Brennkessel für Warmwasserheizung

Abstract

 Bei einem Brennkessel für Warmwasserheizungen ist der Brennraum von einem Wassermantel umgeben, welcher an einen Heizungsrücklauf und Heizungsvorlauf angeschlossen ist.
In den Brennraum ragt ein Brennstrahl (9) aus einem Brenner ein, der von einem Durchbrüche aufweisenden Wassermantel hülsenartig umgeben bzw. durchsetzt wird, welcher an eine Zuleitung (24) für zu erwärmendes und eine Ableitung (23) für heißes Wasser angeschlossen ist.
Dieser Wassermantel um den Brennstrahl (9) kann aus einem spiralförmig gelegten Rohr bestehen, das sich zum Brenner hin konisch verjüngt.
Die Zuleitung (24) ist einerseits mit einem Frischwasserförderer (38), anderseits mit dem Brennraum umgebenden Wassermantel (4) bzw. dem Heizungsrücklauf (2) verbunden. Die Ableitung (23) schliesst an den Wassermantel (4) des Brennraumes bzw. den Heizungsvorlauf (3) oder an einen Heißwasserverbraucher (32) an.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Brennkessel insbesondere für Warmwasserheizungen mit einen Brennraum wenigstens teilweise umgebendem Wassermantel und einem Brenner, dessen Brennstrahl in den Brennraum einragt, wobei gegebenenfalls der Wassermantel an einen Heizungsrücklauf und einen Heizungsvorlauf angeschlossen ist.

[0002] Die in Haushalten oder Industriebetrieben eingesetzten Brennkessel zu Zwecken der Heizung von Gebäuden od, dgl. umfassen in der Regel eine Brennkammer, in die ein Brenner mit seinem Brennstrahl einragt. Zu der Brennkammer führt ein Heizungsrücklauf mit in der Regel erkaltetew Wasser. Dieses wird mantelartig um die Brennkammer geführt, erwärmt und gelangt über einen Heißwasserablauf wieder zu einzelnen Heizkörpern.

[0003] Es handelt sich hierbei um einen geschlossenen Kreislauf, in welchen nur ab und zu frisches Wasser eingeleitet wird, wenn infolge Verdunstung od. dgl. ein Wasserverlust eingetreten ist.

[0004] Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß ein erheblicher Teil der Wärmeenergie des Brennstrahles ungenutzt verloren geht, da der Brennraum eine gewisse Dimensionierung aufweisen muß. Wird er zu klein bemessen, d. h. würde er direkt um den Brennstrahl gelegt, müßte die Geschwindigkeit des Wasserkreislaufes erheblich erhöht werden, was zu Druckproblemen und anderem in den Zu- und Ablei- tun^gen führt. Zudem würde der Brennraum innerhalb kurzer Zeit durch die direkte Wärmebestrahlung zerstört. Außerdem treten Probleme beim Abzug des Rauchgases und der Sauerstoffzufuhr auf.

[0005] Der Erfinder hat sich zum Ziel gesetzt, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu entwickeln, bei welcher die Ausnützung der Wärmeenergie des Brennstrahles wesentlich verbessert und ihre Verwendung variabel gestaltet wird.

[0006] Zur Lösung dieser Aufgabe führt eine Vorrichtung, bei welcher den Brennstrahl ein Durchbrüche aufweisender Wassermantel hülsenartig wenigstens teilweise umgibt und/oder durchsetzt, welcher an eine Zuleitung für zu erwärmendes und eine Ableitung für heißes Wasser angeschlossen ist.

[0007] Der Wassermantel um den Brennstrahl ist vorzugsweise in einem schraubenlinien- oder spiralförmig gelegten Rohr vorgesehen, dessen einzelne Windungen in Abstand zueinander verlaufen und zusammen eine gitterartige Hülse mit einem verhältnismäßig geringen Innendurchmesser ergeben. Vorzugsweise verjüngt sich diese Hülse zum Brenner hin konisch. Der Erfindungsgedanke umfaßt aber auch andere Formen und Ausgestaltungen von Körpern, in denen Wasser um den Brennstrahl geführt wird.

[0008] Da das Rohr bzw. der Körper einen engen Querschnitt aufweist, erhitzt sich der Wassermantel vorteilhafterweise sehr schnell, was zu einer raschen Zirkulation führt.

[0009] Der Wassermantel ist vorzugsweise über an der zum Brenner hinweisenden Stirnfläche des Brennkessels über Zu- bzw. Ableitungen mit dem Wassermantel des Brennraumes verbunden.

[0010] In Frage kommt aber auch ein völlig selbständig gespeister und abgeleiteter Wasserstrom, der z. B. von einer Wasserquelle zum Brennkessel, in diesem um den Brennstrahl herum und dann zu einem Boiler geführt wird.

[0011] Der erfindungsgemäße Gedanke umfaßt aber auch eine Mischung aus beiden Zu- und Ableitungsvarianten.

[0012] Die verschiedenen Möglichkeiten der Ar:chlüsse der Zu-und Ableitungen zeigen die große Flexibilit_t der Vorrichtung.

[0013] Werden die Zu- und Ableitungen an den ursprünglichen den Brennraüm umgebenden Wassermantel angeschlossen, so dient die Vorrichtung der Unterstützung der Heizungseinrichtung.

[0014] Der Gegensatz dazu ist der Anschluß der Zuleitung an einen Frischwasserförderer z. B. Wasserhahn und die Ableitung an einen Heißwasserverbraucher z. B. Boiler. Dies kommt vor allem dann ih Betracht, wenn ständig heißes Wasser gebraucht wird, da natürlicherweise das Wasser in dem den Brennstrahl umgebenden Wassermantel nicht zu lange stehen darf.

[0015] Deswegen ist es vorteilhaft, beide Möglichkeiten zu mischen, indem die Zuleitung von Wasser über Ventile od. dgl. gesteuert sowohl von einem Frischwasserförderer als auch aus dem Heizungsrücklauf erfolgt, während in die Ableitung zum Heizungsvorlauf ein Warmwasserverbraucher ebenfalls über Ventile gesteuert eingeschaltet ist. Die Steuerung der Ventile geschieht vorzugsweise über Thermostate und Relaisschaltungen.

[0016] Damit wird gewährleistet, daß ein ständiger Wasserstrom als Wassermantel den Brennstrahl umgibt bzw. durchsetzt und dessen Energie optimal ausnutzt.

[0017] Zum Wassertransport innerhalb der Zu- bzw. Ableitungen sind Umwälzpumpen vorgesehen.

[0018] Diese Vorrichtung hat zum einen den außerordentlichen Vorteil, daß-sie bislang konstruktionstechnisch durchdachte und ausgereifte Heizungsanlagen völlig unberührt läßt. Durch ihren einfachen aber wirksamen Aufbau kann sie sehr leicht in bestehende Anlagen eingebaut werden. Durch sie wird aber ein erheblicher Anteil der Wärmeenergie nutzbar gemacht, der bisher sinnlos durch den Schornstein verpuffte. Das bedeutet wiederum eine wesentliche Kostenersparnis durch die Reduzierung des Energieverbrauchs.

[0019] Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in ihrer einzigen Figur einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Heizkessel.

[0020] Ein Heizkessel 1 weist einen an einen Heizungsrücklauf 2 sowie einen Heizungsvorlauf 3 angeschlossenen Wassermantel 4 auf, welcher teilweise hinter einer Kesselausmauerung 5 angeordnet ist.

[0021] An der Kesselfrontseite 6 ist an einer Brennerplatte 7 ein ölbrenner 8 zu erkennen, dessen Brennerstrahl 9 in den Kesselinnenraum 10 gerichtet ist. Im oberen Kesselraum 11 bilden Teile 4_a des Wassermantels 4 einen längsschnittlich U-förmigen Vorraum 12 für einen Rauchgasabzug 13 mit Rauchklappe 14.

[0022] Im Kesselinnenraum 10 ist eine Rohrspirale 20 vorgesehen, welche den Brennerstrahl 9 umfängt. Die beiden freien Enden 21 und 22 dieser Rohrspirale 20 sind an eine Ableitung 23 bzw. eine Zuleitung 24 angeflanscht. Die Ableitung 23 ist unter Zwischenschaltung einer Umwälzpumpe 25 mit dem Heizungsvorlauf 3 verbunden, wohingegen die Zuleitung 23 vom Rücklauf 2 bzw. dem Wassermantel 4 ausgeht.

[0023] Die freien Enden 21 und 22 der Rohrspirale 20 ragen mit Flanschen 30 aus der Brennerplatte 7 heraus und sind problemlos an die Ableitung 23 bzw. die Zuleitung 24 anschließbar. Außerdem ist es ohne weiteres möglich, die Rohrspirale nach Loslösung der Brennerplatte 7 vom Heizkessel 1 aus aessen Innenraum 10 zu entfernen, da der Außendurchmesser d der Rohrspirale 20 kleiner ist als die von der Brennerplatte 7 verschlossene Brenneröffnung des Heizkessels 1.

[0024] Durch die Rohrspirale 20 mit einem relativ kleinen Rohrdurchmesser wird ein Zweigstrom des Wassermantels geführt und in engen Kontakt mit der Wärmestrahlung des Brennerstrahles 9 gebracht, so daß sich das Wasser in dieser Rohrspirale 20 unverhältnismäßig schnell hochgradig erwärmt und durch das Einspeisen in den Heizungsvorlauf 3 dessen Temperatur schnell erhöht. Der Verlust an Wärmestrahlung für den Kesselinnenraum 10, welcher durch die Rohrspirale 20 entsteht, ist unverhältnismäßig geringer als die Einsparung an Energie durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Systems. Die Brennstoffersparnis hierdurch beträgt zumindest 20

[0025] Dank der einfachen Konstruktion der zusätzlichen Rohrspirale 20 kann diese problemlos in den Heizkessel 1 eingeführt und gegebenenfalls sogar nachgerüstet werden.

[0026] Vorzugsweise wird an die Ableitung 23 ein Boiler 32 od. dgl. angeschlossen, dessen Heizeinrichtung 33 von dem in der Rohrspirale 20 erwärmten Wasser je nach Bedarf unterstützt wird. Zu diesem Zwecke kann mittels Ventilen 34 der Boiler 32 in den Kreislauf einbezogen werden.

[0027] Des weiteren besteht auch die Möglichkeit in die Zuleitung 24 zu der Rohrspirale 20 mittels Ventilen 37 einen Frischwasserförderer 38 einzuschalten.

Ansprüche

1. Brennkessel insbesondere für Warmwasserheizungen mit einen Brennraum wenigstens teilweise umgebenden Wassermantel und einen Brenner, dessen Brennstrahl in den Brennraum einragt, wobei gegebenenfalls der Wassermantel an einen Heizungsrücklauf und einen Heizungsvorlauf angeschlossen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß den Brennstrahl (9) ein Durchbrüche aufweisender Wassermantel hülsenartig wenigstens teilweis umgibt und/ oder durchsetzt, welcher an eine Zuleitung (24) für zu erwärmendes und eine Ableitung (23) für heißes Wasser angeschlossen ist.

2. Brennkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wassermantel um den Brennstrahl (9) in wenigstens einem schraubenlinien- oder spiralförmig gelegten Rohr (20) vorgesehen ist, dessen einzelne Windungen in Abstand zueinander verlaufen und zusammen eine gitterartige Hülse ergeben.

3. Brennkessel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die gitterartige Hülse zum Brenner (8) hin konisch verjüngt.

4. Brennkessel nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (20) der Hülse einen verhältnismäßig geringen Innendurchmesser aufweist.

5. Brennkessel nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Zuleitung (24) und Ableitung (23) des den Brennstrahl umgebenden Wassermantels an der zum Brenner (8) hinweisenden Stirnseite 1 vorgesehen sind.

6. Brennkessel nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung (24) mit einem Frischwasserförderer (38) und/oder den Brennraum umgebenden Wassermantel (4) bzw. dem Heizungsrücklauf (2) verbunden ist.

7. Brennkessel nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ableitung (23) mit dem Wassermantel (4) des Brennraumes bzw. dem Heizungsvorlauf (3) und/oder einem Heißwasserverbraucher (32) verbunden ist.

3. Brennkessel nach wenigstens einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß in die Ableitung (23) und/oder Zuleitung (24) eine Umwälzpumpe (25) eingeschaltet ist.

9. Brennkessel nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ableitung (23) und/oder Zuleitung (24) Ventile (34,37) od. dgl. zur Steuerung des Wasserkreislaufes angeordnet sind.

Zeichnung