DE3427956C1 - Kondensatheizkessel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kondensatheizkessel gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Kondensatheizkessel der genannten Art sind nach der FR-PS 24 79 956 bekannt. Bei solchen Kesseln werden die Rauchgase bewußt so weit heruntergekühlt, daß mit Sicherheit Kondensat anfällt. Hierbei werden schraubenlinienförmig um die Brennkammer gewendelte Heizgaszugrohre benutzt, die aber auch in einem separaten Gehäuse untergebracht sein können, das mit dem Brennkammergehäuse verknüpft ist. Da die in diesem Falle schraubenlinienförmig gewickelten Heizgaszugrohre völlig frei im wasserführenden Innenraum des separaten Gehäuses verlaufen, ist deren Intensivkühlung nicht sehr gut gewährleistet, ganz abgesehen vom damit verbundenen baulichen Aufwand.

Eine weitere Variante nach der FR-PS sieht eine in bezug auf die Rohrwendel zusätzlich abgeschirmte Brennkammer vor, die aber auch das ganze Gehäuse

ίο durchgreift. Eine konsequente Trennung von »Kalt- und Heißbereichen« ist damit jedoch auch nicht gegeben, ganz abgesehen davon, daß bei dieser Variante praktisch kein Platz mehr besteht die Heizfläche zu vergrößern bzw. stärker aufzugliedern, d. h., weitere Heizgaszugrohrwendeln anzuordnen. Beim Kondensatheizkessel nach der DE-GS 30 19 810 ist das im Wärmetauscherbau allgemein bekannte Doppelrohrprinzip für die Führung der Austauschmedien verwirklicht, d. h., von Hüllrohren umgebene Gaszugrohre verbinden Brenn- und Abgassammeikammer, und die Hüllrohre verbinden eine Rücklaufzuströmkammer und einen ausschließlich die Brennkammer umgebenden Wassermantel, von dem auch der Kesselvorlauf abgeht. Da sich die wesentliche Austauschstrecke bei diesem vorbekannten Kessel auf die Heizgaszugrohre beschränkt, wo sie von den Hüllrohren umgeben werden, müssen derartige Kessel relativ hoch bzw. lang gebaut werden, wenn der gewünschte Effekt überhaupt erreicht werden soll, zumal das Wärmeträgermedium die Ringkanäle zwischen Zugrohren und Hüllrohren in Gegenrichtung zum Gasstrom passiert und am oberen Ende der Hüllrohre die Temperaturdifferenz negativ beeinflußt wird, was im übrigen auch zum Teil für den Kondensatheizkessel nach der . vorerwähnten FR-PS gilt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kondensatheizkessel der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß die Wärmeübergangsverhältnisse und Üamit die Temperaturdifferenzen zwischen den beteiligten Medien günstiger gestaltet werden können, um insoweit zu einem Kondensat- bzw. sogen. Brennwertkessel zu gelangen, der bei unterzubringender großer Heizfläche trotzdem eine kompakte und einfache Bauweise zuläßt und bei dem trotz unterzubringender großer Heizfläche eine konsequente Heizmediumsführung von Kalt nach Heiß ermöglicht ist.

Diese Aufgabe ist mit einem Kondensatheizkessel der eingangs genannten Art nach der Erfindung durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angeführten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich nach den Unteransprüchen.

Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung ergibt sich eine klare Gliederung der wesentlichen Kesselelemente, nämlich Anordnung von Brennkammer, Heizgaszugrohren und Kondensatsammeikammer von oben nach unten, wobei die konzentrisch im Gehäuse ineinander geschachtelt angeordneten und gewendelten Heizgaszugrohre eine große, in sich gegliederte, aber wenig raumbeanspruchende Gesamtheizfläche darstellen und dabei dafür gesorgt ist, daß die Heizgaszugrbhre trotz ihrer Aufgliederung in mehrere Wendeln weitgehend gleichmäßig von kaltem Rücklaufwasser bespült werden.
Durch die Aufgliederung in mehrere Wendeln wird aber auch der in der Brennkammer erzeugte Heizgasstrom stärker aufgegliedert und damit der Wärmeübergang bzw. die Heizgasabkühlung bis zur Kondensation intensiviert.

Der durch die Mehrfachwendelanordnung sich zwangsläufig im Gehäuse ergebende Raum über den Wendeln ist ausgenutzt,'um dort die zylindrische Brennkammer quer anzuordnen und zwar vorteilhaft mit geringem Gefälle.

Da die Wendeln durch die konzentrische Anordnung unterschiedliche Durchmesser haben, was an sich zu unterschiedlich langen Wärmetauschflächen führte, ist vorteilhaft vorgesehen, die Gangzahlen der Wendeln von außen nach innen derart zunehmen zu lassen, daß sich für alle Wendeln praktisch sich entsprechende Wärmeübertragungsflächen ergeben.

Der erfindungsgemäße Kondensatheizkessel wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt schematisch

F i g. 1 einen Längsschnitt durch den Kondensatheizkessel;

F i g. 2 einen Querschnitt durch den Kondensatheizkessel längs Linie II/II gemäß F i g. 1 und F i g. 3 eine Ansicht des Bodens der Brennkammer. Wie aus F i g. 1 erkennbar, sind die Heizgaszugrohre 1 schraubenlinienförmig mit unterschiedlichem Wendeldurchmesser gewendelt und konzentrisch in Form dreier Wendeln 3 im Gehäuse 2 angeordnet. Zwischen den Wendeln 3 sind zylindrische, nach oben offene Aufströmkanäle 4 begrenzende Trennwände 5 angeordnet, die im Bereich des Rücklaufanschlußstutzens 6 mit Kanalzuströmöffnungen 7 versehen sind. Diese Zuströmöffnungen 7 können bspw. durch entsprechende Ausschnitte in den Trennwänden 5 vorgesehen werden, es ist aber auch möglich, die Trennwände 5 einfach in diesem Bereich nicht zu schließen, d. h., die Trennwände einfach zur Seite hin in diesem Bereich offen zu lassen (F ig. 2).

Die oberen Endabschnitte 8 der Heizgaszugrohre 1 sind aus den Wendeln 3 herauslaufend an den Boden 9 der oberhalb der Wendeln 3 und unterhalb des Vorlaufanschlusses 10 quer im Gehäuse 2 angeordneten Brennkammer 11 angeschlossen, für deren Unterbringung der sich oberhalb der Wendeln 3 ergebende Freiraum im Gehäuse 2 ausgenutzt ist. Die unteren Endabschnitte 12 der Heizgaszugrohre 1 sind einfach senkrecht nach unten geführt, durchgreifen den Boden 13 des Gehäuses 2 und sind dann an die unter dem Boden 13 angeordnete Kondensatsammeikammer 14 flüssigkeitsdicht angeschlossen.

Um unterschiedlich lange Heizgaszugwege in den einzelnen Wendeln 3 zu vermeiden, sind die Rohrwendeln 3, wie ebenfalls ohne weiteres aus F i g. 1 erkennbar, von außen nach innen vorteilhaft mit einer zunehmenden Zahl von Wendelgängen 3' versehen.

Sofern die innere Wendel 3 nicht extrem eng gewikkelt ist, was zwar möglich ist, deren Herstellung aber erschwert, ist im Freiraum 15 der inneren Wendel 3 ein mit unterer Zuströmöffnung 16 und oberer Abströmöffnung 17 versehener zylindrischer Hohlkörper 18 angeordnet, wobei durch die Zu- und Abströmöffnungen 16, 17 dafür gesorgt ist, daß auch dieser Hohlkörper durchströmt werden kann. Es ist aber auch möglich, die Zu- und Abströmöffnungen 16,17 mit Vor- und Rücklaufanschlußleitungen zu versehen, um in diesem Hohlkörper Brauchwasser aufzuheizen. Die dafür notwendigen Anschlußleitungen sind in F i g. 1 nicht dargestellt. Die die Wendeln 3 bildenden Heizgaszugrohre und ggf. auch die Brennkammer, sind aus kondensatfestem Metall, bspw. Edelstahl gebildet, während das Gehäuse 2, die Trennwände 5, der Hohlkörper 18 und der Boden 13 des Gehäuses 2 aus normalem Stahlblech, wie im Heizkesselbau üblich, gebildet sein können. Aus diesem Grunde ist auch die Kondensatsammeikammer 14 nicht unmittelbar unter dem Boden 13 des Gehäuses 2 angeordnet, sondern die Heizgaszugrohre 1 bzw. deren Endabschnitte 12 durchgreifen flüssigkeitsdicht den Boden 13 des Gehäuses 2 und sind dann erst flüssigkeits- und gasdicht mit dem Deckel 22 der Kondensatsammelkammer 14 verbunden, so daß nur dieser relativ kleine Dekkel, der auch den Abgasstutzen 23 aufweist, aus kondensatfestem Material bestehen muß. Zweckmäßig ist die Kondensatsammeikammer 14 aus einem lösbar dem Deckel 22 zugeordneten Kasten 19 gebildet, der ohne weiteres bspw. aus kondensatresistentem Kunststoff gebildet sein kann und an den Deckel 22, wie dargestellt, einfach von unten angeflanscht wird. Dieser Kasten 19 ist dann auch mit einem Kondensatüberlauf 21 versehen und ferner kann in diesem Kasten ein geeigneter Wärmetauscher 20 angeordnet sein, um die Restwärme des angesammelten Kondensats nutzen zu können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

- Leerseite -

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Kondensatheizkessel, bestehend aus einem wasserführenden Gehäuse, in dem von der Brennkammer ausgehend mehrere Heizgaszugrohre mit durchgehendem Gefälle gewendelt zu einer unterhalb des Gehäuses angeordneten Kondensatsammeikammer geführt sind, wobei die unteren Endabschnitte der Heizgaszugrohre, den Boden des Gehäuses durchgreifend, an die Kondensatsammelkammer angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizgaszugrohre (1) schraubenlinienförmig mit unterschiedlichen Wendeldurchmessern gewendelt und konzentrisch zueinander im Gehäuse (2) angeordnet und zwischen den Wendeln (3) zylindrische, nach oben offene Aufströmkanäle (4) begrenzende Trennwände (5) angeordnet und diese im Bereich des Rücklaufanschlußstutzens (6) mit Kanalzuströmöffnungen (7) versehen sind, wobei die oberen Endabschnitte (8) der Heizgaszugrohre (1), aus den Wendeln (3) herauslaufend an den Boden (9) der oberhalb der Wendeln (3) und unterhalb des Vorlaufanschlusses (10) quer im Gehäuse (2) angeordneten Brennkammer (11) angeschlossen sind.

2. Kondensatheizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausbildung gleicher Heizgaszuglängen die Rohrwendeln (3) von außen nach innen mit einer zunehmenden Zahl von Wendelgängen (3') versehen sind.

3. Kondensatheizkessel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem von der inneren Wendel (3) umschlossenen Freiraum (15) ein mit unterer Zuströmöffnung (16) und oberer Abströmöffnung (17) versehener zylindrischer Hohlkörper (18) angeordnet ist.

4. Kondensatheizkessel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Zu- und Abströmöffnung (16, 17) des zylindrischen Hohlkörpers (18) Rück- und Vorlaufanschlußleitungen angeordnet sind.

5. Kondensatheizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Brennkammer (11) zu den Anschlüssen der Heizgaszugrohrendabschnitte (8) hin mit Gefälle im Gehäuse (2) angeordnet ist.

6. Kondensatheizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren, den Boden (13) des Gehäuses (2) durchgreifenden Endabschnitte (12) der Heizgaszugrohre (1) an einen Deckel (22) der Kondensatsammeikammer (14) flüssigkeitsdicht angeschlossen und die Kondensatsammeikammer (14) als lösbarer Kasten (19) an den Dekkel (22) angeflanscht ist.