Niedertemperaturheizkessel

Abstract

 Zur Vermeidung von Kondensation wird bei Niedrigtemperaturheizkesseln vorgeschlagen, die Heizgase durch einen Heizgaszug 3 und zusätzliche Nebenheizgaszüge abzuführen, die über Klappen verschlossen sind und eine Zwangssteuerung aufweisen, durch die, sofern die eine Klappe geöffnet, die andere geschlossen wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Niedertemperaturheizkessel mit einer den Brenner aufnehmenden Brennkammer, einem nachgeschalteten, im Abgasrohr endenden Heizgaszug und einem umgebenden Kesselwassermantel.

[0002] Bei den bekannten Zentralheizungsanlagen werden Niedertemperaturheizkessel der gattungsgemäßen Art eingesetzt. Ihre grundsätzliche Aufgabe besteht darin, das über den Brenner eingebrachte und gezündete Gas oder Öl als Wärme an das umgebende Kesselwasser abzugeben und in die Heizungsanlage einzuspeisen. Aus Gründen der Verbesserung der Energieausnutzung werden in jüngster Zeit immer mehr Niedertemperaturheizkessel eingesetzt, bei denen zur Verminderung der Wärmeverluste das Kesselwasser auf einer vergleichsweise niedrigen Temperatur gehalten wird. Zur Erreichung einer hohen Lebensdauer ist von ausschlaggebender Bedeutung, daß eine Kondensation der Heizgase nicht eintritt. Bei Normaltemperaturkesseln wird zu diesem Zweck die Kesseltemperatur so gesteuert, daß sie oberhalb des Taupunktes der Heizgase zu liegen kommt. Bei Niedertemperaturkesseln hingegen müssen entsprechend aufwendige Vorkehrungen getroffen werden.

[0003] Hiervon ausgehend hat sich die Erfindung die Weiterentwicklung von Niedertemperaturheizkesseln zur Aufgabe gemacht, bei denen Kondensation vermieden und gleichzeitig eine optimale Energieausnutzung möglich wird.

[0004] Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß der Kesselwassermantel zweischaig in einen primären (inneren) und sekundären (äußeren) Kreislauf unterteilt ist, daß zwei Öffnungen zwei Verbindungen zwischen primärem und sekundärem Kreislauf herstellen, wobei mindestens eine der Verbindungen ein temperaturgesteuertes Ventil aufweist, die dem primären Kreislauf auf einer hohen und den sekundären Kreislauf auf einer niederen Temperatur einstellt und daß sowohl primärer als auch sekundärer Kreislauf mit Vor-und Rücklaufanschlüssen versehen sind.

[0005] Der die Brennkammer und teilweise den Heizgaszug umgebende Kesselwassermantel ist zweischalig und in einen primären (inneren) und sekundären (äußeren) Bereich unterteilt, die über (mindestens) zwei Öffnungen untereinander in Verbindung stehen. Im Sinne der Erfindung ist wenigstens eine der Verbindungen mit einem temperaturgesteuerten Ventil versehnen, welches so eingestellt ist, daß der Ausgleich zwischen primärem und sekundärem Kreislauf nur unvollständig erfolgen kann, so daß der primäre Kreislauf auf einer wesentlich höheren als der sekundäre eingestellt und gehalten wird.

[0006] Eine derartige zweischalige Kesselwassermantelkonstruktion hat zum Vorteil, daß Kondensation vermieden, optimale Energieausnutzung erfolgen und sowohl hochtemperiertes Wasser durch Entnahme aus dem primären Kreislauf als auch niedertemperiertes Wasser aus dem sekundären bereitstellbar ist. Das hocherwärmte Wasser wird beispielsweise an Hochtemperaturgeräte wie Brauchwasser und Boiler und das niedertemperierte Wasser an die Heizkörper angeschlossen. Unter energetischen Gesichtspunkten ist als Vorteil anzusehen, daß nur ein geringer Teil des Wassers auf einer vergleichsweise hohen Temperatur gehalten und gleichzeitig durch die umgebende zweite Schale des Kesselwassermantels von niederer Temperatur die Energieverluste minimiert werden können. Es erfolgt nur eine unmittelbare Erwärmung des primären Kreislaufes, der einen Teil seines Mediums über das temperaturgesteuerte Ventil an den sekundären Kreislauf abgibt. Durch die hohe Temperatur des primären Kreislaufes erhält man im Bereich der Wandungen der Brennkammer und des Heizgaszuges Temperaturverhältnisse, mit denen bei Normaltemperaturkesseln vergleichbar sind, die also oberhalb des Taupunktes liegen, so daß mit Sicherheit eine Kondensation der Heizgase ausgeschlossen ist. Als Folge davon ergibt sich eine vergleichsweise hohe Lebensdauer.

[0007] Für den Ausgleich des Mediums zwischen dem primären und dem sekundären Kreislauf ist mindestens eine Verbindung erforderlich, durch die in gesteuerter Weise das Medium vom primären in den sekundären Kreislauf gelangt und zusätzlich eine zweite Verbindung durch die eine Ausgleichsströmung zurück in den Primärkreislauf, d.h. der Zuführung von küherem Heizkreismedium vom sekundären in den primären Kreislauf erfolgt. Die über eine Verbindung erfolgende Strömung ist über ein Ventil temperaturgeteuert, wobei nur eine einzige Verbindung in dieser Weise zu steuern ist, da durch die zweite eine entsprechende Ausgleichsströmung erfolgt.

[0008] In einer zweckmäßigen Weiterbildung wird vorgechlagen, eine Verbindung mit einer temperaturgeteuerten Pumpe zu versehen, die zu einem rascheren Flüssigkeitsausgleich zwischen primärem und sekundärem Kreislauf beiträgt und diese unterstützt. Zur Verbesserung der Isolation zwischen primärem und sekundärem Kreislauf ist der dazwischen angeordnete Mantel entweder isoliert und/oder doppelschalig ausgebildet.

[0009] Zur Vermeidung der Kondensation von Heizgasen darf an keiner Stelle des inneren Kesselwassermantels der Taupunkt der Heizgase unterschritten werden. Insbesondere beim Einlaß des primären Kreislaufes strömt vergleichsweise kühles Heizkreismedium ein, was eine lokale Temperaturabsenkung unter den Taupunkt zur Folge haben könnte. Aus diesem Grunde wird als zweckmäßig vorgeschlagen, das einströmende Wasser, das sowohl aus dem Rücklauf des externen Hochtemperaturgerätes oder aber die Ausgleichsströmung aus dem Sekundärkreislauf darstellen kann, flächenmäßig zu verteilen bzw. einzustellen, damit man eine Art Mischkammerprinzipes erhält und nicht nur ein bestimmter Punkt angeströmt wird.

[0010] Wenn während der sommerlichen Jahreszeit kein dem sekundären Kreislauf zu entnehmendes Niedrigtemperaturwasser zur Erwärmung der Heizkörper benötigt wird, empfiehlt sich in besonderer Weise, die als Einlaß oder Auslaß des Primärkreislaufes in den sekundären Kreislauf dienende Öffnung als Stutzen auszubilden, der nach oben weist und in einem zweiten ihn im wesentlichen koaxial umgebenden Stutzen endet. Diese Anordnung bewirkt, daß das durch thermische Konvektion aus dem primären Kreislauf austretende heiße Heizkreismedium in dem zweiten, diesen umgebenden Stutzen wird und aufgrund des Temperaturgradierenten nicht nennenswert in den sekundären Kreislauf hineinströmen kann. Dann wird die aufgebrachte Wärme in erster Linie nur noch zur Erwärmung des primären Kreislaufes, aus dem das Brauchwasser entnommen wird, genutzt und der sekundäre Kreislauf erhält nur in geringfügigem Umfang Heizmedium mit höherer Temperatur zugeführt.

[0011] Von Vorteil ist weiter sowohl im primären als auch im sekundären Kreislauf den Ablaß an der Unterseite anzubringen.

[0012] Aufgrund thermischer Konvektion wird sich sowohl innerhalb des primären als auch sekundären Kreislaufes eine Temperaturschichtung dahingehend ausbilden, daß die oberen Bereiche eine höhere Temperatur als die darunterliegenden aufweisen. Um zu vermeiden, daß bei Entnahme von vergleichsweise geringen Mengen das Gesamtvolumen des primären/sekundären Kreislaufes auf die entsprechend hohe Entnahmetemperatur gebracht werden muß, empfiehlt sich die Positionierung des Entnahmepunktes im oberen Bereich. Geringe Mengen werden in erster Linie während des Sommerbetriebes entnommen. Bei Entnahme größerer Mengen, wie sie während des Winterbetriebs erfolgt, ist nur ein vergleichsweise weit unten liegender Entnahmepunkt zur Lieferung des entsprechenden Volumens an Heizkreismedium entsprechender Temperatur in der Lage. Deshalb wird in einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, zwei Entnahmepunkte und zwar einen oben (Sommerbetrieb) und eine unten (Winterbetrieb) anzuordnen, zwischen denen umgeschaltet werden kann. Im auf Sommerbetrieb umgeschalteten Zustand läßt sich zusätzlich Energie einsparen und die Wirtschaftlichkeit steigern. Aufgrund analoger Überlegungen kann die Einspeisung während des Sommerbetriebs im oberen Bereich und im Winterbetrieb im unteren sinnvoll sein.

Ansprüche

1. Niedertemperaturheizkessel mit einer den Brenner aufnehmenden Brennkammer, einem nachgeschalteten, im Abgasrohr endenden Heizgaszug und einem umgebenden Kesselwassermantel, dadurch gekennzeichnet, daß der Kesselwassermantel zweischalig in einen primären (inneren) (10) und sekundären (äußeren) Kreislauf (11) unterteilt ist, daß zwei Öffnungen 12 zwei Verbindungen zwischen primärem und sekundärem Kreislauf herstellen, wobei mindestens eine der Verbindungen ein temperaturgesteuertes Ventil aufweist, die den primären Kreislauf (10) auf einer hohen und den sekundären Kreislauf (11) auf einer niederen Temperatur einstellen und daß sowohl primärer (10) als auch sekundärer Kreislauf (11) mit Vor- und Rücklaufanschlüssen versehen sind.

2. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindung mit einer temperaturgesteuerten Pumpe versehen ist.

3. Heizkessel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel zwischen primärem (10) und sekundärem Kreislauf (11) isoliert und/oder doppelschalig ist.

4. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß in den primären Kreislauf (10) flächenmäßig verteilt (Mischkammerprinzip) ist.

5. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine der als Einlaß oder Auslaß des primären Kreislaufes (10) dienende Öffnung (12) ein nach oben weisender Stutzen (13) ist, der in einem zweiten, im wesentlichen koaxial umgebenden Stutzen (14) endet.

6. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen unten angeordneten Ablaß.

7. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahme oder die Einspeisung durch Umschalten oben (Sommerbetrieb) oder unten (Winterbetrieb) erfolgen kann.

Zeichnung