EP0315577B1 - Brennerbeheiztes Gerät, insbesondere Wasserheizer - Google Patents
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- EP0315577B1 EP0315577B1 EP88730235A EP88730235A EP0315577B1 EP 0315577 B1 EP0315577 B1 EP 0315577B1 EP 88730235 A EP88730235 A EP 88730235A EP 88730235 A EP88730235 A EP 88730235A EP 0315577 B1 EP0315577 B1 EP 0315577B1
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- fins
- flue gas
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
- F28F1/24—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely
- F28F1/32—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely the means having portions engaging further tubular elements
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
- F24H1/22—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating
- F24H1/40—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water tube or tubes
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- F24H9/0005—Details for water heaters
- F24H9/001—Guiding means
- F24H9/0026—Guiding means in combustion gas channels
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- F24H9/00—Details
- F24H9/0005—Details for water heaters
- F24H9/0036—Dispositions against condensation of combustion products
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- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2215/00—Fins
- F28F2215/04—Assemblies of fins having different features, e.g. with different fin densities
Definitions
- the invention relates to a burner-heated device, in particular a water heater, with a heat exchanger arranged in the exhaust gas routing of the burner leading to a chimney or similar exhaust gas outlet, through which exhaust gases from this burner flow, and a combustion chamber located below the heat exchanger.
- a boiler with these structural features is known from DE-OS 3604842.
- the flue gas temperature is to be adapted to existing chimney systems in such a way that the flue gas flow is divided into a main flow flowing through the main heat exchanger and a secondary flow at least partially bypassing it.
- the disadvantage here is that only a certain increase in the exhaust gas temperature that cannot be changed subsequently can be achieved in this way.
- Another problem is the adaptation of the boiler to possibly very different structural conditions of the chimney.
- the object of the invention is to prevent condensation forming in the chimney as a result of the temperature falling below the dew point. Such condensation forms a gradual sooting of the chimney, which destroys the chimney wall and forces its costly renovation.
- the invention is based on the knowledge that, in order to prevent this condensate formation, an increase in the temperature of the exhaust gases that is sensitive to the respective local nature of the fireplace is required, provided that the fireplace, as in old buildings, for example, is not optimal and therefore at comparatively low exhaust gas temperatures tends to soot.
- a bypass guide which opens directly into the chimney or the like and bypasses the heat exchanger is branched off, in which the size of the throughput of the portion to be supplied directly to the chimney the exhaust gas regulating control element, for example a slide valve or throttle valve, is arranged.
- This portion can therefore be selected and adjusted as desired, so that the temperature of the exhaust gases flowing through the chimney or similar exhaust gas outlet can be adjusted to an optimum value above the dew point, at which, on the one hand, no condensate formation is to be feared, but on the other hand there are no excessive heat energy losses.
- the heat exchangers of devices of the type mentioned at the outset are known to be supplied with the device in which they are installed as standard and are dimensioned uniformly, regardless of the installation location. Thanks to the solution according to the invention, the exhaust gas temperature of such devices can now be set individually to the respective local nature of the fireplace with little expenditure of time and effort so that the exhaust gas temperature within the fireplace does not fall below the dew point and, consequently, no condensate is produced.
- bypass guide is expediently arranged essentially parallel to the exhaust gas guide containing the heat exchanger.
- the bypass guide can easily be formed by the components of the heat exchanger, for example the members of a sectional boiler, but this bypass guide can also be conducted separately and at a distance from the exhaust gas guide containing the heat exchanger from the combustion chamber of the burner directly into the exhaust gas collecting chamber .
- the adjustable control element arranged in the bypass guide for example a slide, a throttle valve or the like, the portion of the uncooled exhaust gases to be fed directly to the exhaust gas outlet and the chimney can be conveniently and easily adjusted to its optimum size.
- the capacity of the initially uniformly dimensioned heat exchanger can be purposefully changed and optimally adjusted, taking into account the respective local conditions and the nature of the fireplace, in order to solve the initially defined task.
- a partial area of the surface of the heat exchanger has little or no fins, so that uncooled exhaust gases can reach the chimney to a measurable extent within this area.
- some of the fins can be used to measure the heat absorption capacity as required of the heat exchanger to be releasably connected to the tubes carrying them.
- the tubes carrying them In order to then increase the flue gas temperature in the chimney to a level sufficient to prevent condensation, only a variable number of such releasable fins need to be removed, or only so many releasable fins can be used in a finned-free area of the pipes that the exhaust gases in this partial surface area do not cool down significantly, at least not below the dew point.
- the fins can be plugged onto the pipes and releasably connected to the pipes by frictional engagement.
- a detachable slat In order to prevent such detachable slats from being arranged too closely, which would cause locally excessive temperatures and poor heat transfer, a detachable slat should be insertable between two or more stationary slats.
- Another possibility for realizing the inventive idea is to make walls of the fins extending between adjacent tubes removable in some areas, in order to reduce their heat-transferring area as required and to be able to increase the temperature of the exhaust gases leaving the heat exchanger.
- punched-out sections can be provided in these lamellae, preferably punched-out paired angles to separate approximately triangular or trapezoidal wall parts.
- the throughput of the exhaust gases can be throttled by a part of the heat exchanger to increase the temperature occurring in the chimney as required.
- this wall can only extend over part of the distance formed between adjacent slats or over the full distance. In the latter case, the wall can also extend over several distances formed between adjacent lamellae.
- the extent of the blocking of the heat exchanger can therefore be regulated extremely sensitively within the scope of the invention with very simple measures in order to achieve an exhaust gas temperature in the chimney which prevents its sooting, on the other hand, it does not result in excessive energy losses.
- the inner edge of the fins facing the heat exchange tube has a collar attached to the tube wall, it is advisable to have the wall attached to the outer edge of these fins point to the side opposite this collar.
- the heat exchanger consists of a block of heat exchange tubes through which the fins pass, then it is advantageous to attach the walls to the fins in the edge region of this block.
- At least one cover plate arranged on the heat exchanger for example a heat-resistant sheet metal plate, is provided, which extends over, preferably opposite, edge regions or the central region of the surface of the heat exchanger .
- the surface area to be covered with such a plate optimal from case to case, in which, on the one hand, a drop below the dew point in the chimney or the like is avoided, but on the other hand the losses of exhaust gas heat are still justifiable, can either be determined from the outset for the locally specified conditions or can be fixed by a fixed installation of the cover plate, or such a plate can be arranged in an adjustable manner to prevent the throughput of the exhaust gases, in order to be able to fix it in a throttle position that can be optimally selected as required. In any case, such a cover plate can always be retrofitted to an existing heat exchanger without any problems.
- cover plates on the heat exchanger is fundamentally arbitrary within the scope of the invention, that is to say they can extend over the edge regions of the heat exchanger, for example be arranged laterally, at the front and / or rear of the heat exchanger, for example also in adjacent edge regions.
- the plates are adjustable to regulate the extent of the throttling as required, it is advisable to mount them so that they can be easily pivoted about a horizontal axis.
- the gas-fired devices with a heat exchanger, the efficiency of which corresponds to the optimal condition of the existing fireplace or similar flue gas extraction, and then to increase this efficiency at the installation site of the device by setting or dimensioning the cover plate (s) Reduce that a drop below the dew point in the chimney is reliably prevented.
- the exhaust gas temperature within the exhaust gas outlet can be adapted, namely reduced, to its new state at any time.
- At least one edge region of the heat exchanger can be covered by at least one insert arranged on its underside in the upper part of the combustion chamber.
- Such an insert can advantageously contribute to the insulation of the combustion chamber and thereby reduce the heat loss in this area and increase the temperature of the exhaust gases flowing off.
- the insert attached to the preferably cooled and / or insulated wall of the combustion chamber can have a width that increases upwards against the heat exchanger and covers an edge region of the heat exchanger.
- the top of the heat exchanger preferably within an exhaust manifold, has baffles which, due to their surface, shape and installation position, allow the absorbed radiation to be emitted and the incident heat to be reflected in the exhaust gas stream, thereby increasing the exhaust gas temperature.
- a baffle directed diagonally upwards against the inlet of the chimney or exhaust fume and / or a baffle arranged at a distance from the inlet of the chimney or exhaust fume, which has a transverse to its axis, allows a flow to occur within the exhaust gas collector, which favors the absorption of the radiant heat and also a uniform flow of the upstream heat exchanger guaranteed.
- the exhaust manifold can advantageously be insulated to reduce the temperature of its outside, most simply by designing its hood with two shells up to the exhaust gas outlet, in order to thereby reduce the radiation and to ensure high exhaust gas inlet temperatures in the exhaust gas outlet.
- the inner shell can then be designed in such a way that it fully takes over the function of the above-mentioned guide plates.
- a plate which is divided into lamellae can be inserted, preferably inserted, into the exhaust gas duct and is used for heat absorption and radiation, and / or a frame fitted with lamellae, which enables the exhaust gas temperature to be corrected according to the nominal heat output that is set , namely by reducing or increasing the free exhaust gas flow cross section and thus the heat transfer surface of the heat exchanger.
- the plate and the frame are assigned to one another, at least one of the two parts being displaceably mounted in relation to the other part within the exhaust gas duct in order to be able to measure the flow cross section in a targeted manner.
- a bypass for part of the exhaust gases flowing through the exhaust gas duct is provided on the side of the heat exchanger and the above-mentioned plates or frames in the exhaust gas duct, through which this portion reaches the chimney without flowing through the heat exchanger.
- a water heater shown for example in Figures 1 and 2 consists essentially of the burner 1, e.g. a gas burner, and from a heat exchanger 3 arranged in its exhaust duct 2, which e.g. pipes, plates or the like, water-carrying members, which are equipped with ribs, needles or the like.
- the organs favoring the heat exchange can consist of limbs, the outside of which are washed around by the exhaust gases.
- a regulating member 10 for example designed as a slide, is provided at the outlet of the bypass guide 9, according to FIG. 2, however, there is an adjustable throttle valve as a regulating member 10 in the bypass guide 9.
- control elements 10 can be carried out within the scope of the invention when the device is installed, depending on the nature of the locally existing fireplace, but it could also, if necessary automatically controlled, depending on the temperature the flue gases in the chimney can be controlled depending on the operating and / or time or depending on other physical parameters.
- the bypass guide 9 can be designed as desired within the scope of the invention.
- it can consist of components of the heat exchanger, e.g. be formed by the links of a link boiler and consist of castings of such links.
- this bypass guide 9 can also be guided separately and at a distance from the exhaust gas guide 2 containing the heat exchanger 3 from the combustion chamber 8 of the burner 1 into the exhaust gas collecting chamber 4.
- the task defined at the outset of increasing the exhaust gas temperature in the chimney as required can also be achieved within the scope of the invention by a targeted reduction in the heat absorption capacity of the heat exchanger.
- FIG. 3 shows a heat exchanger 3 with a family of parallel water-carrying pipes 11 which are covered with fins 12. At the opposite ends of these tubes 11 there is on the one hand a distributor 13 and on the other hand a collector 14 to which the return 7 or the flow 6 of a heating circuit connect.
- the exhaust gas of the burner-heated device flows through this heat exchanger 3 upwards in the direction indicated by an arrow to the exhaust gas collector and to the chimney.
- a partial surface area 15 of the total area of the heat exchanger 3 is designed to be lamella-free, and in this area 15, fins 16 which can be plugged on as shown in FIG. 4 can be attached can be attached to the tubes 11 in any number.
- these fins 16 are only plugged on, they do not serve fully, but only partially for heat exchange. Above all, however, they reduce the free cross section for the throughput of the exhaust gases.
- the heat exchange capacity of the heat exchanger 3 can thus be fine-tuned to the respective local nature of the fireplace or the like.
- the heat of the exhaust gases coming into the chimney or the like is influenced by the respective size of the area 15 which remains free of lamellae and through which part of the exhaust gases flows largely uncooled to the exhaust gas collector and which can be reduced or reduced as required from case to case by inserting the releasable fins 16 can be enlarged as desired by removing existing detachable slats 16.
- wall parts 18 of the fins 12 extending between adjacent tubes 11 can be removed if necessary, punched portions 19 of the fins 12 running in pairs and at an angle to one another being provided to facilitate the separation of such approximately triangular wall parts 18.
- a further, transverse punching 20 serves to facilitate the handling of the wall parts 18.
- water-carrying heat exchange tubes 11 are equipped with fins 12 which run parallel to the flow of the in a Exhaust gas duct 2 are aligned from a combustion chamber of a burner-heated device to a chimney-flowing exhaust gas.
- the lamellae 12 have collars 21 with which they are fastened flat against the pipe wall.
- the exhaust gas flow runs vertically upwards, but could also run vertically downwards or horizontally in the case of a fan-operated burner.
- the fins 12 have - in the direction of the exhaust gas flow downstream - edges 22 and - in the direction of the exhaust gas flow upstream - edges 23 which face the combustion chamber.
- the edges 22 are accordingly at the top and the edges 23 at the bottom.
- the fins 12 are made of copper or stainless steel in the same way as the tubes 11. Each lamella 12 is penetrated by a plurality of tubes 11 which are parallel to one another. In this way, the fins 12 of the heat exchanger 3 form a block, which is delimited on the long sides by a frame 24.
- These walls 25 can be formed in the simplest way by flanges attached to the edge of the lamellae 12. These flanges can be arranged both on the edge 22 facing the combustion chamber, ie upstream of the exhaust gas flow, according to FIG. 7, and on the edge 23 facing away from the combustion chamber, i.e. downstream of the exhaust gas flow, according to FIGS. 8 to 10.
- the wall 25 attached to their outer edge should point towards the side opposite this collar 21 thereby strengthening the stability of the lamella 12.
- FIGS. 7 to 9 show embodiments in which the walls 25 extend only over part of the distance between adjacent slats 12, these walls 25 run according to FIG. 10 over the full distance and over several slats 12, so that they are some between these slats 12 completely close the spaces 26 formed and block them for the exhaust gas flow. According to FIG. 10, these walls 25 can therefore also extend over a plurality of lamellae 12.
- Water to be heated is fed to the lamella block according to FIG. 7 via the return 7 of a heating circuit, which passes through the distributor 13 into the heat exchange tubes 11 and flows through the exhaust gas duct 2 in these tubes 11 and passes via the collector 14 into the flow 6 of the heat exchanger 3.
- the spaces 26 to be blocked by means of the walls 25 can be located within the scope of the invention of the frame 24 near the side of the heat exchanger 3 (FIGS. 8 and 9) or in the middle of the exhaust gas duct 2, as shown in FIG. 10.
- a cover plate 27 is placed on the top of a flat heat exchanger 3, which covers the four edge areas in a surface area that can be selected as required and thereby blocks the throughput of the exhaust gases in these edge areas, thus reducing the heat absorption capacity of the heat exchanger and the cooling of the exhaust gases.
- this cover plate 27 are to be chosen from case to case in such a way that the exhaust gas temperature above the heat exchanger 3 only increases to such an extent that a drop below the dew point in the chimney or the like and, as a result, the formation of condensate there is reliably prevented.
- two abutting, adjacent edge regions of the heat exchanger 3 can be covered by adjustable cover plates 28, which are pivotably mounted about a horizontal axis 29 and can be adjusted to a throttling position by means of adjusting elements (not shown) of any design.
- a cover plate could be arranged vertically above the central area of the heat exchanger and by means of an adjusting element, e.g. be adjustable by means of an outwardly directed screw, an adjusting rod or the like, in order to restrict the throughput through the central area of the heat exchanger as required.
- an adjusting element e.g. be adjustable by means of an outwardly directed screw, an adjusting rod or the like, in order to restrict the throughput through the central area of the heat exchanger as required.
- FIG. 13 shows the upper part of a combustion chamber 8 of a water heater, in the exhaust gas duct 2 of which a heat exchanger 3 is arranged, into which the water to be heated flows in circulation via the collector 13.
- the wall 30 of this combustion chamber 8 and the exhaust gas duct 2 is encased with an insulation 31 in order to prevent heat losses in this area and to allow the heat gained thereby to prevent the accumulation of condensate in the chimney and to increase the temperature of the exhaust gases flowing into the exhaust gas extractor and chimney .
- an insert 32 which covers certain, selectable or adjustable surface area of the heat exchanger 3 from the combustion chamber side by enlarging an upwards towards the heat exchanger 3, has an edge area of this heat exchanger 3 covering width.
- This insert 32 can be attached flat to the inside of the wall 30 of the exhaust gas duct 2; it consists of a refractory insulating material and thus also contributes to avoidance of heat loss from the exhaust gases.
- the wall 30 of the exhaust gas duct 2 can be cooled in this area with a water jacket 33 which is connected via a line 34 to the water circulation of the water to be heated which is conducted via the heat exchanger 3.
- This cover could also be constructed in such a way that movably mounted ceramic molded parts cover a variable area of the heat exchanger 3 via an externally accessible adjusting device and, if necessary, reduce the heat-transferring area of this heat exchanger, thereby increasing the exhaust gas temperature in the chimney.
- baffles 35 and 36 are arranged therein, which by their design and arrangement ensure radiation of the heat absorbed by them and reflection of the heat incident on them and thereby increase the exhaust gas temperature.
- baffles 35 extend obliquely upwards against the inlet of the exhaust gas extractor 5
- the baffle plate 36 is arranged at a distance from the inlet of the exhaust gas extractor 5 and extends transversely to its axis.
- baffles 35 and 36 achieve a flow within the exhaust gas collector, which favors the absorption of the radiant heat and also ensures a uniform flow through the upstream heat exchanger.
- the hood is up to the inlet of the exhaust fume hood covered with an outer shell 37, ie designed with two shells, in order to reduce radiation losses and to ensure high temperatures of the exhaust gas entering the exhaust gas outlet.
- the inner shell can be designed so that it takes over the function of the above-mentioned guide plates 35.
- the required increase in the exhaust gas temperature is also served by a lamella grid shown in FIGS. 15 and 16, that is to say a plate 38 divided into lamellae, which is structured in this way and can be inserted between the exhaust manifold 4 and the heat exchanger 3, and can also be retrofitted if necessary.
- FIGS. 17 and 18 Another such structured plate, which consists of a frame 41 and slats 42, is shown in FIGS. 17 and 18.
- FIGS. 19 and 20 A structure consisting of such plates 38 and 41 is illustrated in FIGS. 19 and 20 and consists of a displaceably mounted plate 38 and a stationary plate 41.
- the upper, displaceable plate 38 carries an upwardly projecting edge flange 40.
- the exhaust gas flow cross-section is adjustable and there are 3 areas within the heat exchanger which are flowed through well or badly. In this way, the active area of the heat exchanger can be reduced, the heat transfer deteriorated and the exhaust gas temperature increased if necessary in order to adapt it to the respectively set or desired nominal heat load.
- a pressure loss-dependent control of the exhaust gas flow from the combustion chamber 8 can be carried out directly into the exhaust manifold 4 by a bypass path 43 of selectable flow cross-section for a measurable proportion of the side of the heat exchanger 3 and the plates 38 and 41 in the exhaust duct 2 Exhaust gases coming into the flue gas outlet are provided, through which this portion reaches the chimney without flowing through the heat exchanger 3.
- the pressure loss caused by the articulated plates 38 and 41 is reduced and adaptation to the nominal heat output to be set at the desired exhaust gas temperature in the exhaust gas outlet is made possible.
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Description
- Die Erfindung betrifft ein brennerbeheiztes Gerät, insbesondere einen Wasserheizer, mit einem in der zu einem Kamin oder dergleichen Abgasabzug führenden Abgasführung des Brenners angeordneten, von Abgasen dieses Brenners durchströmten Wärmetauscher und einem unterhalb des Wärmetauschers befindlichen Brennraum.
- Ein Heizkessel mit diesen baulichen Merkmalen ist aus der DE-OS 3604842 bekannt. Bei diesem Heizkessel soll eine Anpassung der Abgastemperatur an vorhandene Schornsteinanlagen auf die Weise erfolgen, daß der Abgasstrom in einen den Hauptwärmetauscher durchströmenden Hauptstrom und einen an diesem zumindest teilweise vorbeigeführten Nebenstrom aufgeteilt ist. Nachteilig dabei ist, daß auf diese Weise nur eine bestimmte, nachträglich nicht mehr änderbare Erhöhung der Abgastemperatur erreichbar ist. Problematisch ist außerdem die Anpassung des Heizkessels an unter Umständen sehr unterschiedliche bauliche Gegebenheiten des Schornsteines.
- Aufgabe der Erfindung ist die Verhinderung einer infolge Unterschreitung des Taupunktes eintretenden Kondensatbildung im Kamin. Durch eine solche Kondensatbildung tritt eine allmähliche Versottung des Kamines ein, die die Kaminwandung zerstört und deren kostenaufwendige Sanierung erzwingt.
- Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß zur Verhinderung dieser Kondensatbildung eine auf die jeweilige örtliche Beschaffenheit des Kamines feinfühlig abstimmbare Anhebung der Temperatur der Abgase erforderlich ist, sofern der Kamin, wie zum Beispiel in Altbauten, keine optimale Beschaffenheit aufweist und deshalb bei vergleichsweise niedrigen Abgastemperaturen zu einer Versottung neigt.
- Bei mit einem Gebläse betriebenen Geräten soll der Kondensatanfall im Abgasabzug vermieden oder zumindest weitestgehend verringert werden.
- Erfindungsgemäß ist zu einer solchen örtlich individuell einstellbaren Anhebung der Temperatur der dem Kamin oder dergleichen Abgasabzug zugeführten Abgase aus dem Brennraum eine unmittelbar in den Kamin oder dergleichen mündende und den Wärmetauscher umgehende Umgehungsführung abgezweigt, in der ein die Größe des Durchsatzes des dem Kamin unmittelbar zuzuführenden Anteils der Abgase regelndes Regelorgan, zum Beispiel Schieber oder Drosselklappe, angeordnet ist.
- Die Größe dieses Anteiles ist also beliebig wählbar und einstellbar, so daß die Temperatur der den Kamin oder dergleichen Abgasabzug durchströmenden Abgase den örtlichen Gegebenheiten entsprechend auf einen oberhalb des Taupunktes liegenden Optimalwert eingestellt werden kann, bei dem einerseits keine Kondensatbildung zu befürchten ist, anderseits aber doch keine allzu hohen Wärmeenergieverluste auftreten.
- Die Wärmetauucher von Geräten der eingangs bezeichneten Gattung werden bekanntlich mit dem Gerät, in das sie serienmäßig eingebaut sind, geliefert und sind, unabhängig vom Aufstellungsort, einheitlich bemessen. Dank der erfindungsgemäßen Lösung kann nun die Abgastemperatur solcher Geräte mit geringem Zeit- und Müheaufwand am Aufstellungsort des Gerätes individuell auf die jeweilige örtliche Beschaffenheit des Kamines so eingestellt werden, daß die Abgastemperatur innerhalb des Kamines den Taupunkt nicht unterschreitet und infolgedessen kein Kondensat anfällt.
- Um die Abgastemperatur im Bereich des Kamines auf eine solche zur Verhinderung der Kondensatbildung ausreichende Temperatur anzuheben, braucht lediglich der unmittelbar zum Kamin geführte Anteil der Abgase zielführend erhöht zu werden.
- Um das Gerät mit dieser Umgehungsführung kompakt und raumsparend zu gestalten, wird die Umgehungsführung zweckmäßigerweise im wesentlichen parallel zu der den Wärmetauscher enthaltenden Abgasführung angeordnet.
- Dies erschließt in weiterer Folge die vorteilhafte Möglichkeit, diese Umgehungsführung neben der den Wärmetauscher enthaltenden Abgasführung aus dem Brennraum zu einem gemeinsamen Abgassammler zu führen, von dem dann der Abgasabzug beziehungsweise der Kaminanschluß ausgeht.
- Die Umgehungsführung kann im Rahmen der Erfindung einfach von den Bestandteilen des Wärmetauschers, zum Beispiel den Gliedern eines Gliederkessels, gebildet werden, man kann aber diese Umgehungsführung auch gesondert und mit Abstand von der den Wärmetauscher enthaltenden Abgasführung aus dem Brennraum des Brenners unmittelbar in den Abgassammelraum führen.
- Mittels des in der Umgehungsführung angeordneten einstellbaren Regelorganes, zum Beispiel eines Schiebers, einer Drosselklappe oder dergleichen, ist der unmittelbar dem Abgasabzug und dem Kamin zuzuführende Anteil der ungekühlten Abgase bequem und problemlos auf seine jeweils optimale Größe regelbar.
- Nach anderen Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Gerätes kann zur Lösung der eingangs definierten Aufgabe die Kapazität des zunächst einheitlich bemessenen Wärmetauschers zielführend unter Bedachtnahme auf die jeweiligen örtlichen Verhältnisse und die Beschaffenheit des Kamines verändert und optimal eingestellt werden.
- In dieser Hinsicht stehen im Rahmen der Erfindung verschiedenerlei konstruktive Möglichkeiten offen, mit deren Hilfe erreicht werden kann, daß ein in seiner Größe bestimmbarer Anteil der Abgase aus dem Brennraum des Gerätes ohne Kühlung durch den Wärmetauscher unmittelbar zum Abgassammler und in den Kamin oder dergleichen gelangt, um dadurch der Kondensatbildung und Versottung vorzubeugen.
- Bei einem üblicherweise aus einer Schar mit Lamellen besetzter Rohre bestehenden Wärmetauscher ist mit dieser Zielsetzung erfindungsgemäß vorzusehen, daß ein Teilbereich der Fläche des Wärmetauschers wenig oder keine Lamellen aufweist, um dadurch innerhalb dieses Bereiches ungekühlte Abgase in einem bemeßbaren Ausmaß in den Kamin gelangen zu lassen.
- So kann in diesem Teilflächenbereich beispielsweise ein Teil der Lamellen zur bedarfsweisen Bemessung der Wärmeaufnahmefähigkeit des Wärmetauschers mit den sie tragenden Rohren lösbar verbunden sein. Um dann die Abgastemperatur im Kamin auf eine zur Verhinderung einer Kondensatbildung ausreichende Höhe zu erhöhen, braucht nur eine variable Anzahl solcher lösbarer Lamellen entfernt zu werden, oder es können in einen von vornherein lamellenfreien Bereich der Rohre jeweils nur so viele lösbare Lamellen eingesetzt werden, daß sich die Abgase in diesem Teilflächenbereich nicht wesentlich, jedenfalls nicht bis unter den Taupunkt abkühlen.
- Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die Lamellen auf die Rohre aufsteckbar und durch Reibungsschluß mit den Rohren lösbar verbunden.
- Um zu verhindern, daß solche lösbaren Lamellen zu eng angeordnet werden, was örtlich allzu hohe Temperaturen und einen schlechten Wärmeübergang verursachen würde, sollte eine lösbare Lamelle jeweils zwischen zwei oder mehreren ortsfesten Lamellen einsetzbar sein.
- Eine andere Möglichkeit zur Verwirklichung des Erfindungsgedankens besteht darin, sich zwischen benachbarten Rohren erstreckende Wandungen der Lamellen bereichsweise entfernbar zu gestalten, um dadurch nach Bedarf ihre wärmeübertragende Fläche zu verringern und die Temperatur der den Wärmetauscher verlassenden Abgase erhöhen zu können.
- In diesem Fall werden also keine zusätzlichen lösbar zu befestigenden Lamellen benötigt, sondern es brauchen nur die vorhandenen, ortsfest angeordneten Lamellen geringfügig bearbeitet zu werden.
- Zur Erleichterung des Abtrennens entfernbarer Wandungsteile der Lamellen können in diesen Lamellen Ausstanzungen vorgesehen sein, vorzugsweise paarweise winkelig zueinander verlaufende Ausstanzungen zur Abtrennung etwa dreieck- oder trapezförmiger Wandungsteile.
- Zur Erleichterung der Handhabung der abzutrennenden Wandungsteile empfiehlt sich die Anordnung einer querverlaufenden Ausstanzung in dem entfernbaren Wandungsteil.
- Ferner ist es für die Funktion eines Wärmetauschers vorteilhaft, die Lamellen mit den entfernbaren Wandungsteilen in einem begrenzten, vorzugsweise zentralen, Teilflächenbereich des Wärmetauschers anzuordnen.
- Nach anderen Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes kann zur bedarfsweisen Erhöhung der im Kamin auftretenden Temperatur der Durchsatz der Abgase durch einen Teil des Wärmetauschers drosselbar sein.
- Mit dieser Zielsetzung kann beispielsweise nach einer weiteren Ausführungsform bei einem Gerät, dessen Wärmetauscher an zumindest einem, insbesondere wasserführenden, Wärmetauscher befestigte, zum Abgasstrom parallele Lamellen aufweist, vorgesehen sein, daß zumindest ein von einander benachbarten Lamellen eingeschlossener Raum bedarfsweise durch eine an einem freien Außenrand zumindest einer dieser Lamellen ansetzende, quer zur Ebene dieser Lamellen verlaufende Wandung zumindest teilweise begrenzbar ist.
- Mit dieser Maßnahme läßt sich ein beliebig großer Teil der ansonsten von den Abgasen durchströmten, zwischen den Lamellen gebildeten Räume blockieren, und zwar jeweils in einem wählbaren Ausmaß, das eine ausreichend hohe Temperatur der den Wärmetauscher verlassenden Abgase sicherstellt.
- Dem jeweilig wünschenswerten Ausmaß dieser Blockierung entsprechend kann sich diese Wandung nur über einen Teil des zwischen jeweils einander benachbarten Lamellen gebildeten Abstandes erstrecken oder auch über den vollen Abstand. Im letztgenannten Fall kann sich die Wandung auch über mehrere zwischen benachbarten Lamellen gebildete Abstände erstrecken. Das Ausmaß der Blockierung des Wärmetauschers ist also im Rahmen der Erfindung mit sehr einfachen Maßnahmen außerordentlich feinfühlig regelbar, um eine Abgastemperatur im Kamin zu erzielen, die dessen Versottung vorbeugt, anderseits aber keine allzu hohen Energieverluste zur Folge hat.
- Trägt der dem Wärmetauschrohr zugewendete innere Rand der Lamellen einen an der Rohrwandung flächig anliegend befestigten Kragen, dann ist es ratsam, die am äußeren Rand dieser Lamellen ansetzende Wandung nach der diesem Kragen gegenüberliegenden Seite weisen zu lassen.
- Besteht der Wärmetauscher aus einem Block von Wärmetauschrohren, den Lamellen durchsetzen, dann ist es von Vorteil, die Wandungen im Randbereich dieses Blockes an die Lamellen anzusetzen.
- Im allgemeinen empfiehlt es sich, diese Wandungen in Strömungsrichtung der Abgase vorwiegend stromab, also an der dem Brennraum abgewandten Seite der Lamellen, anzusetzen.
- Nach einer weiteren auf eine gezielt eintretende Verringerung der Wärmetauschfähigkeit des Wärmetauschers abgestimmten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist zumindest eine am Wärmetauscher angeordnete Abdeckplatte, zum Beispiel eine hitzefeste Blechplatte, vorgesehen, die sich über, vorzugsweise einander gegenüberliegende, Randbereiche oder den zentralen Bereich der Fläche des Wärmetauschers erstreckt.
- Der mit einer solchen Platte abzudeckende, von Fall zu Fall jeweils optimale Flächenanteil, bei dem einerseits eine Unterschreitung des Taupunkts im Kamin oder dergleichen vermieden wird, anderseits aber die Verluste an Abgaswärme noch vertretbar sind, kann entweder von vornherein für die örtlich vorgegebenen Verhältnisse bestimmt oder durch einen festen Einbau der Abdeckplatte fixiert werden, oder man kann eine solche den Durchsatz der Abgase bereichsweise verhindernde Platte verstellbar anordnen, um sie in einer bedarfsweise optimal wählbaren Drosselstellung fixieren zu können. Jedenfalls ist eine solche Abdeckplatte immer problemlos auch noch nachträglich bei einem bereits vorhandenen Wärmetauscher anbringbar.
- Die Anordnung solcher Abdeckplatten am Wärmetauscher ist im Rahmen der Erfindung grundsätzlich beliebig, sie können sich also über die Randbereiche des Wärmetauschers erstrecken, zum Beispiel seitlich, vorne und/oder hinten am Wärmetauscher angeordnet werden, so etwa auch in einander benachbarten Randbereichen.
- Um allerdings eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Drosselung des Durchsatzes herbeizuführen, empfiehlt es sich, solche Platten symmetrisch in bezug zur Fläche des Wärmetauschers, also beispielsweise paarweise, anzuordnen.
- Sind die Platten zur bedarfsweisen Regelung des Ausmaßes der Drosselung verstellbar, empfiehlt es sich, sie zur Vereinfachung ihrer Handhabung um eine waagerechte Achse schwenkbar zu lagern.
- In der Praxis ist es vorteilhaft, die gasbeheizten Geräte zunächst mit einem Wärmetauscher zu liefern, dessen Wirkungsgrad dem Optimalzustand des vorhandenen Kamines oder dergleichen Abgasabzuges entspricht, und sodann am Aufstellungsort des Gerätes diesen Wirkungsgrad durch eine Einstellung beziehungsweise Bemessung der Abdeckplatte(n) so weit zu verringern, daß einer Unterschreitung des Taupunktes im Kamin damit zuverlässig vorgebeugt wird. Im Falle einer späteren Sanierung des Kamines kann dann die Abgastemperatur innerhalb des Abgasabzuges jederzeit dessen neuem Zustand angepaßt, nämlich verringert, werden.
- Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal kann zumindest ein Randbereich des Wärmetauschers durch zumindest einen an seiner Unterseite im oberen Teil der Brennkammer angeordneten Einsatz abgedeckt sein. Ein solcher Einsatz kann vorteilhafterweise zur Isolierung der Brennkammer beitragen und dadurch die Verlustwärme in diesem Bereich verringern sowie die Temperatur der abströmenden Abgase erhöhen.
- Um einen wählbaren Anteil des Wärmetauschers abzudecken, kann der an der vorzugsweise gekühlten und/oder isolierten Wandung der Brennkammer befestigte Einsatz eine sich aufwärts gegen den Wärmetauscher vergrößernde, einen Randbereich des Wärmetauschers abdeckende Breite aufweisen.
- Um weiter zu gewährleisten, daß möglichst wenig Wärme an die Umgebung des Gerätes abgegeben wird, vielmehr in den zum Kamin strömenden Abgasen verbleibt und zu einer Erhöhung der Abgastemperatur im Kamin und damit zu einer Verringerung beziehungsweise Vermeidung einer Kondensatbildung beiträgt, sind gemäß weiteren Erfindungsmerkmalen an der Oberseite des Wärmetauschers, vorzugsweise innerhalb eines Abgassammlers, Leitbleche angeordnet, die durch ihre Oberfläche sowie Form und Einbaulage eine Abstrahlung der aufgenommenen sowie eine Reflexion der einfallenden Wärme in den Abgasstrom ermöglichen und dadurch die Abgastemperatur erhöhen.
- Schräg aufwärts gegen den Einlaß des Kamins beziehungsweise Abgasabzuges gerichtete Leitbleche und/oder ein im Abstand vom Einlaß des Kamins beziehungsweise Abgasabzuges angeordnetes, zu dessen Achse querverlaufendes Leitblech lassen innerhalb des Abgassammlers eine Strömung zustande kommen, die die Aufnahme der Strahlungswärme begünstigt und auch eine gleichförmige Durchströmung des vorgeschalteten Wärmetauschers gewährleistet.
- Des weiteren kann der Abgassammler zur Verringerung der Temperatur seiner Außenseite vorteilhafterweise isoliert werden, am einfachsten dadurch, daß seine Haube bis zum Abgasabzug hin zweischalig gestaltet wird, um dadurch die Abstrahlung zu verringern und hohe Abgaseintrittstemperaturen im Abgasabzug zu gewährleisten. Die innere Schale kann dann konstruktiv derart gestaltet werden, daß sie die Funktion der oben genannten Leitbleche voll übernimmt.
- Alle diese Maßnahmen tragen durch ihre sinnvolle Anwendung dazu bei, daß die in den Abgasen nach Durchströmen des Wärmetauschers noch verbliebene Restwärme nicht verlorengeht und beim Eintritt der Abgase in den Kamin noch eine hohe Abgastemperatur zur Verfügung steht, die eine Unterschreitung des Taupunktes im Kamin verhindert.
- Schließlich ist es im Rahmen der Erfindung von Vorteil, eine in Lamellen gegliederte, in die Abgasführung einsetzbare, vorzugsweise einschiebbare, der Wärmeaufnahme und -abstrahlung dienende Platte und/oder einen mit Lamellen bestückten Rahmen vorzusehen, die nach jeweils eingestellter Nennwärmeleistung eine Korrektur der Abgastemperatur ermöglicht, und zwar durch Verringerung oder Vergrößerung des freien Abgasströmungsquerschnittes und somit der Wärmeübertragungsfläche des Wärmetauschers.
- Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die Platte und der Rahmen einander zugeordnet, wobei zumindest eines der beiden Teile in bezug zu dem anderen Teil innerhalb der Abgasführung verschiebbar gelagert ist, um den Strömungsquerschnitt zielführend bemessen zu können.
- Mit Hilfe einer solchen Vorrichtung ist es darüber hinaus auch möglich, eine druckverlustabhängige Steuerung des Abgasstromes von der Brennkammer unmittelbar in den Abgassammler durchzuführen. Zu diesem Zweck ist ― gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal ― seitlich des Wärmetauschers und der oben genannten Platten beziehungsweise Rahmen in der Abgasführung ein Umgehungsweg für einen Teil der die Abgasführung durchströmenden Abgase vorgesehen, durch den dieser Anteil in den Kamin gelangt, ohne den Wärmetauscher zu durchströmen.
- Nachstehend sind die Erfindungsgegenstände an Hand von Ausführungsbeispielen, die in den Zeichnungen dargestellt sind, erläutert. Im einzelnen zeigen
- Figur 1
- eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gerätes in einem schematischen Vertikalschnitt und
- Figur 2
- stellt eine abgewandelte Ausführungsform dieses Gerätes dar.
- Figur 3
- zeigt den Wärmetauscher einer zweiten Ausführungsform schaubildlich und
- Figur 4
- ein zugehöriges Detail in einer Ansicht.
- Figur 5
- zeigt eine abgewandelte Ausführungsform dieses Wärmetauschers gleichfalls schaubildlich und
- Figur 6
- ein Detail in größerem Maßstab.
- Figur 7
- ist eine Draufsicht auf einen beispielsweise in einer senkrechten Abgasführung eines Gerätes angeordneten Wärmetauscher und die
- Figuren 8 bis 10
- zeigen Vertikalschnitte durch einen Teil eines Wärmetauschrohres solcher Wärmetauscher in verschiedenen Varianten.
- Figuren 11 und 12
- zeigen Wärmetauscher, bei denen zur Drosselung des Abgasdurchsatzes Abdeckplatten Verwendung finden.
- Figur 13
- stellt den oberen Teil einer Brennkammer mit Abgasabzug und mit dem in der Abgasführung angeordneten Wärmetauscher in einem Vertikalschnitt dar,
- Figur 14
- zeigt den oberen Teil einer Brennkammer mit dem daran anschließenden Abgasabzug, gleichfalls in einem Vertikalschnitt.
- Figur 15
- ist die Draufsicht auf ein in eine Abgasführung einsetzbares, in Lamellen gegliedertes Blech und
- Figur 16
- zeigt dessen Querschnitt nach XVI-XVI der Figur 15.
- Figur 17
- stellt eine Ausführungsvariante einer solchen Platte in einer Untersicht dar und
- Figur 18
- ist ein Schnitt nach XVIII-XVIII der Figur 17.
- Figur 19
- ist teils ein Schnitt nach XIX-XIX der Figur 20 durch einen mit solchen Platten ausgestatteten Wärmetauscher, teils dessen Seitenansicht und
- Figur 20
- ist ein Waagschnitt nach XX-XX der Figur 19.
- Ein in den Figuren 1 und 2 beispielsweise dargestellter Wasserheizer besteht im wesentlichen aus dem Brenner 1, z.B. einem Gasbrenner, und aus einem in dessen Abgasführung 2 angeordneten Wärmetauscher 3, der z.B. aus einer Schar mit Rippen, Nadeln od. dgl. den Wärmetausch begünstigender Organe bestückten Rohren, Platten od. dgl. wasserführenden Gliedern bestehen kann, deren Außenseiten von den Abgasen umspült werden.
- Diese Abgase strömen zu einem haubenförmigen Abgassammler 4 mit einem in einen Kamin 5 mündenden Abgasabzug. Der Vor- und Rücklauf des einem Heizkreis zugehörigen Wärmetauschers 3 ist mit 6 bzw. 7 bezeichnet.
- Um nun die Temperatur der Abgase im Kamin 5 nicht unter den Taupunkt absinken zu lassen und um dadurch der Ausbildung von Kondensat im Kamin 5 vorzubeugen, ist bedarfsweise ein wählbarer Anteil der im Brennraum 8 des Gerätes vom Brenner 1 erzeugten heißen Abgase über eine Umgehungsführung 9 aus dem Brennraum 8 unmittelbar, also unter Umgehung des Wärmetauschers 3, in den Abgassammler 4 leitbar.
- Gemäß Figur 1 ist ein beispielsweise als Schieber ausgebildetes Regelorgan 10 am Auslaß der Umgehungsführung 9 vorgesehen, gemäß Figur 2 hingegen befindet sich als Regelorgan 10 in der Umgehungsführung 9 eine einstellbare Drosselklappe.
- Die Einstellung solcher Regelorgane 10 kann im Rahmen der Erfindung anläßlich der Aufstellung des Gerätes in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des örtlich vorhandenen Kamines durchgeführt werden, sie könnte aber auch, gegebenenfalls selbsttätig gesteuert, in Abhängigkeit von der Temperatur der Abgase im Kamin, betriebs- und/oder zeitabhängig oder in Abhängigkeit von sonstigen physikalischen Parametersn gesteuert werden.
- Die Umgehungsführung 9 läßt sich im Rahmen der Erfindung beliebig gestalten. Beispielsweise kann sie gemäß Figur 1 von Bestandteilen des Wärmetauschers, z.B. von den Gliedern eines Gliederkessels, gebildet sein und aus Gußteilen solcher Glieder bestehen.
- Man kann diese Umgehungsführung 9 aber ― wie Figur 2 zeigt ― auch gesondert und mit Abstand von der den Wärmetauscher 3 enthaltenden Abgasführung 2 aus dem Brennraum 8 des Brenners 1 in den Abgassammelraum 4 führen.
- Die eingangs definierte Aufgabe einer bedarfsweisen Erhöhung der Abgastemperatur im Kamin läßt sich aber im Rahmen der Erfindung auch durch eine gezielte Verringerung der Wärmeaufnahmefähigkeit des Wärmetauschers lösen.
- Im einzelnen zeigt Figur 3 einen Wärmetauscher 3 mit einer Schar zueinander paralleler, wasserführender Rohre 11, die mit Lamellen 12 besetzt sind. An den einander gegenüberliegenden Enden dieser Rohre 11 befindet sich einerseits ein Verteiler 13 und anderseits ein Sammler 14, an die der Rücklauf 7 bzw. der Vorlauf 6 eines Heizkreises anschließen. Das Abgas des brennerbeheizten Gerätes durchströmt diesen Wärmetauscher 3 aufwärts in der mit einem Pfeil bezeichneten Richtung zum Abgassammler und zum Kamin.
- Ein Teil-Flächenbereich 15 der Gesamtfläche des Wärmetauschers 3 ist lamellenfrei ausgebildet und in diesem Bereich 15 können nach Bedarf aufsteckbare Lamellen 16 gemäß Figur 4 in einer beliebig wählbaren Anzahl auf die Rohre 11 aufgesteckt werden.
- Weil diese Lamellen 16 nur aufgesteckt werden, dienen sie nicht voll, sondern nur teilweise dem Wärmetausch. Vor allem verringern sie jedoch den freien Querschnitt für den Durchsatz der Abgase.
- Die Wärmetauschkapazität des Wärmetauschers 3 ist dadurch auf die jeweilige örtliche Beschaffenheit des Kamines od. dgl. Abgasabzuges derart feinfühlig abstimmbar, daß im Normalbetrieb des Gerätes der Taupunkt im Kamin nicht unterschritten und somit der Kamin nicht durchfeuchtet wird. Die Wärme der in den Kamin od. dgl. gelangenden Abgase wird von der jeweiligen Größe des lamellenfrei bleibenden Bereiches 15 beeinflußt, den ein Teil der Abgase weitgehend ungekühlt zum Abgassammler durchströmt und der durch das Einsetzen der lösbaren Lamellen 16 von Fall zu Fall beliebig verkleinert bzw. durch Entfernung vorhandener lösbare Lamellen 16 beliebig vergrößert werden kann.
- Gemäß der Figuren 5 und 6 sind in einem Flächenbereich 17 des Wärmetauschers 3 sich zwischen benachbarten Rohren 11 erstreckende Wandungsteile 18 der Lamellen 12 bedarfsweise entfernbar, wobei zur Erleichterung des Abtrennens solcher etwa dreieckförmiger Wandungsteile 18 paarweise winkelig zueinander verlaufende Ausstanzungen 19 der Lamellen 12 vorgesehen sind. Eine weitere, querverlaufende Ausstanzung 20 dient der Erleichterung der Handhabung der Wandungsteile 18. Gemäß Figur 7 sind wasserführende Wärmetausch-Rohre 11 mit Lamellen 12 besetzt, die parallel zur Strömung des in einer Abgasführung 2 aus einer Brennkammer eines brennerbeheizten Gerätes zu einem Kamin strömenden Abgases ausgerichtet sind. Im Bereich der Rohrdurchgänge weisen die Lamellen 12 Krägen 21 auf, mit denen sie an der Rohrwandung flächig anliegend befestigt sind.
- Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel verläuft der Abgasstrom vertikal aufwärts, er könnte ― bei einem gebläsebetriebenen Brenner jedoch auch vertikal abwärts oder horizontal verlaufen.
- Die Lamellen 12 weisen ― in Richtung des Abgasstromes stromab ― Ränder 22 und ― in Richtung des Abgasstromes stromauf ― Ränder 23 auf, die dem Brennraum zugewandt sind. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind demnach die Ränder 22 oben und die Ränder 23 unten.
- Die Lamellen 12 bestehen gleichermaßen wie die Rohre 11 aus Kupfer oder Edelstahl. Jede Lamelle 12 wird von mehreren zueinander parallelen Rohren 11 durchsetzt. Auf diese Weise bilden die Lamellen 12 des Wärmetauschers 3 einen Block, der an den Längsseiten durch einen Rahmen 24 begrenzt wird.
- Einzelne, insbesondere im Randbereich dieses Rahmens 24 angeordnete Lamellen 12 tragen nun eine quer zu ihrer Ebene verlaufende, an einen ihrer freien Ränder ansetzende Wandung 25, die den von jeweils zwei benachbarten Lamellen 12 eingeschlossenen Raum 26 zumindest teilweise nach außen begrenzt.
- Diese Wandungen 25 blockieren demnach den Abgasstrom durch diese Räume 26 örtlich und verringern auf diese Weise nach jeweiligem Bedarf den Wirkungsgrad des Wärmetauschers 3 und erhöhen dadurch die Temperatur der dem Kamin zuströmenden Abgase.
- Diese Wandungen 25 können auf einfachste Weise von am Rand der Lamellen 12 ansetzenden Flanschen gebildet sein. Diese Flanschen können sowohl an dem dem Brennraum zugewendeten Rand 22, also stromauf des Abgasstromes, gemäß Figur 7 als auch an dem dem Brennraum abgekehrten Rand 23, also stromab des Abgasstromes, gemäß der Figuren 8 bis 10 angeordnet sein.
- Sind die Lamellen 12 an ihrem inneren Rand, also am Rand der von den Rohren 11 durchsetzten Öffnungen, mittels Krägen 21 an den Wandungen der Rohre 11 befestigt, dann sollte die an ihrem Außenrand ansetzende Wandung 25 nach der diesem Kragen 21 gegenüberliegenden Seite weisen, um dadurch die Stabilität der Lamelle 12 zu verstärken.
- Während die Figuren 7 bis 9 Ausführungsformen darstellen, bei denen sich die Wandungen 25 nur über einen Teil des Abstandes zwischen einander benachbarten Lamellen 12 erstrecken, verlaufen diese Wandungen 25 nach Figur 10 über den vollen Abstand und über mehrere Lamellen 12, so daß sie einige zwischen diesen Lamellen 12 gebildete Räume 26 gänzlich verschließen und für den Abgasstrom blockieren. Diese Wandungen 25 können sich also gemäß Figur 10 auch über mehrere Lamellen 12 erstrecken.
- Das jeweils wünschenswerte Ausmaß der Anhebung der Temperatur der in den Kamin gelangenden Abgase ist von Fall zu Fall durch Wahl der Anzahl und Anordnung der Wandungen 25 auf die örtliche Beschaffenheit des Kamines abzustimmen.
- Dem Lamellenblock nach Figur 7 wird aufzuheizendes Wasser über den Rücklauf 7 eines Heizkreises zugeführt, dieses gelangt über den Verteiler 13 in die Wärmetauschrohre 11, durchströmt in diesen Rohren 11 die Abgasführung 2 und gelangt über den Sammler 14 in den Vorlauf 6 des Wärmetauschers 3.
- Die mittels der Wandungen 25 zu blockierenden Räume 26 können sich im Rahmen der Erfindung des in der Nähe des den Wärmetauscher 3 seitlich begrenzenden Rahmens 24 befinden (Figuren 8 und 9) oder auch in der Mitte der Abgasführung 2, wie dies die Figur 10 zeigt.
- Gemäß Figur 11 wird auf die Oberseite eines flächigen Wärmetauschers 3 ein Abdeckblech 27 aufgelegt, das in einem bedarfsweise wählbaren Flächenausmaß dessen vier Randbereiche abdeckt und dadurch den Durchsatz der Abgase in diesen Randbereichen sperrt, somit die Wärmeaufnahmefähigkeit des Wärmetauschers und die Kühlung der Abgase verringert.
- Die Abmessungen dieses Abdeckbleches 27 sind von Fall zu Fall derart zu wählen, daß sich die Abgastemperatur oberhalb des Wärmetauschers 3 nur so weit erhöht, daß dadurch einer Unterschreitung des Taupunktes im Kamin od. dgl. und infolgedessen der Ausbildung von Kondensat dort zuverlässig vorgebeugt wird.
- Gemäß der Ausführungsform nach Fig. 12 sind zwei aneinanderstoßende, einander benachbarte Randbereiche des Wärmetauschers 3 durch verstellbare Abdeckplatten 28 abdeckbar, die um je eine waagrechte Achse 29 schwenkbar lagern und mittels (nicht dargestellter) beliebig gestaltbarer Verstellorgane bedarfsweise in eine Drosselstellung verstellbar sind.
- Darüber hinaus sind allerdings noch zahlreiche weitere Ausführungsformen solcher drosselnder Teil-Abdeckungen des Wärmetauschers denkbar.
- So könnte beispielsweise oberhalb des zentralen Bereiches des Wärmetauschers ein Abdeckblech senkrecht verlaufend angeordnet werden und mittels eines Verstellorganes, z.B. mittels einer nach außen geführten Schraube, einer Stellstange od. dgl., verstellbar sein, um den Durchsatz durch den zentralen Bereich des Wärmetauschers bedarfsweise zu drosseln.
- Figur 13 zeigt den oberen Teil einer Brennkammer 8 eines Wasserheizers, in deren Abgasführung 2 ein Wärmetauscher 3 angeordnet ist, dem aufzuheizendes Wasser im Umlauf über den Sammler 13 zuströmt.
- Die Wandung 30 dieser Brennkammer 8 und der Abgasführung 2 ist mit einer Isolierung 31 ummantelt, um Wärmeverlusten in diesem Bereich vorzubeugen und die dadurch gewonnene Wärme zwecks Vermeidung eines Kondensatanfalles im Kamin und zur Erhöhung der Temperatur den in den Abgasabzug und Kamin abströmenden Abgasen zugutekommen zu lassen. An der Unterseite des Wärmetauschers 3, also im oberen Teil der Brennkammer 8 ist nun ein Einsatz 32 angeordnet, der bestimmten, wählbaren bzw. einstellbaren Flächenbereich des Wärmetauschers 3 von der Brennkammerseite her abdeckt, indem er eine sich aufwärts gegen den Wärmetauscher 3 hin vergrößernde, einen Randbereich dieses Wärmetauschers 3 abdeckende Breite aufweist. Dieser Einsatz 32 kann flächig an der Innenseite der Wandung 30 der Abgasführung 2 befestigt werden; er besteht aus einem feuerfesten isolierenden Material und trägt dadurch gleichfalls isolierend zur Vermeidung von Wärmeverlusten der Abgase bei. Zusätzlich kann die Wandung 30 der Abgasführung 2 in diesem Bereich mit einem Wassermantel 33 gekühlt sein, der über eine Leitung 34 mit dem über den Wärmetauscher 3 geführten Wasserumlauf des zu beheizenden Wassers verbunden ist.
- Diese Abdeckung könnte konstruktiv auch derart beschaffen sein, daß beweglich gelagerte Keramik-Formteile über eine von außen zugängliche Einstellvorrichtung einen variablen Bereich des Wärmetauschers 3 abdecken und die wärmeübertragende Fläche dieses Wärmetauschers bedarfsweise verringern, um dadurch eine Erhöhung der Abgastemperatur im Kamin zu bewirken.
- Gemäß der Ausführungsform des Abgassammlers 4 nach Figur 14 sind darin Leitbleche 35 und 36 angeordnet, die durch ihre Gestaltung und Anordnung eine Abstrahlung der von ihnen aufgenommenen und eine Reflexion der auf sie einfallenden Wärme gewährleisten und dadurch die Abgastemperatur erhöhen.
- Die Leitbleche 35 erstrecken sich schräg aufwärts gegen den Einlaß des Abgasabzuges 5, das Leitblech 36 ist im Abstand vom Einlaß des Abgasabzuges 5 angeordnet und verläuft quer zu dessen Achse.
- Diese Leitbleche 35 und 36 erzielen innerhalb des Abgassammlers eine Strömung, die die Aufnahme der Strahlungswärme begünstigt und auch eine gleichförmige Durchströmung des vorgeschalteten Wärmetauschers gewährleistet.
- Zur Verringerung der Temperatur der Außenseite des Abgassammlers 4 ist dessen Haube bis zum Einlaß des Abgasabzuges mit einer Außenschale 37 abgedeckt, also zweischalig gestaltet, um Abstrahlungsverluste zu verringern und hohe Temperaturen des in den Abgasabzug eintretenden Abgases zu gewährleisten. Die Innenschale kann konstruktiv so gestaltet werden, daß sie die Funktion der obenerwähnten Leitbleche 35 übernimmt.
- Der bedarfsweisen Erhöhung der Abgastemperatur dient auch ein in den Figuren 15 und 16 dargestelltes Lamellengitter, also eine in Lamellen gegliederte Platte 38, die solcherart zielführend gegliedert und zwischen den Abgassammler 4 und den Wärmetauscher 3 einsetzbar ist, allenfalls auch noch nachträglich eingebaut werden kann.
- Eine weitere solche gegliederte Platte, die aus einem Rahmen 41 und Lamellen 42 besteht, ist in den Figuren 17 und 18 dargestellt.
- Eine aus solchen Platten 38 und 41 bestehende Konstruktion ist in den Fig. 19 und 20 veranschaulicht und besteht aus einer verschiebbar gelagerten Platte 38 und einer ortsfesten Platte 41. Die obere, verschiebbare Platte 38 trägt einen aufwärtsragenden Randflansch 40. Durch mehr oder weniger weitgehende Überdeckung der Lamellen 39 bzw. 42 ist der Abgasströmungsquerschnitt regelbar und es entstehen innerhalb des Wärmetauschers 3 Bereiche, die gut bzw. schlecht durchströmt werden. Auf diese Weise kann die aktive Fläche des Wärmetauschers verringert, der Wärmeübergang verschlechtert und die Abgastemperatur bedarfsweise erhöht werden, um sie der jeweils eingestellten bzw-gewünschten Nennwärmebelastung anzupassen.
- Darüber hinaus kann mittels einer solchen Vorrichtung eine druckverlustabhängige Steuerung des Abgasstromes von der Brennkammer 8 unmittelbar in den Abgassammler 4 durchgeführt werden, indem seitlich des Wärmetauschers 3 und der Platten 38 bzw. 41 in der Abgasführung 2 ein Umgehungsweg 43 wählbaren Strömungsquerschnittes für einen bemeßbaren Anteil der in den Abgasabzug gelangenden Abgase vorgesehen wird, durch den dieser Anteil in den Kamin gelangt, ohne den Wärmetauscher 3 zu durchströmen. Dadurch wird der durch die gegliederten Platten 38 bzw. 41 verursachte Druckverlust verringert und eine Anpassung an die einzustellende Nennwärmeleistung bei gewünschter Abgastemperatur im Abgasabzug ermöglicht.
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