DE3205132C1 - Heizungskessel für Niedertemperatur - Google Patents

Description

• Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird ein Heizungskessel eingangs genannter Art vorgeschlagen, der erfindungsgemäß derart ausgebildet ist, daß die Innenwandung des die Brennkammer umgebenden Mantels für den flüssigen Wärmeträger mindestens an der an die Brennkammer angrenzenden Wandung mit einer den Wärmedurchgang hemmenden Beschichtung versehen ist Ein mit diesen Merkmalen ausgestatteter Heizungs- kessel ermöglicht sehr hohe Temperaturen in der Brennkammer und eine gleichmäßig angehobene Temperatur in der Brennkammerwandung für eine optimale Verbrennung und Brennstoffnutzung und, mangels unmittelbaren Wärmekontaktes zwischen metallischer Trennwand und Wärmeträger, eine abgesenkte Temperatur des Wärmeträgers.
• Dadurch wird erreicht, daß einerseits der Wärmeträger mit der gewünschten Niedertemperatur betrieben werden kann, andererseits aber die Trennwand zwischen Brennkammer und Wassermantel auf der der Brennkammer zugewandten Seite eine so hohe Temperatur annimmt, daß die Kondensation von Rauchgasen vermieden wird.
• Weitere vorteilhafte Ausbildungen des erfindungsgemäßen Heizungskessels sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 9.
• Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.
• Das dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt einen kreisförmigen Heizungskessel, der aus einer bekannten Brennkammer 1, einem Metallring mit Innenrippen, besteht. Die Innenwandung 2 der Brennkammer 1 ist frei von wärmedämmendem Material, damit eine rasche Temperaturaufnahme und Wärmeverteilur in der gesamten Brennkammerwandung 3 erfo!gt. Die Brennkammeraußenwandung 4 bildet gleichzeitig die innere Wandung des die Brennkammer 1 umgebenden Wassermantels 6.
• Die Sektoren a bis d zeigen vier verschiedene Ausführungsbeispiele, wie die Innenwandungen 4, 7 des Wassermantels 6 zweckmäßig mit den den Wärmedurchgang hemmenden Beschichtungen 5 ausgestattet werden können. Im Sektor a ist eine einfache Beschichtung 8 vorgesehen, die aus einem keramischen oder hochwärmebeständigen Kunststoff, z.B. Teflon, besteht. Dafür sind handelsübliche Werkstoffe geeignet, die trotz hoher Temperatur an der äußeren Wandung 4 der Brennkammer 1 eine gute Haftung an der Metalloberfläche aufweisen. Dabei ist zu beachten, daß bei gefülltem Wassermantel 6 im Betrieb die Zersetzungstemperatur des Beschichtungsmaterials an der Grenzfläche zum Metall der äußeren Wandung 4 nicht überschritten wird. Die jeweils erforderliche Wärmedämmung kann durch Maßnahmen weiterer Beschichtungen in ein- oder mehrfachen Lagen, z. B. gemäß den Sektoren c oder d angepaßt werden.
• Eine besonders wirksame und preiswerte Wärmedämmung hat sich durch die Auflage von Gewebebahnen 9, gemäß dem Ausführungsbeispiel im Sektor b, erwiesen. Die Gewebebahnen, ggf. mit Bitumen oder thermoplastischem Kunststoff benetzt, werden um die äußere Wandung 4 der Brennkammer 1 gewickelt.
• Diese an sich wasserdurchlässige Beschichtung 9 ermöglicht das Eindringen des Wärmeträgers bis auf die äußere Metall-Wandung der Brennkammer und ermöglicht für die Wärmedämmung auch die Verwendung von wenig temperaturbeständigem Beschichtungsmaterial, wie z. B. Leinengewebe. Das im Gewebe befindliche Wasser verhindert eine thermische Zerstörung der Beschichtung. Ferner wird eine wirkungsvolle Verminderung des Wärmedurchganges zum Mantelinhalt 6 erzielt, da das in der Beschichtung 9 befindliche Wasser nur minimal an der Konvektion des Wärmeträgers im Wassermantel 6 teilnimmt.
• Es wurde festgestellt, daß eine Beschichtung, welche insbesondere porös und wasserdurchlässig ist, nicht nur allein, sondern auch in Verbindung mit anderen Beschichtungsarten yorteilhaft zu verwenden ist. Als vorteilhaft hat sich bei der Herstellung eines solchen Heizungskessels erwiesen, nach Fertigstellung des Heizungskessels die gesamte innere Oberfläche 4, 7 mit einem Kunststoffmaterial, vorzugsweise mit einem blähfähigen Kunststoff i1, auszugießen. Dadurch wird über sämtliche Innenflächen 4, 7 des Wassermantels 6, z. B. auch auf ggf. vorhandene Nachschaltflächen, wie z. B. Rohre 10, Taschen u. dgl., eine gut haftende, geschlossene oder poröse wasserdurchlässige Beschichtung 11 gebildet.
• Ein mit diesen Mitteln versehener Heizungskessel gewährleistet die gewünschte Temperaturanhebung der Brennkammerinnenwandung 2 zur Vermeidung von Rauchgaskondensation und gleichzeitig die Anwendung niedriger Wärmeträgertemperaturen zur erheblichen Verminderung der Abstrahlungsverluste des gesamten Heizungskessels.
• - L e e r s e i t e -

Claims (9)

1. Patentansprüche: 1. Heizungskessel für Niedertemperatur mit Innenfeuerung für gasförmige, flüssige und ggf. feste Brennstoffe mit einem die Brennkammer umgebenden Mantel zum Erwärmen eines diesen durchströmenden flüssigen Wärmeträgers, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Innenwandung (4,7) des die Brennkammer (1) umgebenden Mantels (6) für den flüssigen Wärmeträger mindestens an der an die Brennkammer (1) angrenzenden Wandung (4) mit einer den Wärmedurchgang hemmenden Beschichtung (5) versehen ist.
2. 2. Heizungskessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (5) an der zur Brennkammer (1) angrenzenden Wandung (4) dicker ist als die Beschichtung (5) an der übrigen Innenwandung (7) des Mantels (6).
3. 3. Heizungskessel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (5) aus einem thermo- bzw. duroplastischen Kunststoffmaterial besteht
4. 4. Heizungskessel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (5) aus einer bituminösen bzw. bitumenhaltigen Masse besteht.
5. 5. Heizungskessel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (5) aus einer keramischen Masse besteht.
6. 6. Heizungskessel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (5) aus lignozellulosem, mineralischem oder künstlichem Gewebe bzw. Gewebefasern (9) besteht.
7. 7. Heizungskessel nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (5) aus einem Gewebe bzw. aus Gewebefasern (9) in Verbindung mit einem oder mehreren vorgenannter Dämmstoffe besteht.
8. 8. Heizungskessel nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (5) aus mehreren Schichten verschiedener Dämmstoffe besteht.
9. 9. Heizungskessel nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung porös und/oder für den flüssigen Wärmeträger durchlässig ist.

   Die Erfindung betrifft einen Heizungskessel für Niedertemperatur mit Innenfeuerung für gasförmige, flüssige und ggf. feste Brennstoffe mit einem die Brennkammer umgebenden Mantel zum Erwärmen eines diesen durchströmenden flüssigen Wärmeträgers.

   In der Regel sind Heizungskessel so ausgebildet, daß eine optimale Wärmeübertragung von der Brennkammer durch die umgebende Wandung in den Wassermantel erfolgt Die Heizgase in der Brennkammer werden hierbei direkt an die innere, kalte Kesselwandung geführt, die sich zwischen der Brennkammer und dem Wassermantel befindet. Dadurch soll sehr schnell die Wärme an den zu erwärmenden Flüssigkeitsträger übertragen werden. Bei Heizkesseln dieser Art kommt man mit einer kleinen Heizfläche aus, jedoch kühlen sich die Heizgase durch den schnellen Entzug der Wärme in der Brennkammer sehr stark unter die Entzündungstemperatur ab, wodurch sich in bekannter Weise eine unvollständige Verbrennung der Heizgase und damit ein schlechter Verbrennungswirkungsgrad einstellt.

   Durch die Führung der Heizgase direkt an die kalte Kesselwandung ergibt sich außerdem eine schädliche Taupunktunterschreitung mit Korrosion bewirkender Kondensatbildung.

   Um diese Nachteile zu beheben, hat man schon zur Verbesserung des Verbrennungswirkungsgrades, z. B.

   durch die DE-PS 8 46 267, vorgeschlagen, eine Wärmedämmung an der Brennkammerinnenwandung vorzunehmen, derart, daß im Feuerraum zwischen der Flamme und der Heizfläche eine Trennwand aus schlecht wärmeleitendem feuerfestem Werkstoff angeordnet ist.

   Ferner, daß sich ein heizflächenloser Flammenzug und ein Zwischenraum zwischen der Trennwand der Brennkammer und der Heizfläche zum Wassermantel befindet, wie es auch schon aus der DE-AS 23 09 996 bekannt ist. Durch diese bekannten Maßnahmen werden höhere Temperaturen in der Brennkammer und damit eine wirtschaftliche Verbrennung der Brennstoffe erzielt. Durch die an der Brennkammerinnenseite angeordneten schlecht wärmeleitenden feuerfesten, jedoch höher erhitzten Werkstoffe wird die gewünschte intensive Wärmeübertragung zum Wassermantel nicht beeinträchtigt, sondern durch das höhere Temperaturgefälle noch erhöht. Diese stets beabsichtigte günstige Wärmeübertragung wird auch bei den bekannten Heizkesseln erzielt, die eine separate Brennkammer aufweisen, die in einem geschlossenen konzentrisch zur Brennkammer angeordneten Wassermantel eingesetzt sind. Die zwischen der Brennkammer und dem Wassermantel befindliche doppelte Wandung die unmittelbar aneinander liegen oder z. B. nach DE-PS 29 06 362 mit einem Verbindungsmittel zusammengehalten werden, beeinträchtigen die Wärmeübertragung von der Brennkammer zum Wassermantel nicht. Alle vorbekannten Heizkessel dieser Art bewirken zwar durch höhere Temperaturen im Wassermantel einen besseren Verbrennungswirkungsgrad, haben aber gemeinsam gegenüber Niedrigtemperatur-Heizungssystemen mit Vorlauftemperaturen von ca. 40" bis 60"C einen höheren Wärmeverlust durch unnötig hohe Temperaturen im Wassermantel, z. B. durch hohe Abstrahlungsverluste, oder erfordern aufwendige äußere wärmedämmende Maßnahmen des gesamten Heizkessels.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Heizkessel für Niedrigtemperatur eingangs genannter Art zu entwickeln, bei dem in der Brennkammer optimal hohe Temperaturen für eine wirtschaftliche Nutzung der Brennstoffe gegeben sind und eine schädliche Taupunktunterschreitung und Kontdensatbildung vermieden wird, der Wärmedurchgang soll jedoch zur Wassermantelinnenseite derart gedrosselt werden, daß der Wärmeträger im Mantel auf die für die Niedertemperatur-Heizungssysteme erforderliche niedrige Temperatur eingestellt werden kann.