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Title:
DEVICE FOR A HEATING INSTALLATION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1985/003765
Kind Code:
A1
Abstract:
Device for a heating installation with a combustion chamber (3) for a burner, said combustion chamber (3) being surrounded with a double envelope traversed by the fluid to be heated. To improve its efficiency, there is provided before the double envelope a register (11) arranged in the combustion chamber and exposed to the flame. To further improve its efficiency, there is also provided at the inlet of the register (11) a restriction valve which is actuated as a function of the fluid temperature, which enables, by means of the flow restriction, to maintain the temperature difference between the inlet and the outlet of the fluid at a relatively high value, even when the fluid temperature increases.

Inventors:
EICHHORN KARL (AT)
Application Number:
PCT/AT1985/000004
Publication Date:
August 29, 1985
Filing Date:
February 14, 1985
Export Citation:
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Assignee:
EICHHORN KARL
International Classes:
F24H1/44; F24H9/20; F28F9/02; (IPC1-7): F24H1/44; F24H9/20; F28F9/02; F28F1/04
Foreign References:
FR2081272A11971-12-03
FR2112438A11972-06-16
FR1496002A1967-09-22
NL8102552A1982-12-16
EP0025769A21981-03-25
EP0053503A21982-06-09
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Claims:
Patentansprüche:
1. Einrichtung an einer Heizanlage mit einem Heizkessel mit einem Brennraum, in den ein Brenner hineinragt und der von einem Doppelmantel umgeben ist, der mit einem Zu und einem Ablauf versehen und von dem zu erwärmenden Fluid durchströmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Brennraum (3) ein Register (11) angeordnet ist, das dem Doppelmantel (4) vorgeschaltet ist. Einrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die die beiden Sammler (14,15) des Registers (11) ver¬ bindenden Leitungen (16) durch VierkantRohre gebildet sind. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,' dadurch gekennzeichnet, daß Zu und Ablaufstutzen (12,13) des Registers (11) an dem selben Sammler (15) angeordnet sind, wobei ein Zulauf (12) und zwei Ablaufstutzen. ('13) vorgesehen sind, zwischen denen den Sammler (15) unterteilende Trennwände (17) angeordnet sind. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Zulauf des Registers (11) ein den Durchfluß steuerndes Drosselventil (15), z.B. eine Motorklappe angeordnet ist, das in Abhängigkeit von einem die Temperatur des Fluids erfassen¬ den Fühler (19) gesteuert ist. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, . daß der die Temperatur des Fluids erfassende Fühler (19) in einer den Ausgang des Registers (11) mit dem Kessel (4) ver¬ bindenden Leitung ■ (18) , in der vorzugsweise ein Pufferspeicher (14) für das Fluid sowie gegebenenfalls ein die Brenner¬ leistung steuernder Temperaturfühler (20) vorgesehen sind. εR Z angeordnet ist.
2. 5 Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (19) mit einem Regler verbunden ist, der die Stellung des Drosselventils (15) steuert.
Description:
Einrichtung an einer Heizanlage

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung an einer Heiz¬ anlage mit einem Heizkessel mit einem Brennraum, in den ein Brenner hineinragt und der von einem Doppelmantel umgeben ist, der mit einem Zu- und einem Ablauf versehen und von dem zu er¬ wärmenden Fluid durchströmt ist.

Um den Wirkungsgrad einer solchen Einrichtung zu verbessern wurde schon vorgeschlagen, den Doppelmantel im Bereich des Brennraumes mit Rauchführungsröhren zu durchsetzen, die über einen Rauchsammeiraum in einen Rauchabzug münden. Damit läßt sich die eingesetzte Primärenergie besser ausnützen.

Weiters wurde zur weiteren Verbesserung des Wirkungsgrades auch schon vorgeschlagen, die aus dem Kessel in den Rauchabzug ab¬ strömenden und noch eine erhebliche Temperatur " aufweisenden Gase über einen dem Doppelmantel des Kessels, der von dem zu erwärmenden Wasser gefüllt ist, vorgeschalteten Wärmetauscher zu leiten. Dabei ergibt sich jedoch ein erheblicher Nachteil. So kommt es durch die starke Abkühlung der Abgase an den vom re- lativ kalten Wasser durchströmten Wärmetauscher leicht zu Ver- sottungserscheinungen, durch die der Wärmetauscher rasch ver¬ schmutzt und den Durchzug der Abgase behindert, wodurch die Verbrennung im Brennraum leidet und daher der Wirkungsgrad der Anlage sinkt.

Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, die sich durch einen besonders hohen Wirkungsgrad auszeichnet und bei der eine Versottung weitgehend vermieden ist.

Sft

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß in dem Brenn¬ raum ein Register angeordnet ist, das dem Doppelmantel vorge¬ schaltet ist.

Dadurch wird das dem Doppelmantel zugeleitete Fluid vor dem Ein¬ strömen in diesen durch die direkte Einwirkung der Flamme des Brenners vorgewärmt, wobei aufgrund der Hitze der Flamme keine Vefsottung im Bereich des Registers zu befürchten ist und auch keine Verminderung des Luftdurchsatzes durch den Brennraum ein¬ tritt. Durch das Vorheizen des Wassers, bevor es in den Doppel¬ mantel einströmt, wird die Laufzeit des Brenners wesentlich verkürzt, wodurch sich Energieeinsparungen ergeben.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die die beiden Sammler des Registers verbindenden Leitungen durch Vierkantrohre gebildet sind, wodurch sich aufgrund des im Ver¬ hältnis der Querschnittsfläche relativ großen ümfanges der ver¬ bindenden Leitungen ein sehr guter Wärmeübergang ergibt.

Weiters kann vorgesehen sein, daß Zu- und Ablaufstutzen des Registers an dem selben Sammler angeordnet sind, wobei ein Zulauf- und zwei Ablaufstutzen vorgesehen sind, zwischen denen die Sammler unterteilende Trennwände angeordnet sind, wodurch sich sehr günstige Strömungsverhältnisse ergeben.

Um den Wirkungsgrad der Einrichtung noch weiter zu verbessern, kann vorgesehen sein, daß im Zulauf des Registers ein den Durch¬ fluß steuerndes Drosselventil, z.B. eine Motorklappe angeordnet ist, das in Abhängigkeit von einem die Temperatur des Fluids erfassenden Fühler gesteuert ist.

Dadurch wird erreicht, daß die Temperaturdifferenz zwischen dem Kesselzulauf und dem Kesselablauf durch Verminderung des Durch¬ laufes durch den Kessel relativ groß gehalten werden kann, auch wenn die Temperatur des zu erwärmenden Fluids steigt. Damit wird der Nachteil der sich bei üblichen Heizanlagen, bei denen die Temperatur der Heizkörper in der Regel durch ein den Rücklauf von

den Heizkörpern oder einer Gruppe von Heizkörpern mit deren Vorlauf mischenden Mischventile geregelt wird und bei denen stets der volle Durchfluß durch den Kessel aufrecht erhalten wird, ergibt vermieden, der durch die bei steigender Temperatur des Fluids verminderten Temperaturdifferenz zwischen dem Zu- und dem Ablauf des Kessels bedingt ist. - ^

Außerdem wird durch diese Maßnahmen der Vorrang der Regelung des Kessels gegenüber jener des -Heizkörpers sichergestellt, wodurch sich für den Kessel günstigere Betriebsbedingungen ergeben.

Besonder günstige Verhältnisse ergeben sich wenn der die Tempera¬ tur des Fluids erfassende Fühler in einer den Ausgang des Regist¬ ers mit dem Kessel verbindenden Leitung, in der vorzugsweise ein Pufferspeicher für das Fluid sowie gegebenenfalls ein die Brennerleistung steuernder Temperaturfühler vorgesehen sind, angeordnet ist. Durch die Anordnung eines Pufferspeichers, wird eine Verminderung der Zeitabschnitte erreicht in denen der Brenner in Betrieb ist. Durch. Anordnung eines die Brenner¬ leistung steuernden * ..Temperaturfühlers gelingt es, bei Erreichen einer entsprechenden Temperatur des Fluids eine entsprechende An¬ passung der Brennerleistung an den tatsächlichen Bedarf zu er¬ möglichen, wodurch sich ebenfalls Energieeinsparungen ergeben.

Besonders günstige Betriebsbedingungen ergeben sich, wenn der Fühler mit einem Regler verbunden ist, der die Stellung des Drosselventiles steuert. Dadurch kann der Durchfluß durch den Kessel entsprechend der jeweiligen Temperatur des Fluids ge¬ regelt werden.

Grundsätzlich ist es aber auch möglich, mit einem geringeren konstruktiven Aufwand das Auslangen zu finden. So kann auch eine einfache Zweipunktregelung für das Drosselventil vorgesehen und dieses mit einem entsprechend langsam laufenden Antrieb ver¬ sehen sein. In diesem Fall genügt ein Thermostat als Fühler, der bei Erreichen einer entsprechenden Temperatur den Antrieb des Drosselventiles startet, sodaß dieses in Richtung auf seine

maximal gedrosselte Stellung zu läuft und dadurch den Durch¬ fluß langsam vermindert. Sinkt die Temperatur des Fluides z.B. aufgrund eines plötzlich erhöhten Wärmebedarfs ab, so steuert der Thermostat den Antrieb des Drosslventils entsprechend um und dieses beginnt langsam aus der gedrosselten Stellung gegen die voll geöffnete Stellung zu laufen. Bei dieser einfachen Steuer¬ ung sind allerdings Schwingungen der Regelung nicht zu vermeiden.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Da¬ bei zeigt:

Figur 1 schematisch eine erfindungsgemäße Einrichtung und Figur 2 schematisch ein Register.

Der Heizkessel 1 weist eine Brennraumtür 2 auf, in -deren Öffnung ein nicht dargestellter Brenner einsetzbar ist. Der Brennraum 3 des Kessels ist durch einen Doppelmantel 4 begrenzt, der über einen Einlaß- und einen Auslaßstutzen 5,6 an einen Wasserkreis¬ lauf 7, z.B. für eine Heizung, anschließbar ist. Dabei ragt der Auslaßstutzen 6 durch den eigentlichen Doppelmantel 4 hindurch in einen mit diesem kommunizierenden Zusatzbehälter 8 hinein, der von Rauchführungsröhren 9 durchsetzt ist. Diese Rauchführ¬ ungsrohre 9 leiten die Abgase vom Brennraum 3 in einen Rauch¬ sammeiraum 10, von dem sie in einen nicht dargestellten Abzug abströmen.

In dem Brennraum ist weiters ein Register 11 angeordnet, das direkt der Einwirkung der Flamme des Brenners ausgesetzt ist. Dieses Register ist dem Doppelmantel 4 vorgeschaltet, sodaß der Rücklauf des Wasserkreislaufes an den Einlauf 12 des Registers 11 angeschlossen ist. Der Auslaufstutzen 13 des Registers 11 ist mit einem Pufferspeicher 14 verbünden, dessen Auslaß mit dem Einlaßstutzen 5 des Doppelmantels 4 verbunden ist.

Dem Einlaßstutzen 12 des Registers 11 ist ein Drosselventil 15 vorgeschaltet, das mittels eines Motors verstellbar ist und den Zufluß von dem Heizkörper 16 her regelt, der durch die Pumpe 17

bewirkt wird.

In der Leitung 18 vom Auslaßstutzen 13 des Registers 11 zum Pufferspeicher 14 ist ein Temperaturfühler 19 eingebaut. Dieser ist mit einer nicht dargestellten Regelung verbunden, die ihrerseits mit dem Drosselventil 15 bzw. dessen Motor verbunden ist.

Die Regelung des Drosselventils 15 kann entweder als Zweipunkt¬ regelung ausgebildet sein, wobei der Temperaturfühler bei Er¬ reichen einer bestimmten Temperatur ein Signal abgibt, das dazu führt, daß das Drosselventil gegen seine maximal offene Stellung zu läuft. Dabei ist eine entsprechend langsame Bewegung des Ventilkörpers vorgesehen. Bei Unterschreiten einer bestimmten Temperatur des Wassers gibt der Temperaturfühler 19 ein Signal ab, das das Zurücklaufen des Drosselventils 15 in seine maximal geschlossene Stellung bewirkt.

Für eine exaktere Regelung kann jedoch auch ein PI-Regler vorge¬ sehen sein, wobei jedoch der Fühler 19 ein entsprechendes analoges Signal abgeben muß. In diesem Falle wird der Durchfluß durch den Kessel bzw. das Register 11 und den Doppelmantel in Abhängigkeit von der momentanen Temperatur des Wassers geregelt.

Um eine weitere Engergieeinsparung zu ermöglichen, i-st in der Leitung 18 noch ein Thermostat 20 eingebaut, der bei Erreichen einer bestimmten Temperatur den Brenner von Vollast auf Teillast umschaltet.

Weiters ist in der Leitung 18 noch ein Sicherheitsthermostat 21 eingebaut, der bei Erreichen einer gefährlich hohen Temperatur den Brenner absperrt.

Wie aus Figur 2 ersichtlich, weist das Register 11 einen vorderen und einen hinteren Sammler 14,15 auf, die über Leitungen 16 aus Vierkant-Rohren verbunden sind.

ERSATZBLATT

Der hintere Sammler 15 wiest einen Einlauf 12 und zwei Ausla߬ stutzen 13 auf und ist durch zwei Trennwände 17, die zu beiden Seiten des Einiaufs angeordnet sind, unterteilt. Das einströmende Wasser fließt vom hinteren Sammler 15 über einen Teil der Leit¬ ungen 16 zum vorderen Sammler, wo es hochsteigt und über einen anderen Teil der Leitungen in den hinteren Sammler 15 zurück¬ strömt und anschließend über die beiden Auslaßstutzen 13 zum Einlaßstutzen des Doppelmantels 4 strömt.

Da das Register 11 der Einwirkung der Flamme des Brenners ' aus¬ gesetzt ist, wird das durch das Register 11 strömende Wasser er¬ wärmt, bevor es in den Doppelmantel einströmt.