関連した排出 部を有する中和ユニット（２１）と連結され、測量装置は、中和ユニット（２１ ｒ）を通った凝縮物の酸度を制御するために前記制御ユニット（３１，１１’　 ）と接続され、警報装置Ｃｓ３１−　Ｊ’　ｊ　／　／）が前記制御ユニット（ ｓｉ、！−２）と接続され、かつｐＨ値が規定された限界値以下に下ると、警報 信号を発するようになっていることを特徴とする請求の範囲第２項に記載された ヒーテングシステム