NL8000614A - Werkwijze en inrichting voor het verbeteren van het rendement van een verwarmingsketel. - Google Patents

Description

- 1 -

Werkwijze en inrichting voor het verbeteren van het rendement van een verwarmingsketel.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het verbeteren van het rendement van een verwarmingsketel, waarbij op de rookgasverzamelkast van de verwarmingsketel een ventilator is aangesloten voor het voeren 5 van de rookgassen door een warmtewisselaar voor het verder verlagen van de temperatuur van de rookgassen en het daarna toevoeren van de rookgassen aan een afvoerkanaal.

Een dergelijke werkwijze wordt op steeds grotere schaal toegepast om meer energie te onttrekken aan de 10 rookgassen. Bij toepassing van een dergelijke werkwijze moeten een aantal veiligheidsmaatregelen worden getroffen.

Zo moet de ketel worden beveiligd tegen uitvallen van de ventilator, zodanig dat wanneer de ventilator de rookgassen niet meer afvoert de brander buiten bedrijf blijft. Hierbij 15 mag er dus niet slechts van uit worden gegaan dat de ventilator werkelijk in bedrijf zal zijn wanneer bijv. elektrische stroom aan de motor ervan wordt toegevoerd.

De ventilator kan nl. ook door andere oorzaken niet aan de er aan gestelde eisen van een voldoende rookgasverplaat-20 sing voldoen. Bovendien moet worden voorkomen, dat de ventilator stopt als de gasklep weigert geheel te sluiten.

Er is dus niet slechts bijzondere apparatuur vereist, maar een nadeel van een dergelijke werkwijze is eveneens, dat bij het uitvallen van de ventilator de verwarmings-25 ketel in het geheel niet meer kan worden gebruikt.

De uitvinding heft nu deze bezwaren op, door een werkwijze te verschaffen, die daardoor is gekenmerkt, dat de rookgassen door middel van de ventilator worden onttrokken aan de rookgasverzamelkast, die op overigens bekende 30 wijze is aangesloten op een afvoerkanaal via een valwind-afgeleider. Bij toepassing van een dergelijke werkwijze kan de verwarmingsketel geheel op de normale wijze werken, waarbij dus de rookgassen vanuit de rookgasverzamelkast worden toegevoerd aan het afvoerkanaal via een valwindaf-35 leider. Op de rookgasverzamelkast is de warmtewisselaar 800 0 6 14

*X * V

- 2 - aangesloten met daarna de ventilator. Het zal duidelijk zijn dat door de aanwezigheid van het afvoerkanaal op de rookgasverzamelkast een deel van de rookgassen direkt via dit afvoerkanaal zal worden afgevoerd, zodat niet alle 5 rookgassen door de ventilator worden aangezogen. Gebleken is dat het mogelijk is het niet aangezogen deel tot maximaal ongeveer 10 % te beperken, zonder dat valse lucht wordt aangezogen. Tegenover dit geringe nadeel staat echter het grote voordeel, dat bij het uitvallen van de ventilator 10 de verwarmingsketel normaal in bedrijf kan blijven en er geen gecompliceerde apparatuur noodzakelijk is voor het controleren van de werking van de ventilator en het besturen van de verwarmingsketel, met alle kansen op storingen die dit weer met zich brengt.

15 Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze worden de door de ventilator afgevoerde rookgassen geïnjecteerd in het afvoerkanaal. Gebleken is dat door het' benutten van de kinetische energie van de rookgassen het verlies aan schoorsteentrek, ten gevolge van de koelere 20 rookgassen, kan worden gecompenseerd.

De uitvinding heeft eveneens betrekking op een inrichting voor toepassing van de bovenaangegeven werkwijze, welke inrichting een verwarmingsketel met rookgasverzamelkast omvat, met een op de ketel aansluitende warmtewisselaar 25 en een ventilator die de verbrandingsgassen door de warmtewisselaar kan voeren en vervolgens toevoeren aan een afvoerkanaal, welke inrichting daardoor is gekenmerkt, dat de warmtewisselaar vertikaal is aangebracht en met het primaire circuit aan de bovenzijde is aangesloten op de 30 rookgasverzamelkast en aan de onderzijde op de ventilator en met zijn secundaire circuit aan de onderzijde op de uit de verwarmingsinstallatie komende leiding voor het te verwarmen medium en aan de bovenzijde op de leiding die het voorverwarmde medium toevoert aan de ketel.

35 Op deze wijze wordt dus een tegenstroom verkregen tussen de rookgassen en het te verwarmen medium, terwijl dit medium verwarmd wordt bij het van beneden naar boven toe stromen door de warmtewisselaar, wat de meest gunstige stromingsrichting is.

40 Om de lengte van de verschillende leidingen zo klein 80 0 0 6 14 *2' * -r-~* - 3 - mogelijk te maken, zal er volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding in worden voorzien, dat de warmtewisselaar direkt naastde verwarmingsketel wordt aangebracht.

In het bijzonder wanneer de warmtewisselaar bestemd 5 is voor het verwarmen van water, kan gebruik worden gemaakt van een warmtewisselaar gevormd door gegolfde platen waarvan er twee naar elkaar toegericht staan, zodanig dat door deze gegolfde platen en door de tegenover elkaar liggende met elkaar verbonden zijranden ervan een rookgaskanaal 10 wordt gevormd, terwijl elk der gegolfde platen ten minste langs de randen is verbonden met een er buiten tegenaan liggende eveneens gegolfde plaat, waarbij de golven van beide tegen elkaar aan liggende platen haaks op elkaar staan en de golfdalen van beide platen tegen elkaar aan liggen.

15 Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm zullen daarbij de golfdalen van beide platen eveneens met elkaar zijn verbonden, waardoor nauwkeurig gevormde stromingsbanen tussen beide platen worden verkregen.

Hierbij is de geringe dikte van de warmtewisselaar 20 van voordeel omdat deze dan in de bestaande kast kan worden ondergebracht.

Bij het vervaardigen van een dergelijke warmtewisselaar wordt zodanig te werk gegaan, dat alle verbindingen worden gesoldeerd bij het emailleren van de warmte-25 wisselaar. Het emailleren vindt plaats om het materiaal te beschermen tegen aantasting door het condenswater, dat neerslaat aan de rookgaszijde. In verband met de bij het emailleren toegepaste temperatuur zal bijv. gebruik worden gemaakt van kopersoldeer.

30 Gebleken is dat op deze wijze een eenvoudige produktie van dergelijke warmtewisselaars mogelijk is.

De uitvinding wordt nu nader toegelicht aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld, weergegeven in de tekening, waarin: 35 fig. 1 schematisch een dwarsdoorsnede toont over een verwarmingsketel met een ernaast geplaatste warmtewisselaar volgens de onderhavige uitvinding; fig. 2 schematisch een zijaanzicht toont van de inrichting van fig. 1; en 40 fig. 3, 4 en 5 doorsneden tonen over de warmtewisselaar 80 0 0 6 14 V* * - 4 - volgens resp. de lijnen III-III, IV-IV en V-V van fig. 2.

De in de fig. 1 en 2 weergegeven verwarmingsketel bestaat in hoofdzaak uit een huis 1, met daarin aangebracht de branders 2 en daarboven de warmtewisselingslichamen 3.

5 Aan de bovenzijde is op het warmtewisselingslichaam 3 een rookgasverzamelkast 4 aangesloten, die de verbinding tot stand brengt met het afvoerkanaal 5 en die tevens is voorzien van een valwindafleider 6.

Op de rookgasverzamelkast 4 is zijdelings de verzamel-10 kast 7 voor de warmtewisselaar 8 aangesloten. Vanuit de verzamelkast 7 stromen de rookgassen naar beneden toe door de warmtewisselaar 8 heen en komen aan de onderzijde terecht in dé verzamelkast 9, van waaruit zij worden aangezogen met behulp van de ventilator 10, die hen via de afvoer-15 leiding 11 toevoert aan het afvoerkanaal 5.

De verzamelkast 9 is voorzien van de condenswaterafvoer 12, daar. bij voorkeur de rookgassen zo ver zull'en worden afgekoeld dat condensvorming optreedt, waardoor ook de verdampingswarmte aan de rookgassen wordt onttrokken.

20 Zoals in het bijzonder blijkt uit de fig. 3-5 is de warmtewisselaar opgebouwd uit de gegolfde platen 13, 14, 15 en 16. De binnenliggende golfplaten 13 en 15 vormen het rookgaskanaal 17 en de platen 13, 14 en 15, 16 vormen paarsgewijs kanalen 18 en 19 voor het doorvoeren van het 25 te verwarmen water.

Zoals blijkt uit fig. 5 zijn de golfplaten 13, 14 en 15, 16 bij hun boven- en onderranden zodanig gevormd, dat de randen met elkaar kunnen worden verbonden. Hiertoe zijn in het bijzonder de golven van de platen 14 en 16 30 in die gebieden platgedrukt.

Zoals blijkt uit fig. 3 zijn de vertikale langsranden van de golfplaten 13, 14 en 15, 16 zodanig gevormd, dat de randen van de binnenliggende platen 13, 15 tegen elkaar aan komen te liggen, terwijl de verdere delen 35 van de platen op voldoende afstand liggen voor het vormen van het rookgaskanaal 17.

Ten slotte toont fig. 4 een doorsnede over de bovenste waterafvoeraansluiting 20. Daarbij zijn de buitenliggende golfplaten 14 en 16 plaatselijk niet tegen de binnenliggende 40 platen 13 en 15 aangedrukt, maar zodanig uitgevoerd, dat 800 0 6 14 - 5 - β er een aansluitstuk 21 mee kan worden verbonden.

Het zal duidelijk zijn dat ook aan de onderzijde van de warmtewisselaar een dergelijk aansluitstuk aanwezig is, dat verder niet in de tekening is weergegeven. Dit 5 onderste aansluitstuk wordt verbonden met de verwarmings- installatie, bestaande uit radiatoren of dergelijke, zodanig dat het uit de verwarmingsinstallatie komende, koele medium de warmtewisselaar 8 binnenstroomt, terwijl het voorverwarmde medium vanuit de aansluiting 21 toegevoerd 10 wordt aan de verwarmingsketel.

Uiteraard is het toepassen van de afvoer van rookgassen vanuit de rookgasverzamelkast als bovenbeschreven, ook mogelijk bij het gebruik van andere typen warmtewisselaars en wel ook in het geval, dat het verwarmde medium niet wordt 15 gevormd door water maar door lucht.

Het beschreven type warmtewisselaar is echter voor het aangegeven doel bijzonder effektief gebleken.

- conclusies - 800 0 6 14

Claims (8)

1. Werkwijze voor het verbeteren van het rendement van een verwarmingsketel, waarbij op de rookgasverzamelkast van de verwarmingsketel een ventilator is aangesloten voor het voeren van de rookgassen door een warmtewisselaar voor 5 het verder verlagen van de temperatuur van de rookgassen en het daarna toevoeren van de rookgassen aan een afvoerkanaal, met het kenmerk, dat de rookgassen door middel van de ventilator worden onttrokken aan de rookgasver zamelkast, die op overigens bekende wijze is aange-10 sloten op een afvoerkanaal via een valwindafleider.

2. Werkwijze volgens conclusie l,met het kenmerk, dat de door de ventilator afgevoerde rookgassen worden geïnjecteerd in het rookgasafvoerkanaal, zodanig dat de kinetische energie van de rookgassen wordt benut voor 15. het compenseren van het verlies aan schoorsteentrek ais gevolg van de verlaging van de rookgastemperatuur.

3. Inrichting voor toepassing van de werkwijze volgens conclusie 1 of 2, omvattende een verwarmingsketel met rookgasverzamelkast, met een op de ketel aansluitende 20 warmtewisselaar en een ventilator die de verbrandingsgassen door de warmtewisselaar kan voeren en vervolgens toevoeren aan een afvoerkanaal, met het kenmerk, dat de warmtewisselaar vertikaal is aangebracht en met het primaire circuit aan de bovenzijde is aangesloten op de 25 rookgasverzamelkast en aan de onderzijde op de ventilator en met zijn secundaire circuit aan de onderzijde op de uit de verwarmingsinstallatie komende leiding voor het te verwarmen medium en aan de bovenzijde op de leiding die het voorverwarmde medium toevoert aan de ketel.

3=- Ό - 6 - -Conclusies-

4. Inrichting volgens conclusie 3,met het ken merk, dat de warmtewisselaar direkt naast de verwarmingsketel is aangebracht. 800 0 6 14 0 ----- - 7 -

5. Warmtewisselaar voor toepassing bij de inrichting volgens conclusie 3 of 4, in het bijzonder voor het verwarmen van water, met het kenmerk, dat de warmtewisselaar wordt gevormd door gegolfde platen waarvan 5 er twee naar elkaar toegericht staan zodanig dat door deze gegolfde platen en door de tegenover elkaar liggende met elkaar verbonden zijranden ervan een rookgaskanaal wordt gevormd, terwijl elk der gegolfde platen ten minste langs de wanden is verbonden met een er buiten tegenaan liggende 10 eveneens gegolfde plaat, waarbij de golven van beide tegen elkaar aan liggende platen haaks op elkaar staan en de golfdalen van beide platen tegen elkaar aanliggen.

6. Warmtewisselaar volgens conclusie 5,met het kenmerk, dat de golfdalen van beide platen eveneens 15 met elkaar zijn verbonden.

7. Werkwijze voor de vervaardiging van een warmtewisselaar volgens één der conclusies 5 of 6,met het kenmerk, dat de naar elkaar toegerichte zijden van twee met elkaar te verbinden golfplaten tijdens het 20 emailleren van de warmtewisselaar aan elkaar worden gesoldeerd.

8. · Werkwijze, warmtewisselaar en werkwijze voor de vervaardiging daarvan als beschreven en/of weergegeven in de tekening. 80 0 0 6 14