Gerät zum Erwärmen von Wasser, insbesondere Warmwasserheizkessel

Abstract

 Die Erfindung geht aus von Geräten zum Erwärmen von Wasser, insb. einem Wasserheizkessel, mit einer Verbrennungskammer (4), die einen öl- oder gasbetriebenen Brenner (5) aufweist, einem oder mehreren Wärmetauschern (6, 9) und einem Saugzuggebläse, (12) das in den von den Rauchgasen durchströmten Räumen einen Unterdruck grwährleisten soll, und zwar in der Weise, dass der Brenner abgeschaltet wird, wenn der vorgeschriebene Unterdruck nicht vorhanden ist. Um eine sichere Messung des Innendruckes durchführen zu können, sind aufgrund der Erfindung die zur Feststellung des Druckes dienenden Elemente im Bereich der Wandung des Gerätes angeordnet, die der Brennerinstallation dienen; damit wird eine weitgehend turbulenzfreie Messtelle ausgewählt, die auch Verschmutzungen und anderen Einflüssen praktisch nicht ausgesetzt ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Erwärmen von Wasser, insb. einen Wasserheizkessel,mit einer Verbrennungskammer, der ein oder mehrere Brenner, vorzugsweise Öl- oder Gasbrenner, zugeordnet sind, einem oder mehrere Wärmetauscher und einem Ventilator zur Erzeugung eines Saugzuges im Rauch­gasabzug, wobei der oder die Brenner nur bei einem bestimmten Unterdruck in den von den Rauchgasen beaufschlagten Räumen des Kessels wirksam sind.

[0002] Bei den bekannten Geräten dieser Art erfolgt eine Unterdruckkontrolle durch Messung im Bereich des Saugzuggebläses oder durch eine Betriebskontrolle dieses Gebläses. Diese Ausbildung hat den Nachteil, dass sich die für die Sicherheit und einen guten Brennerbetrieb eingestellten Unterdruckwerte ändern können, ohne einen sicheren Betrieb des Gerätes sicherzustellen. So kann das Gebläse seine Drehzahl verändert haben. Auch Verschmutzungen im Abzugsbe­reich der Rauchgase können eingetreten sein. In all diesen Fällen wird das Gerät nicht abgeschaltet, ob­ wohl bei den erwähnten Fehlern ein Abschalten geraten ist.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nach­teile zu vermeiden; es soll also sichergestellt werden, dass eine bessere Drucküberwachung innerhalb des Gerätes gewährleistet ist, Fehlschaltungen ausgeschlos­sen sind sowie Abschaltungen des Brenners bei unzu­reichendem Unterdruck rechtzeitig vorgenommen werden.

[0004] Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäss das zur Feststellung des Unterdrucks dienende Element im Bereich der Stirnseite des Gerätes angeordnet, an der der bzw. die Brenner installiert sind. Dabei ist dieses Element - ggfs. könnnen auch mehrere Elemente vorgesehen sein - zweckmässigerweise so angeorndet, dass es sich in Wirkrichtung des Brenners gesehen hinter dem vom Brenner gebildeten Flammenkegel be­findet.

[0005] Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass eine Anbringung der genannten Elemente im Sinne der Erfindung weitgehend von Turbolenzen der Flammen bzw. Rauchgase unabhängig ist. Verstopfungen oder nachteilige Ver­schmutzungen sind an der genannten Stelle nicht zu erwarten. Messungen bzw. Ermittlungen an der vor­erwähnten Stelle sind somit sehr betriebssicher und genau.

[0006] Weiterhin ist es zweckmässig, den Steuerelementen zum Abschalten des Brenners ( bei ungenügendem Unter­druck ) ein Verzögerungsglied zuzuordnen, um zu verhindern, dass bei Sturmeinwirkung oder anderen von aussen her auf das Gerät einwirkenden Einflüssen und dabei kurzzeitig eintretenden Änderungen des Unterdrucks im Gerät eine Brennerabschaltung vollzogen werden kann. Auch bei Stufenschaltungen z.B. beim Zu- oder Abschalten von Brennern oder Brennerstufen ist eine solche Verzögerung angebracht. Weiterhin lässt die Erfindung besondere Schaltungen für das Saugzuggebläse zu; es kann in Abhängigkeit vom Unterdruckwert bzw. von den Druckabweichungen drehzahlgeregelt sein, um so z.B. bei ungenügendem Unterdruck durch eine höhere Drehzahl des Gebläses den gewünschten Unterdruck wieder herzustellen. Auch diese Massnahmen sind wirksam nur deshalb durch­führbar, weil die Unterdruckermittlung an einer weitgehend neutralen, von Verwirbelungen od. dgl. weitgehend verschonten Stelle in der Verbrennungs­kammer erfolgt.

[0007] Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. Es zeigen :

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Warmwasserheizkessels für die Raumheizung und / oder die Aufbereitung von zu anderen Zwecken dienendem Wasser,und zwar im oberen Bereich teilweise im senkrechten Schnitt und

Fig. 2 eine Einzelheit aus dem geschnitten dargestellten Bereich des Gerätes in vergrössertem Mass­stab.

[0008] In einem quaderförmigen Gehäuse mit einer isolierenden Vorderwand 1, Rückwand 2 und Abdeckung 3 befindet sich oben eine Verbrennungskammer 4 mit einem ölbetriebenen Brenner 5, dem in üblicher Weise ein Gebläse zugeordnet ist. Die Verbrennungskammer 4 befindet sich in einem Wärmetauscher 6, den das Wasser bei 7 zugeführt und bei 8 abgezogen wird. Der untere Teil dieses Wärmetauschers wird von den Rauchgasen durchströmt, die auch einen unten im Gehäuse befindlichen Wärmetauscher 9 durch­strömen. Die von diesem Wärmetauscher 9 gebildete Kammer ist eine Kondensationskammer. Unterhalb des Wärmetauschers 9 wird das Rauchgas einer Anlage 10 zur Neutralisation des Kondensats zugeführt. Das an­fallende Kondensat tritt bei 11 aus dieser Anlage aus, während die Rauchgase an der Rückseite, also an der Rückwand 2 unten austreten. Die Verbrennungs- bzw. Rauch­gase werden über ein Sauggebläse 12 dem Rauchgasabzugs­kanal 13 zugeführt.

[0009] Der Wärmetauscher 9 dient der Vorwärmung der Verbrennungs­luft. Die Luft gelangt über den Eintritt 14 in den Wärmetauscher 9, damit die vorgewärmte Luft dem Gebläse des Brenners 5 zugeführt werden kann. Vgl. Leitung 9′.

[0010] Auf der Abdeckung 3 befindet sich eine der Regelung und Steuerung dienende, kastenartige vorrichtung, die be­liebig - vorzugsweise elektrisch wirkend-ausgebildet ist. Die mit 15 bezeichnete Vorrichtung steht über ein dünnes Rohr 16 mit einem grösseren Rohr 17 in Verbindung, das durch die Vorderwand 1 hindurchgeführt ist in der Weise, dass nach Abschrauben der Kappe 18 vom Benutzer vom aussen her der Kegel 19 der vom Brenner 5 erzeugten Flamme beobachtet werden kann. Dabei mündet das Rohr 16 in das Innere des Rohres 17, so dass damit sich innerhalb des Rohres 16 und somit auch an der Messtelle innerhalb der Vorrichtung 15 der Unterdruck einstellt, der in­nerhalb der Verbrennungskammer 4 herrscht und von dem Sauggebläse 12 erzeugt ist (ggfs. unter Mitwirkung des natürlichen Zuges im Rauchgasabzugskanal 13).

[0011] Wichtig ist dabei, dass das Rohr 16 über das Rohr 17 an einer Stelle der Verbrennungskammer 4 vorgesehen ist, die weitgehend turbulenzneutral ist, also von einer mehr oder weniger starken Flamme unberührt bleibt und daher auch bei wechselnden Lasten und sich dabei einstellenden Kegelgrössen der Flamme im wesentlichen unberührt bleibt. Auch der Verschmutzungsgrad ist im Bereich zwischen dem freien Ende 20 und der Innen­fläche 21 der Vorderwand 1 sehr gering, in die das Rohr 17 einmündet. Die Nutzung des Rohres 17 als Messelement ist auch deshalb sehr vorteilhaft, weil es zugleich Bestandteil des Schauloches ist.

[0012] In der Vorrichtung 15 befindet sich noch ein Verzögerungs­glied, das ein Abschalten des Brenners 5 nicht unverzüglich, sondern mit einer zeitlichen Verzögerung von etwa 5 sec. vornimmt. Damit wird bei insb. Unterschreitung des Unterdrucks ( gewöhnlich etwa 0.2 - 0.3 mbar ) der Brenner 5 nicht sofort unwirksam bzw. abgestellt, vielmehr muss der unvorschriftsmässige Druck demnach z.B. 5 sec andauern, um die Vorrichtung tätig werden zu lassen, indem der Brenner 5 über die Leitung 22 ausgeschaltet wird. Dieses Verzögerungsglied hat auch den Vorteil, dass äussere Einflüsse z.B. hervorge­rufen durch Sturmeinwirkung auf die Schornsteinanlage keine unmittelbare Wirkung durch Abschalten des Brenners 5 haben. Dieses Zeitglied oder Verzögerungsglied hat auch Vorteile, wenn eine Leistungsstufenschaltung des Brenners 5 erfolgt, weil hierbei ebenfalls grössere Zustandsänderungen schnell eintreten können. In jedem Falle ist aber das Rohr 16 mit einem Sensor bzw. Druckmesser in Wirkverbindung, um mit seiner Hilfe den Brenner 5 bei bestimmten Druck­änderungen abzuschalten. Die durch die Messung des Unterdrucks an der vorbezeichneten Stelle mögliche, genaue, nahezu neutrale Ermittlung des Unterdrucks erlaubt es auch, den vorbestimmten Unterdruck durch eine Veränderung der Drehzahl des Sauggebläses 12 einzuregeln bzw. genau den Lastbedingungen entsprechend einzuhalten.

[0013] Die von der Vorrichtung 15 zum Sauggebläse 12 führende Steuerleitung ist mit 21 bezeichnet. Wie schon erwähnt, führt von der Vorrichtung 15 auch eine Leitung 22 zum Brenner 5, um diesen nach Unterschreiten des Unterdrucks abzuschalten, wobei es sich versteht, dass weitere, den Betrieb des Brenners 5 sicherstellende Verbindungen vorgesehen sein können.

Ansprüche

1. Gerät zum Erwärmen von Wasser, insb. Wasserheizkessel, mit einer Verbrennungskammer, der ein oder mehrere Brenner zugeordnet sind, einem oder mehreren Wärme­tauschern und einem Ventilator zur Erzeugung des Saugzuges im Rauchgasabzug, wobei der bzw. die Brenner nur bei einem betimmten Unterdruck in den von den Rauchgasen beaufschlagten Räumen des Gerätes wirksam und bei Abweichungen, insb. bei nachlassendem Unterdruck abschaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das zur Feststellung des Unterdruckes dienende Ele­ment (16,17) im Bereich der Wandung (1) des Gerätes angeordnet ist, an der der bzw. die Brenner (5) installiert sind.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (16,17) bzw. dessen freies Ende im Bereich zwischen der Installationswand (1) einerseits und dem freien Ende des Brenners (5) andererseits angeordnet ist.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Element das das Schauloch bildende Rohr (17) oder ein in dieses rohr mündendes weiteres Rohr (16) ist.

4. Gerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Element zwischen der Installationswand (1) und dem Feuerkegel des Brenners (5) angeordnet ist.

5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die das Abschalten des Brenners (5) bewirkende Vorrichtung (15) mit einem Verzögerungsglied ausgestattet ist.

6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerung auf mehrere Sekunden, vorzugsweise auf etwa 5 Sekunden einstellbar ist.

7. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Ventilator (12) eine seine Drehzahl beeinflussende Einrichtung zugeordnet ist, die die Drehzahl in Abhängigkeit vom Unterdruck einstellt.

8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Änderung der Ventilatordrehzahl und zur Einhaltung eines betimmten Unterdrucks ausge­bildet ist.

Zeichnung