DE7624201U1

DE7624201U1 - Zentralheizung mit einem kessel und einem zusaetzlichen waermeaustauscher zum vorwaermen des zum kessel zurueckstroemenden mediums

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Publication number: DE7624201U1
Application number: DE19767624201U
Authority: DE
Original assignee: Rheem Nederland Bv Haarlem (niederlande)
Current assignee: Rheem Nederland Bv Haarlem (niederlande)
Priority date: 1975-08-12
Filing date: 1976-07-31
Publication date: 1977-01-13
Also published as: DE2634603C2; NL7509618A; FR2321094B3; FR2321094A1; GB1502746A; DE2634603A1; NL158918B; BE844435A; CH616499A5

Description

DR.-ING. ULRICH KNOBLAUCH PATENTANWALT t FRANKFURT/MAIN 1, DEN ^« Okt, 1976 KCHHORNSHOFWEG to KsE

POSTSCHECKKONTO F=RANKFURT/M 3425 605

DRESDNER BANK PRANKFURT/M 2 3OO 308 TELEFON: 56 10 78

TELEGRAMM: KNOPAT

Rheem Nederland B.V.

"Zentralheizung mit einem Kessel und einem zusätzlichen Wärmeaustauscher zum Vorwärmen des zum Kessel zurückströmenden Mediums"

Die Neuerung bezieht sich auf einen Rauchgassammeikasten zur Anordnung in einem Zentralheizungskessel mit einem Mantel, in dem sich von unten nach oben eine einen oder mehrere Brenner enthaltende Brennkammer, ein im Wege des in der brennkammer geformten Rauchgases angeordneter Wärmeaustauscher zum Heizen des aus dem Kessel in den äußeren Kreis strömenden Mediums und ein Raum zur Aufnahme dieses Sammelkastens befinden, wobei der Sammelkasten einerseits über diesen Wärmeaustauscher mit der Brennkammer in Verbindung bringbar und andererseits an einen Schornsteinkansl anschließbar ist und einen zweiten WäI"liifciäU.b UäUbOXXCJL' £.U1U VUJ. WdiiitCÄi UuS ö.U.5 iölü cLilCCjTCIl Y^TZZ-Z XH dCH Kessel zurückströmenden Mediums aufweist.

Ein Sammelkasten dieser Art ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 2.227.754 bekannt. Dort befindet sich der zweite Wärmeaustauscher vertikal über dem ersten Wärmeaustauscher in einer durch vertikale Wände begrenzte Abteilung in der Mitte des Rauchgassammeikastens, von dem der wirksame Teil zu dieser Abteilung beschränkt i.rt. Um zu verhindern, daß die Rauchgase auf ihrem Weg durch den Rauchgassammelkasten 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 erschwert die Einhaltung eines unter allen Betriebsumständen guten Kompromisses zwischen dem Zug, dem durch das Rauchgas zu überwindenden Strömungswiderstand und der Wärmeübertragung.

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Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rauchgassammelkasten anzugeben, der die Konstruktion der Heizvorrichtung vereinfacht sowie den Zug in der Brennkammer und die Wärmeübertragung verbessert.

"flach der Neuerung ist 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 der Brennkammer in Verbindung bringbar und die andere an den Schornsteinkanal anschließbar ist, und daß an der Stelle, wo beide Abteilungen des Rauchgassammeikastens miteinander in Verbindung stehen, der zweite Wärmeaustauscher angeordnet ist.

Ein Vorteil dieser Konstruktion ist, daß der dem zweiten Wärmeaustauscher zur Verfügung stehende Raum durch Änderung der jetreffenden Abmessung der Scheidewand leicht größer und kleiner gemacht werden kann, wodurch licht nur der zweite Wärmeaustauscher, sondern auch der Strömungswiderstand im Rauchgaskanal den normalen Betriebsumständen des Kessels leichter angepaßt werden können und weiter döx⁵ ίετνθχΐβ WäraieäiiBtan»eher ausgeiunrx werden kann, uewunscnxemalls kann die Scheidewand auch zur unmittelbaren Aufwärmung des durch den zweiten Wärmeaustauscher hindurchgeströmten, stark abgekühlten, zum Schornstein entweichenden Rauchgases, d.h. zur Beeinflussung des Zuges gebraucht werden.

Es empfiehlt sich zur Anordnung des Rauchgassammeikastens in einem Zentralheizungskessel, der neben der Brennkammer und dem ersten Wärmeaustauscher einen zusätzlichen Raum innerhalb des Mantels aufweist, daß die Horizontalabmessungen des Sammelkastens in Bezug auf die des ersten Wärmeaustauschers so gewählt sind, daß sich der Sammelkasten im Kessel über diesem Wärmeaustauscher sowie über diesem zusätzlichen Raum und sich der im Sammelkasten angeordnete zweite Wärmeaustauscher vertikal über diesem zusätzlichen Raum erstreckt. Diese Ausführung hat erstens den Vorteil, daß sich die Öffnung zum Durchlassen des durch den ersten Wärme-

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austauscher hindurchströmenden Rauchgases zur ersten Abteilung des Rauchgassammeikastens nahezu übe^ien ganzen horizontalen Querschnitt des ersten Wärmeaustauseherε 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 hinter diesem bildende Kondensat leicht aus dem Rauchgassammelkasten zu einer sich im erwähnten zusätzlichen Raum befindenden Auffang- und Abführeinrichtung geleitet werden.

Wenn der Rauchgassammelkasten einen horizontalen Querschnitt in der Form eines ungleichseitigen Rechtecks hat, so daß der Mantel zwei breite und zwei schmale stehende Wände aufweist, kann sich - zum Erreichen eines optimalen Effektes - der zweite Wärmeaustauscher in Richtung der längeren Seiten des Kastens erstrecken.

Die Neuerung gestattet bei bestehenden Kesseln verschiedener Ausführungen den normalen, d.h. nahezu leeren Rauchgassammelkasten, durch den beschriebenen neuen Rauchgassammelkasten mit zweitem Wärmeaustauscher zu ersetzen.

Die Neuerung wird an Hand der Zeichnung eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 schematisch einen vertikalen Querschnitt eines Zentralheizungskessels mit einem Rauchgassammelkasten nach der Neuerung,

Fig. 2 schematisch einen vertikalen Längsschnitt des Kessels nach Fig.1 und

Fig. 3 schematisch einen vertikalen Querschnitt eines gesonderten Rauchgassammeikastens für einen Kessel nach Fig. 1 und Fig.

In der Zeichnung ist 1 eine Brennkammer, in der zwei Brenner 2, in diesem Falle Gasbrenner, angeordnet sind. Oberhalb der Brennkammer ist ein aus Gliedern bestehender Wärmeaustauscher 3 angeordnet, durch den einerseits das Rauchgas aus der Brennkammer zwischen Noppen von unten nach oben, andererseits das zu

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heizende Medium, im vorliegenden Falle Wassers, von vorneunten nach hinten-oben hindurchströmen kann.

Auf dem Wärmeaustauscher 3 ist ein Rauchgassammeikasten 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 Rauchgassammelkastens 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 RauchgasräumeJ. 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.

Im Kasten 4 ist an Stelle der Öffnung am Rand der Scheidewand 8 zwischen beiden Abteilungen 9 und 10 ein zweiter Wärmeaustauscher 11 angebracht, der zwischen der Rückleitung 12 des äußeren Kreises und einer Leitung 13 mit einer Zirkulationspumpe 14 angeordnet ist. Die Leitung 13 verbindet den zweiten Wärmeaustauscher 11 mit d^r Zufuhröffnung des Raumes für das zu heizende Medium des cibLci; n'äx"iii«ÄU5tauscher:; 3. -ic Atfuhröffnuns ies zuletzt erwähnten Raumes ist an die zum äußeren Kreis führende Leitung angeschlossen.

Der die Brennkammer 1, den ersten Wärmeaustauscher 3 und den Rauchgassammeikasten 4 mit dem zweiten Wärmeaustauscher 11 aufweisende Kessel ist von einem Mantel 16 umgeben. Zwischen der Brennstelle 1 und dem ersten Wärmeaustauscher 3 einerseits und einer Seitenwand des Mantels 16 andrerseits befindet sieh ein zusätzlicher Raum 17, in dem Hilfsapparate untergebracht sein können. Der Rauchgassammelkasten 4 erstreckt sich auch über diesen Raum 17. Der zweite Wärmeaustauscher 11 befindet sfoii vertikal über dem zusätzlichen Raum 17, so daß sich die Öffnung über die ganze Breite des ersten Wärmeaustauschers 3 erstrecken kann und das im zweiten Wärmeaustauscher 11° oildete Kondensat leicht durch eine Leitung 18 zu einer Abfuhrleitung 19 oder einer anderen Abfuhr- und Auffangvorrichtung geführt werden kann.

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Das aus der Brennkammer stammende Rauchgas strömt durch d,eh ersten Wärmeaustauscher hindurch, weiter durch die Scheidewand 8 zum zweiten Wärmeaustauscher und von dort zum Schornsteinkanal. Obwohl der zweite Wärmeaustauscher auch in die Hinleitung des äußeren Kreises geschaltet sein kann, wird die Anordnung dieses Austauscher^ in der Rückleitung bevorzugt, 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.

Wenn der verfügbare Raum es gestattet und ein zu großer Widerstand im Wege des Rauchgases zu befürchten ist, kann der Rauchgassammelkasten durch mehrere Scheidewände in mehr als zwei in Reihet geschaltete Abteilungen unterteilt werden, und der zweite Wärmeaustauscher kann dann aus mehreren Teilen bestehen, wobei jedesmal ein solcher Austauscherteil an der Stelle und/oder in der Nähe der Stelle, wo zwei solcher Abteilungen unmittelbar miteinander in Verbindung stehen, angeordnet ist.

In Fig. 3 ist ein gesonderter Rauchgassammeikasten 4 a mit einer Scheidewand 8 a und einem zweiten Wärmeaustauscher 11 a getrennt dargestellte Im Boden dieses Kastens 4 a befindet sich die Öffnung 5 a zum Anschluß des Kastens an die Rauchgaskanäle im ersten Wärmeaustauscher und in der oberen Wand des Kastens 4 a ist die Öffnung 6 a mit dem Rohrstück 7 a zum Anschluß des Kastens an den Schornsteinkanal vorgesehen. Dieser Kasten mit dem zweiten Wäremaustauscher 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 11a muß dann Mittel, z.B. Rohrkupplungen, zum Anschluß desselben an den Kreis für das zu heizende Medium aufweisen.

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und den zweiten Kförmeaustauscher 11,^1i, a aus rostfreiem Stahl oder aus einer anderen nicht- öder schwer korrodierbaren Metalllegierung heraustollen.

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Claims

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1. Rauchgassammelkasten zur Anordnung in einem Zentralheizungskessel mit einem Mantel, in dem sich von unten nach oben eine einen oder mehrere Brenner enthaltende Brennkammer, ein im Wege des in der Brennkammer geformten Rauchgases angeordneter Wärmeaustauscher zum Heizen des aus. dem Kessel in den äußeren Kreis strömenden Mediums und ein Raum zur Aufnahme dieses Sammelkastens befinden, wobei der Sammelkasten einerseits über diesen Wärmeaustauscher mit der Brennkammer in Verbindung bringbar und andererseits an einen Schornsteinkanal anschließbar ist und einen zweiten Wärmeaustauscher zum Vorwärmen des aus dem äußeren Kreis in den Kessel zurückströmenden Mediums aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rauchgassammelkasten (4) durch mindestens eine Scheidewand (8) in mindestens zwei außen um diese Scheidewand herum miteinander in Verbindung stehende Abteilungen (9,10) unterteilt ist, von denen die eine (9) über den ersten Wärmeaustauscher (3) mit der Brennkammer (1) in Verbindung bringbar und die andere (10) an den Schornsteinkanal anschließbar ist, und daß an der Stelle, wo beide Abteilungen (9,10) des Rauchgassammeikastens (4) miteinander in Verbindung stehen, der zweite Wärmeaustauscher (11) angeordnet ist.

2. Rauchgassammelkasten nach Anspruch 1 zur Anordnung in einem Zentralheizungskessel, der neben der Brennkammer und dem ersten Wärmeaustauscher einen zusätzlichen Raum innerhalb des Mantels aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Horizontalabmessungen des Sammelkastens (4) in Bezug auf die des ersten Wärmeaustauschers (3) so gewählt sind, daß sich der Sammelkasten im Kessel über diesem Wärmeaustauscher (3) sowie über diesem zusätzlichen Raum (17) und sich der im Sammelkasten (4) angeordnete zweite Wärmeaustauscher (11) vertikal über diesem zusätzlichen Raum (17) erstreckt.

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3. Rauchgassammellcasten nach Anspruch 2 mit einem Horizontälquerschnitt ih der Form eines ungleichseitigen Rechtecks, dadurch gekennzeichnet, daß sich der zweite Wärmeaustauscher (11) in der Richtung der längeren Seiten des Kastens erstreckt.

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