CH616499A5 - Central heating system with a boiler and an additional heat exchanger for preheating the medium flowing back to the boiler - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Zentralheizung mit einem Kessel, versehen mit einem Mantel, in dem sich von unten nach oben ein einen oder mehrere Brenner enthaltender Feuerherd, ein im Wege des im Feuerherd erzeugten Rauchgases angeordneter Wärmeaustauscher zum Heizen des aus dem Kessel in den äusseren Kreis strömenden Mediums und ein einerseits über diesen Wärmeaustauscher mit dem Feuerherd in Verbindung stehender, andererseits an einen Schornsteinkanal anschliessbarer Rauchgassammeikasten mit einem darin angeordneten zweiten Wärmeaustauscher zum Vorwärmen des aus dem äusseren Kreis in den Kessel zurückströmenden Mediums befinden. The invention relates to a central heating system with a boiler, provided with a jacket in which, from bottom to top, one or more burners containing a fire stove, a heat exchanger arranged in the way of the flue gas generated in the fire stove, for heating the boiler from the outside Circulating medium and a flue gas collection box that is connected to the fire on the one hand via this heat exchanger and that can be connected to a chimney duct with a second heat exchanger arranged therein for preheating the medium flowing back into the boiler from the outer circuit.
Eine Zentralheizung dieser Art ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 2 227 754 bekannt. Bei dieser Heizvorrichtung befindet sich der zweite Wärmeaustauscher vertikal über dem ersten Wärmeaustauscher in einer durch vertikale Wände begrenzten Abteilung in der Mitte des Rauchgas-sammelkastens, von dem der wirksame Teil zu dieser Abteilung beschränkt ist. Um zu verhindern, dass die Rauchgase auf ihrem Weg durch den Rauchgassammeikasten hindurch unmittelbar vom ersten Wärmeaustauscher zum Schornsteinkanal gezogen werden und dadurch nur einen ziemlich kleinen Teil des Mediumraumes des zweiten Wärmeaustauschers umspülen, müssen viele, gleichzeitig für die Wärmeübertragung dienende vertikale Platten in dieser Abteilung vorhanden sein. Diese Konstruktion ist teuer und um so mehr, wenn der Rauchgassammeikasten und der zweite Wärmeaustauscher aus rostfreiem Stahl bestehen, und sie macht einen unter allen Betriebsumständen guten Kompro-miss zwischen dem Zug, dem Rauchgas-Strömungswiderstand und der Wärmeübertragung verhältnismässig schwer. A central heating of this type is known from German Offenlegungsschrift 2 227 754. In this heater, the second heat exchanger is located vertically above the first heat exchanger in a compartment delimited by vertical walls in the middle of the flue gas collection box, from which the effective part is restricted to this compartment. In order to prevent the flue gases from being drawn directly from the first heat exchanger to the chimney duct on their way through the flue gas collection box and thereby only flushing around a fairly small part of the medium space of the second heat exchanger, many vertical plates, which are also used for heat transfer, must be available in this department be. This construction is expensive, and all the more so when the flue gas collector box and the second heat exchanger are made of stainless steel, and it makes a good compromise between the train, the flue gas flow resistance and the heat transfer under all operating conditions.
Die Erfindung hat die Aufgabe, durch eine andere Ausführung des Rauchgassammeikastens und eine andere Anordnung des zweiten Wärmeaustauschers die Konstruktion der Heizvorichtung zu vereinfachen, den Zug im Feuerherd sowie die Wärmeübertragung zu verbessern und weitere Vorteile zu erhalten. Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Rauchgassammeikasten durch mindestens eine Scheidewand in mindestens zwei aussen um diese Scheidewand herum miteinander in Verbindung stehende Abteilungen unterteilt ist, von denen die eine über den ersten Wärmeaustauscher mit dem Feuerherd verbunden ist, und dass an der Stelle, wo beide Abteilungen des Rauchgas-sammelkastens miteinander in Verbindung stehen, der zweite Wärmeaustauscher angeordnet ist. The object of the invention is to simplify the construction of the heating device, to improve the draft in the hearth as well as the heat transfer and to obtain further advantages through a different design of the flue gas collection box and a different arrangement of the second heat exchanger. According to the invention, this object is achieved in that the flue gas collecting box is divided by at least one partition into at least two sections that are connected to one another around this partition, one of which is connected to the fire source via the first heat exchanger, and that at the Where the two sections of the flue gas collection box are connected, the second heat exchanger is arranged.
Ein Vorteil dieser Konstruktion ist, dass der dem zweiten Wärmeaustauscher zur Verfügung stehende Raum durch Änderung der betreffenden Abmessung der Scheidewand leicht grösser und kleiner gemacht werden kann, wodurch nicht nur der zweite Wärmeaustauscher, sondern auch der Strömungswiderstand im Rauchgaskanal den normalen Betriebsumständen des Kessels leichter angepasst werden können und weiter der zweite Wärmeaustauscher einfacher ausgeführt werden kann. Auch kann, wenn erwünscht, die Scheidewand für die unmittelbare Aufwärmung des durch den zweiten Wärmeaustauscher hindurch geströmten, stark abgekühlten, zum Schornstein entweichenden Rauchgases, d. h. zur Beeinflussung des Zuges gebraucht werden. An advantage of this design is that the space available to the second heat exchanger can be made slightly larger and smaller by changing the relevant dimension of the partition, which means that not only the second heat exchanger, but also the flow resistance in the flue gas duct can be more easily adapted to the normal operating conditions of the boiler can be and the second heat exchanger can be carried out more easily. Also, if desired, the septum for the immediate heating of the highly cooled flue gas escaping through the second heat exchanger and escaping to the chimney, i. H. used to influence the train.
Es empfiehlt sich, die Zentralheizung derart auszuführen, dass die Scheidewand eine horizontale oder im wesentlichen horizontale Wand ist, dass neben dem Feuerherd und dem ersten Wärmeaustauscher ein zusätzlicher Raum innerhalb des Mantels vorhanden ist, dass der Rauchgassammeikasten sich über den ersten Wärmeaustauscher und diesen zusätzlichen Raum erstreckt und dass der zweite Wärmeaustauscher vertikal über diesem zusätzlichen Raum im Rauchgas-sammelkasten angeordnet ist. Diese Ausführung hat erstens den Vorteil, dass die Öffnung zum Durchlassen des durch den ersten Wärmeaustauscher hindurch strömenden Rauchgases zur ersten Abteilung des Rauchgassammeikastens sich nahezu über den ganzen horizontalen Querschnitt des ersten Wärmeaustauschers erstrecken kann, so dass diese Eintrittsöffnung keinen zusätzlichen Widerstand im Wege des Rauchgases bildet. Weiter kann das sich an der Stelle des zweiten Wärmeaustauschers und nach demselben bildende Kondensat leicht aus dem Rauchgassammeikasten zu einer sich im erwähnten zusätzlichen Raum befindenden Auffang- und Abfuhreinrichtung abgeführt werden. It is advisable to design the central heating in such a way that the partition is a horizontal or essentially horizontal wall, that in addition to the fire source and the first heat exchanger, there is an additional space inside the jacket, that the flue gas collector box is above the first heat exchanger and this additional space extends and that the second heat exchanger is arranged vertically above this additional space in the flue gas collection box. Firstly, this embodiment has the advantage that the opening for passage of the flue gas flowing through the first heat exchanger to the first section of the flue gas collection box can extend almost over the entire horizontal cross section of the first heat exchanger, so that this inlet opening does not form any additional resistance in the way of the flue gas . Furthermore, the condensate forming at the location of the second heat exchanger and after the same can easily be removed from the flue gas collecting box to a collecting and discharge device located in the additional space mentioned.
Ist, wie oft geschieht, die Heizvorrichtung mit einem Kessel versehen, wobei der horizontale Querschnitt des Mantels die Form eines ungleichseitigen Rechteckes hat, so dass der Mantel zwei breite und zwei schmale stehende Wände aufweist, so können zum Erreichen eines optimalen Effektes der sich innerhalb des Mantels befindende zusätzliche Raum und der zweite Wärmeaustauscher sich längs einer der breiten stehenden Wände des Kesselmantels erstrecken. As is often the case, the heating device is provided with a boiler, the horizontal cross section of the jacket having the shape of an uneven rectangle, so that the jacket has two wide and two narrow standing walls, so that an optimal effect can be achieved within the Additional space in the jacket and the second heat exchanger extend along one of the wide standing walls of the boiler jacket.
Die Erfindung gestattet bei bestehenden Kesseln verschiedener Ausführungen den normalen, d. h. nahezu leeren Rauchgassammeikasten durch den beschriebenen neuen Rauchgassammeikasten mit zweitem Wärmeaustauscher zu ersetzen. The invention allows the existing normal boilers of different designs, i. H. replace almost empty flue gas collection box with the described new flue gas collection box with a second heat exchanger.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert werden. Dabei zeigen: The invention will be explained in more detail with reference to the drawing, for example. Show:
Fig. 1 schematisch einen vertikalen Querschnitt eines Fig. 1 shows schematically a vertical cross section of a
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Zentralheizungskessels nach der Erfindung; Central heating boiler according to the invention;
Fig. 2 schematisch einen vertikalen Längsschnitt eines Kessels nach Fig. 1, und Fig. 2 shows schematically a vertical longitudinal section of a boiler according to Fig. 1, and
Fig. 3 schematisch einen vertikalen Querschnitt eines gesonderten Rauchgassammeikastens für einen Kessel nach Fig. 1 und Fig. 2. 3 schematically shows a vertical cross section of a separate flue gas collection box for a boiler according to FIGS. 1 and 2.
In der Zeichnung ist 1 ein Feuerherd, in dem zwei Brenner 2, in diesem Falle Gasbrenner, angeordnet sind. Oberhalb des Feuerherdes ist ein aus Gliedern bestehender Wärmeaustauscher 3 angeordnet, durch den einerseits das Rauchgas aus dem Feuerherd zwischen Noppen von unten nach oben, andererseits das zu heizende Medium, im vorliegenden Falle Wasser, von vorn-unten nach hinten-oben hindurchströmen kann. In the drawing, 1 is a fire, in which two burners 2, in this case gas burners, are arranged. Above the fire source is a heat exchanger 3 consisting of links, through which on the one hand the flue gas from the hearth between knobs from bottom to top, on the other hand, the medium to be heated, in the present case water, can flow from front-bottom to back-top.
Auf dem Wärmeaustauscher 3 ist ein Rauchgassammel-kasten 4 angeordnet, der durch eine Öffnung 5 seines Bodens an die Rauchgasräume des Wärmeaustauschers 3 angeschlossen ist und über eine Öffnung 6 mit einem Rohrstück 7 ihrer oberen Wand an einen Schornsteinkanal anschliessbar ist. Durch eine horizontale Scheidewand 8 ist der Raum innerhalb des Rauchgassammeikastens 4 in zwei aussen um die Scheidewand herum miteinander in Verbindung stehende Abteilungen 9 und 10 unterteilt. Die Abteilung 9 ist über die Öffnung 5 unmittelbar mit den Rauchgasräumen innerhalb des ersten Wärmeaustauschers 3 verbunden und die Abteilung 10 steht über die Öffnung 6 und das Rohrstück 7 unmittelbar mit dem Schornsteinkanal in Verbindung. On the heat exchanger 3, a flue gas collecting box 4 is arranged, which is connected through an opening 5 of its bottom to the flue gas spaces of the heat exchanger 3 and can be connected via an opening 6 with a pipe section 7 of its upper wall to a chimney duct. By means of a horizontal partition 8, the space inside the flue gas collecting box 4 is divided into two sections 9 and 10, which are connected to one another outside around the partition. The department 9 is connected via the opening 5 directly to the flue gas spaces within the first heat exchanger 3 and the department 10 is directly connected to the chimney duct via the opening 6 and the pipe section 7.
Im Kasten 4 ist an der Stelle der Öffnung am Rand der Scheidewand 8 zwischen beiden Abteilungen 9 und 10 ein zweiter Wärmeaustauscher 1 angebracht, der zwischen der Rückleitung 12 des äusseren Kreises und einer Leitung 13 mit einer Zirkulationspumpe 14 geschaltet ist. Die Leitung 13 verbindet den zweiten Wärmeaustauscher 11 mit der Zufuhröffnung des Raumes für das zu heizende Medium des ersten Wärmeaustauschers 3. Die Abfuhröffnung des letzterwähnten Raumes ist an die zum äusseren Kreis führende Leitung angeschlossen. In box 4 at the location of the opening at the edge of the partition 8 between two departments 9 and 10 a second heat exchanger 1 is attached, which is connected between the return line 12 of the outer circuit and a line 13 with a circulation pump 14. The line 13 connects the second heat exchanger 11 to the supply opening of the space for the medium to be heated of the first heat exchanger 3. The discharge opening of the latter space is connected to the line leading to the outer circuit.
Der aus dem Feuerherd 1, den ersten Wärmeaustauscher 3 und den Rauchgassammeikasten 4 mit dem zweiten Wärmeaustauscher 11 bestehende Kessel ist durch einen Mantel 16 umgeben. Zwischen dem Feuerherd 1 und dem ersten Wärmeaustauscher 3 einerseits und einer Seitenwand des Mantels 16 andrerseits befindet sich ein zusätzlicher Raum 17, in dem Hilfsapparate untergebracht sein können. Der Rauch-gassammelkasten 4 erstreckt sich auch über diesem Raum 17. Der zweite Wärmeaustauscher 11 befindet sich vertikal über dem zusätzlichen Raum 17, so dass die Öffnung 5 sich über die ganze Breite des ersten Wärmeaustauschers 3 erstrecken The boiler consisting of the fire 1, the first heat exchanger 3 and the flue gas collector 4 with the second heat exchanger 11 is surrounded by a jacket 16. There is an additional space 17 between the fire 1 and the first heat exchanger 3 on the one hand and a side wall of the jacket 16 on the other hand, in which auxiliary devices can be accommodated. The smoke gas collecting box 4 also extends over this space 17. The second heat exchanger 11 is located vertically above the additional space 17, so that the opening 5 extends over the entire width of the first heat exchanger 3
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kann und das im zweiten Wärmeaustauscher 11 geformte Kondensat leicht durch eine Leitung 18 zu einer Abfuhrleitung 19 oder einer anderen Abfuhr- und Auffangvorrichtung geführt werden kann. can and the condensate formed in the second heat exchanger 11 can be easily passed through a line 18 to a discharge line 19 or another discharge and collection device.
Es wird klar sein, dass das aus dem Feuerherd stammende Rauchgas durch den ersten Wärmeaustauscher hindurch strömt, weiter durch die Scheidewand 8 zum zweiten Wärmeaustauscher geführt und von dort zum Schornstein-kanal abgeführt wird. Der zweite Wärmeaustauscher ist deshalb in der Rückleitung geschaltet, da erst dann die Temperaturdifferenz zwischen dem im ersten Wärmeaustauscher 3 bereits stark gekühlten Rauchgas und dem im äusseren Kreis gekühlten Medium, z. B. Wasser, ausreichend sein wird um das zurückfliessende Medium effektiv vorwärmen zu können. Durch den zweiten Wärmeaustauscher kann dann eine Wirkungsgradverbesserung oder eine Brennstoffeinsparung von 10 bis 15 Prozent erreicht werden. It will be clear that the flue gas coming from the fire source flows through the first heat exchanger, continues through the partition 8 to the second heat exchanger and is discharged from there to the chimney duct. The second heat exchanger is therefore switched in the return line, since only then the temperature difference between the flue gas which is already strongly cooled in the first heat exchanger 3 and the medium cooled in the outer circuit, e.g. B. water, will be sufficient to effectively preheat the flowing medium. The second heat exchanger can then improve efficiency or save fuel by 10 to 15 percent.
Wenn der Raum dies gestattet und man einen zu grossen Widerstand im Wege des Rauchgases nicht zu befürchten braucht, so kann der Rauchgassammeikasten durch mehrere Scheidewände in mehr als zwei in Reihe geschaltete Abteilungen unterteilt werden und der zweite Wärmeaustauscher kann dann aus mehreren Teilen bestehen, wobei jedes Mal ein solcher Austauscherteil an der Stelle oder in der Nähe der Stelle, wo zwei solche Abteilungen unmittelbar miteinander in Verbindung stehen, angeordnet ist. If the space allows this and there is no need to fear excessive resistance in the way of the flue gas, the flue gas collection box can be divided into more than two sections connected in series by means of several partition walls and the second heat exchanger can then consist of several parts, each of which Such an exchanger part is arranged at or near the point where two such departments are directly connected to one another.
In Fig. 3 ist ein gesonderter Rauchgassammeikasten 4a mit einer Scheidewand 8a und einem zweiten Wärmeaustauscher IIa dargestellt worden. Im Boden dieses gesonderten Kastens 4a befindet sich die Öffnung 5a zum Anschluss des Kastens an die Rauchgaskanäle innerhalb des ersten Wärmeaustauschers 3a und in der oberen Wand des Kastens 4a ist die Öffnung 6a mit dem Rohrstück 7a zum Anschluss des Kastens an den Schornsteinkanal vorgesehen. Dieser Kasten mit dem zweiten Wärmeaustauscher kann in bekannten Zentralheizungskesseln angeordnet und z. B. mittels Bolzen oder selbstschneidender Schrauben auf dem ersten Wärmeaustauscher 3 (Fig. 1, 2) befestigt werden. Der zweite Wärmeaustauscher IIa muss dann Mittel, z. B. Rohrkupplungen, zum Anschluss desselben an den Kreis für das zu heizende Medium aufweisen. In Fig. 3, a separate flue gas collecting box 4a with a partition 8a and a second heat exchanger IIa has been shown. In the bottom of this separate box 4a there is the opening 5a for connecting the box to the flue gas channels inside the first heat exchanger 3a and in the upper wall of the box 4a there is provided the opening 6a with the pipe section 7a for connecting the box to the chimney channel. This box with the second heat exchanger can be arranged in known central heating boilers and z. B. by means of bolts or self-tapping screws on the first heat exchanger 3 (Fig. 1, 2). The second heat exchanger IIa must then means, for. B. pipe couplings to connect the same to the circuit for the medium to be heated.
Im Zusammenhang mit der ziemlich starken Abkühlung des Rauchgases und mit dem möglichen Entstehen von Kondensation darin, wodurch aggressive Stoffe im Kasten 4 bzw. 4a geformt werden können, empfiehlt es sich, den Rauchgas-sammelkasten 4, 4a, die Scheidewand 8, 8a, und den zweiten Wärmeaustauscher 11, IIa, aus rostfreiem Stahl oder aus einer anderen, nicht- oder schwer korrodierbaren Metalllegierung herzustellen. In connection with the rather strong cooling of the flue gas and with the possible formation of condensation in it, as a result of which aggressive substances can be formed in the boxes 4 and 4a, it is recommended to use the flue gas collecting box 4, 4a, the partition 8, 8a, and to produce the second heat exchanger 11, IIa, from stainless steel or from another, non-corrodible or difficult to corrode metal alloy.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PL | Patent ceased |