DE1206562B

DE1206562B - Gas or oil-fired hot water boiler for collective heating systems with domestic water heating device

Info

Publication number: DE1206562B
Application number: DEO8227A
Authority: DE
Inventors: Gustav Ospelt
Original assignee: Hoval AG
Current assignee: Hoval AG
Priority date: 1960-08-24
Filing date: 1961-08-19
Publication date: 1965-12-09

Description

Gas- oder ölbefeuerter Warmwasserheizkessel für Sammelheizungsanlagen mit Brauchwasser-Aufheizvorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf einen gas- oder ölbefeuerten Warmwasserheizkessel für Sammelheizungsanlagen mit einem eine im wesentlichen glockenförmige, waagerechte Brennkammer bildenden inneren Kesselwassermantel, einem diesen Wassermantel mit Abstand umgebenden und so einen Heizgaszug begrenzenden äußeren Kesselwassermantel und einem über dem Heizkessel angeordneten, mit dem äußeren Kesselwassermantel wasserführend verbundenen Wärmetauscher als Brauchwassererhitzer sowie mit einer vom inneren Kesselwassermantel zum Wärmetauscher hinführenden wasserführenden Verbindung.Gas or oil-fired hot water boiler for collective heating systems with domestic water heating device The invention relates to a gas or Oil-fired hot water boiler for collective heating systems with a one essentially bell-shaped, horizontal combustion chamber forming inner boiler water jacket, a surrounding this water jacket at a distance and thus limiting a flue of heating gas outer boiler water jacket and one above the boiler, with the outer one Boiler water jacket connected to a water-bearing heat exchanger as a domestic water heater as well as with a water-carrying one leading from the inner boiler water jacket to the heat exchanger Link.

Es sind Heizkessel dieser Art bekannt, bei denen der Brauchwassererhitzer als Brauchwasserspeicher mit einem vom Kesselwasser durchflossenen Wärmetauscher ausgebildet ist, der so an den oberen Teil des äußeren Kesselwassermantels angeschlossen ist, daß in ihm das Kesselwasser durch Schwerkraft umläuft. Bei derartigen Speichern kann sich der Aufheizvorgang der großen Brauchwassermenge über längere Zeit erstrecken.There are known boilers of this type in which the domestic water heater as a domestic hot water storage tank with a heat exchanger through which the boiler water flows is formed, which is connected to the upper part of the outer boiler water jacket is that the boiler water circulates in it by gravity. With such stores the heating process of the large amount of hot water can take a long time.

Bei einem Heizkessel, der mit einem als Durchlauferhitzer ausgebildeten Brauchwassererhitzer versehen werden soll, ergeben sich andere Anforderungen an den Kesselaufbau, insbesondere an die Heizwasserführung, da bei einem Durchlauferhitzer das Brauchwasser innerhalb der kurzen Zeit, die es zum Durchströmen des Durchlauferhitzers benötigt, aufgeheizt werden muß. Es sind Heizkessel gewöhnlicher Bauart mit einem Durchlauf-Brauchwassererhitzer bekannt, bei denen der kesselwasserführende Teil des Brauchwassererhitzers aus einem auf den Kesselwassermantel aufgesetzten Behälter besteht, in dem eine senkrechte zylindrische Leitwand angeordnet ist, auf deren Außenseite sich der Durchlauferhitzer befindet. Der von der Leitwand umschlossene Raum ist mit dem oberen Ende des Kesselwassermantels verbunden, so daß heißes Kesselwasser in diesem Raum zum oberen Ende des Behälters aufsteigen kann. Das untere Ende des Zwischenraumes zwischen der Leitwand und der Behälterwand ist durch eine außerhalb des Kessels liegende Leitung mit der in den unteren Teil des Kesselwassermantels einmündenden Kesselrücklaufleitung verbunden, so daß das sich am Durchlauferhitzer abkühlende, in dem Zwischenraum nach unten strömende Kesselwasser in den Kesselwassermantel zurückgeleitet wird. Hierbei gelangt das abgekühlte Kesselwasser unmittelbar in den den Feuerraum umgebenden Kesselwassermantel, so daß in dem Feuerraum an der Mantelwand schädliche Kondensationserscheinungen auftreten können. Ferner fließt nur ein Teil des im Kesselwassermantel aufsteigenden heißen Kesselwassers zum Durchlauferhitzer, da das Kesselwasser für die angeschlossene Heizungsanlage unmittelbar aus dem Kesselwassermantel durch die am oberen Ende dieses Wassermantels abgehende Kesselvorlaufleitung entnommen wird. Diese abgezweigte Wassermenge kann vor allem bei Pumpenheizungsanlagen groß sein, so daß dem Brauchwassererhitzer nicht genügend Heizwasser zur Verfügung steht.In the case of a boiler that is designed as a flow heater Domestic water heater is to be provided, there are other requirements the boiler structure, especially the heating water supply, as with a flow heater the domestic water within the short time it takes to flow through the water heater required, must be heated. They are boilers of ordinary design with a Known instant water heater, in which the boiler water-carrying part of the domestic water heater from a container placed on the boiler water jacket consists, in which a vertical cylindrical baffle is arranged on the The water heater is on the outside. The one enclosed by the baffle Space is connected to the upper end of the boiler water jacket, so that hot boiler water can rise in this space to the top of the container. The lower end of the The space between the guide wall and the container wall is through an outside of the boiler with the one in the lower part of the boiler water jacket opening boiler return line connected, so that it is connected to the water heater Cooling boiler water flowing down in the space into the boiler water jacket is returned. Here, the cooled boiler water enters directly the boiler water jacket surrounding the furnace, so that in the furnace at the Jacket wall harmful condensation phenomena can occur. Furthermore flows only part of the hot boiler water rising in the boiler water jacket to the flow heater, because the boiler water for the connected heating system comes directly from the boiler water jacket taken through the boiler flow line going out at the upper end of this water jacket will. This amount of water diverted can be large, especially in pump heating systems so that there is not enough heating water available for the domestic water heater.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen Heizkessel der eingangs genannten Art, der mit einem Durchlauferhitzer als Brauchwassererhitzer versehen ist, derart einzurichten, daß für den Kreislauf des Kesselwassers eine große Schwerkraftwirkung in dem kesselwasserführenden Teil des Brauchwassererhitzers erzeugt wird, daß Korrosionen an der Innenwand des den Feuerraum umgebenden Wassermantels vermieden werden und daß der Brauchwassererhitzer gegenüber der angeschlossenen Sammelheizungsanlage bei der Wärmebedarfsdeckung in hohem Maße bevorzugt ist.The invention has the task of providing a boiler type mentioned at the beginning, the one with a water heater as a domestic water heater is provided to set up in such a way that a large gravity effect in the boiler water-carrying part of the domestic water heater is generated that corrosion on the inner wall of the water jacket surrounding the furnace can be avoided and that the domestic water heater compared to the connected Collective heating system is preferred to a large extent to cover the heat demand.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der kesselwasserführende Teil des Wärmetauschers in an sich bekannter Weise von einem oben geschlossenen, senkrechten äußeren :Mantel und einem im wesentlichen gleichachsig und mit Abstand zu diesem verlaufenden, senkrechten inneren Mantel als Ringzylinder gebildet ist, in dem ein Durchlauferhitzer für Brauchwasser angeordnet ist, daß von dem äußeren Kesselwassermantel bis in dessen unteren Teil reichende Kammern abgeteilt sind, die mit dem Wärmetauscher im unteren Bereich des ringzylindrischen Raumes verbunden sind, wo ferner die Heizungsvorlaufleitung abgeht.This object is achieved according to the invention in that the boiler water leading Part of the heat exchanger in a manner known per se from a closed top, vertical outer : Coat and one essentially equiaxed and at a distance from this running, vertical inner jacket as a ring cylinder is formed in which a water heater for domestic water is arranged that Chambers extending from the outer boiler water jacket to its lower part are divided up with the heat exchanger in the lower area of the ring-cylindrical Room are connected, where the heating flow line also goes off.

Durch die tief unten im äußeren Kesselwassermantel auslaufenden taschenförmigen Kammern wird eine hohe Säule des im Heizkessel vom Wärmetauscher zurückfließenden Heizwassers und damit eine große Schwerkraftwirkung erzielt. Gleichzeitig wird ermöglicht, daß das abgekühlte Heizwasser im äußeren Kesselwassermantel vorgewärmt wird, bevor es wieder in den den Feuerraum umgebenden inneren Kesselwassermantel eintritt. Dadurch werden Kondensationserscheinungen im Feuerraum verhütet. Ferner wird durch den Abgang der Heizungsvorlaufleitung im unteren Bereich des ringzylindrischen Raumes der Vorteil erreicht, daß die gesamte durch die beiden Kesselwassermäntel umlaufende Kesselwassermenge erst an dem Durchlauferhitzer vorbeiströmt, bevor sie, ganz oder teilweise, durch die Heizungsvorlaufleitung dem Heizkessel für die angeschlossene Sammelheizungsanlage entnommen wird, so daß stets eine gleich große Menge an heißem Kesselwasser für den Aufheizvorgang des Brauchwassers zur Verfügung steht. Bei Pumpenheizungsanlagen tritt sogar eine Steigerung des Kesselwasserumlaufes durch den Wärmetauscher ein.Because of the pocket-shaped ones that run out deep down in the outer boiler water jacket Chambers becomes a high column of the flowing back from the heat exchanger in the boiler Heating water and thus achieved a great effect of gravity. At the same time it is made possible that the cooled heating water is preheated in the outer boiler water jacket before it re-enters the inner boiler water jacket surrounding the combustion chamber. Through this condensation phenomena in the combustion chamber are prevented. Furthermore, by the departure the heating supply line in the lower area of the annular cylindrical space is the advantage achieves that the entire amount of boiler water circulating through the two boiler water jackets only flows past the water heater before it, in whole or in part, through the heating flow line to the boiler for the connected collective heating system is taken so that there is always an equal amount of hot boiler water for the heating process of the domestic water is available. With pump heating systems there is even an increase in the boiler water circulation through the heat exchanger.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. Es ist F i g. 1 ein Längsschnitt durch einen Heizkessel nach der Linie 1-I in F i g. 2 und F i g. 2 ein Längsschnitt nach der Linie II-lI in Fig. 1.The drawing shows an exemplary embodiment of the subject matter of the invention shown schematically. It is F i g. 1 is a longitudinal section through a boiler after the line 1-I in FIG. 2 and F i g. 2 is a longitudinal section along the line II-II in Fig. 1.

Der dargestellte Heizkessel weist einen zylindrischen, senkrechten äußeren Mantel 1 auf, der oben durch einen leicht einwärts gewölbten Deckel 2 abgeschlossen ist. Der Deckel 2 ist mit dem Mantel 1 über Flanschen 3 verbunden. Ein zweiter, im Innern des Mantels 1 angeordneter zylindrischer, senkrechter Mantel 4 ist oben offen, und im oberen Teil des zwischen den Mänteln 1 und 4 vorhandenen ringzylindrischen Raumes 40 ist ein Durchlauferhitzer 5 angeordnet, durch den das Brauchwasser strömt, das beim Durchlaufen durch diesen Durchlauferhitzer aufgeheizt wird. Die Kaltwasser-Eintrittstelle des Durchlauferhitzers 5 ist mit 6 und die Heizwasser-Austrittstelle mit 7 bezeichnet. Der Durchlauferhitzer 5 weist zur Verminderung des Durchflußwiderstandes drei parallelgeschaltete Heizschlangen auf, die über ein Verzweigungsstück 8 und ein senkrechtes Rohrstück 9 mit der Wassereintrittstelle 6 in Verbindung stehen. Das entsprechende austrittseitige Verzweigungsstück ist in der Zeichnung nicht sichtbar. Der Durchlauferhitzer 5 ist auf nicht näher dargestellte Weise am Deckel 2 befestigt und wird beim Aufsetzen des Deckels von oben her in den ringzylindrischen Raum 40 eingesetzt, wobei das senkrechte Rohrstück 9 in einem Längsschlitz 10 des inneren Mantels 4 gleitet.The boiler shown has a cylindrical, vertical one outer jacket 1, which is completed by a slightly inwardly curved cover 2 at the top is. The cover 2 is connected to the jacket 1 via flanges 3. A second, in the interior of the jacket 1 arranged cylindrical, vertical jacket 4 is at the top open, and in the upper part of the ring cylindrical present between the jackets 1 and 4 Space 40 is a water heater 5, through which the domestic water flows, which is heated up when passing through this water heater. The cold water entry point of the water heater 5 is denoted by 6 and the heating water outlet point by 7. The water heater 5 has three parallel-connected to reduce the flow resistance Heating coils on, which have a branch piece 8 and a vertical piece of pipe 9 are connected to the water entry point 6. The corresponding outlet side Branch piece is not visible in the drawing. The water heater 5 is attached in a manner not shown on the cover 2 and is when put on of the lid inserted from above into the annular cylindrical space 40, the vertical pipe section 9 slides in a longitudinal slot 10 of the inner casing 4.

Die senkrechten Mäntel 1 und 4 sind unten mit einem ersten waagerechten zylindrischen Mantel 11 verbunden, in dem sich ein zweiter waagerechter zylindrischer Mantel 12 befindet. Die Mäntel 11 und 12 sind an ihren rückwärtigen Enden durch Böden 13, 14 und an ihren vorderen Enden durch Böden 15, 16 abgeschlossen. Die Teile 11- bis 16 begrenzen den äußeren Kesselwassermantel 17, der über eine obere Öffnung 17' des Mantels 11 mit dem Innengewinde des senkrechten Mantels 4 in Verbindung steht. Der ringzylindrische Raum 40 zwischen den senkrechten Mänteln 1 und 4 steht über zwei längliche Öffnungen 18 mit zwei durch senkrechte Zwischenwände 19 vom äußeren Kesselwassermantel17 abgeteilte, unten offene Kammern 20 des äußeren I:csselwassermantels 17 in Verbindung.The vertical jackets 1 and 4 are connected at the bottom to a first horizontal cylindrical jacket 11 in which a second horizontal cylindrical jacket 12 is located. The shells 11 and 12 are closed at their rear ends by bottoms 13, 14 and at their front ends by bottoms 15, 16. The parts 11 to 16 delimit the outer boiler water jacket 17, which is connected to the internal thread of the vertical jacket 4 via an upper opening 17 ′ in the jacket 11. The annular cylindrical space 40 between the vertical jackets 1 and 4 communicates via two elongated openings 18 with two chambers 20, open at the bottom, of the outer boiler water jacket 17 separated from the outer boiler water jacket 17 by vertical partitions 19.

Innerhalb der Mäntel 11 und 12 und gleichzeitig mit diesen sind noch ein dritter und ein vierter waagerechter .Mantel 21, 22 angeordnet, die sich vorne an die Böden 15 und 16 anschließen und einen inneren Kesselwassermantel 23 bilden, der an seinem hinteren Ende durch ringförmige Böden 24 und 25 abgeschlossen ist. An den inneren Kesselwassermantel 23 ist oben ein senkrechtes, oben offenes Steigrohr 26 angeschlossen, das durch die waagerechten Mäntel 12 und 11 hindurchgeht und sich im Inneren des senkrechten Mantels 4 bis nahezu zu dessen oberem Ende erstreckt.Inside the jackets 11 and 12 and simultaneously with these are still a third and a fourth horizontal .Mantel 21, 22 arranged, which are at the front connect to bottoms 15 and 16 and form an inner boiler water jacket 23, which is closed at its rear end by annular bottoms 24 and 25. At the top of the inner boiler water jacket 23 is a vertical riser pipe that is open at the top 26 connected, which passes through the horizontal jackets 12 and 11 and is extends inside the vertical jacket 4 almost to its upper end.

Der innerste waagerechte Mantel 22 begrenzt eine Brennkammer 27, die durch Öffnungen 28 und 29 der Böden 15 und 16 mit einem Öl- oder Gasbrenner 30 in Verbindung steht. Die Verbrennungsgase strömen in Richtung der ausgezogen dargestellten Pfeile aus der Brennkammer 27 durch die von den ringförmigen Böden 24 und 25 frei gelassene Öffnung 31 in den Zwischenraum 32 zwischen den Wassermänteln 17 und 23, und zwar infolge von Feuerleitblechen 32' zuerst nach oben. Hierauf strömen die Verbrennungsgase axial nach vorne, dann in Umfangsrichtung um den inneren Wassermantel 23 herum und verlassen den Kessel schließlich durch einen hinten und unten angeordneten Rauchgasstutzen 33, in dem eine Abschlußklappe 34 in geöffneter Stellung angedeutet ist.The innermost horizontal jacket 22 delimits a combustion chamber 27 which is connected to an oil or gas burner 30 through openings 28 and 29 in the bases 15 and 16. The combustion gases flow in the direction of the solid arrows from the combustion chamber 27 through the opening 31 left free by the annular bottoms 24 and 25 into the space 32 between the water jackets 17 and 23, first upwards as a result of fire deflectors 32 '. The combustion gases then flow axially forwards, then in the circumferential direction around the inner water jacket 23 and finally leave the boiler through a flue gas nozzle 33 arranged at the rear and below, in which a closing flap 34 is indicated in the open position.

Der Anschluß 35 für die Heizungsvorlaufleitung befindet sich am unteren Ende des Raumes 40 zwischen den senkrechten Mänteln 1 und 4. Der Anschluß 36 für die Heizungsrücklaufleitung befindet sich am unteren Ende des äußeren Wassermantels 17. Eine mit Austrittslöchern 37 versehene Abschirmwand 38 sorgt dafür, daß das kalte Rücklaufwasser nicht unmittelbar mit dem heißen Mantel 12 in Berührung kommt, sondern vor dem Durchtritt durch die Löcher 37 zuerst angewärmt wird.The connection 35 for the heating flow line is located at the bottom End of the space 40 between the vertical jackets 1 and 4. The connection 36 for the heating return line is located at the lower end of the outer water jacket 17. A shielding wall 38 provided with outlet holes 37 ensures that the cold return water does not come into direct contact with the hot jacket 12, but is first warmed before passing through the holes 37.

Wenn die angeschlossene Sammelheizungsanlage in Betrieb ist, strömt das Wasser in Richtung der gestrichelten Pfeile durch den Rücklaufanschluß 36 und die Löcher37 zum mittleren unteren Teil des äußeren Wassermantels 17. Ein Teil des Wassers gelangt vorne aus dem äußeren Kesselwassermantel 17 in den inneren Kesselwassermantel 23 und verläßt diesen durch das Steigrohr 26. Ein anderer Teil des Wassers fließt dagegen im äußeren Wassermantel 17 nach oben und durch die Öffnung 17' in den Innenraum des senkrechten Mantels 4. Das vom inneren Kesselwassermantel23 kommende sehr heiße Wasser hat im Steigrohr 26 eine große Geschwindigkeit und beschleunigt durch seine Mischung mit dem im Innenraum des senkrechten Mantels 4 steigenden Wasser auch den Umlauf im äußeren Kesselwassermante117. Das Wasser strömt danach in dem ringzylindrischen Raum 40 von oben nach unten am Durchlauferhitzer 5 entlang, wobei es das durch diesen fließende Brauchwasser erwärmt, und gelangt schließlich zum Vorlaufanschluß 35 und von da zur Umlaufpumpe 39 der Heizungsanlage.When the connected collective heating system is in operation, flows the water in the direction of the dashed arrows through the return port 36 and the holes 37 to the middle lower part of the outer water jacket 17. Part of the Water reaches the front from the outer boiler water jacket 17 into the inner boiler water jacket 23 and leaves this through the riser pipe 26. Another part of the water flows however, in the outer water jacket 17 upwards and through the opening 17 'into the interior of the vertical jacket 4. The very hot one coming from the inner boiler water jacket23 Water has a great speed in the riser pipe 26 and accelerates through its Mixing with the rising water in the interior of the vertical jacket 4 also the Circulation in the outer boiler water jacket 117. That Water flows after it in the annular cylindrical space 40 from top to bottom along the water heater 5, where it heats the domestic water flowing through it, and finally arrives to the flow connection 35 and from there to the circulation pump 39 of the heating system.

Derjenige Teil des am Durchlauferhitzer 5 entlang nach unten strömenden Wassers, der nicht von der Umlaufpumpe 39 durch den Vorlaufanschluß 35 abgesogen wird, kann durch die Öffnungen 18 in die Kammern 20 des äußeren Kesselwassermantels 17 einströmen und durch deren untere offene Enden, die nahe der tiefsten Stelle des äußeren Kesselwassermantels 17 liegen, in den unteren Teil dieses Wassermantels wieder zurückströmen.That part of the water flowing down the water heater 5 that is not sucked off by the circulation pump 39 through the flow connection 35 can flow through the openings 18 into the chambers 20 of the outer boiler water jacket 17 and through their lower open ends, which are close to the deepest Place of the outer boiler water jacket 17, flow back into the lower part of this water jacket.

Wenn die angeschlossene Sammelheizungsanlage nicht in Betrieb ist, also bei reinem Wärmetauscherbetrieb, läuft das Kesselwasser wie oben beschrieben um, wobei jedoch kein Wasser durch den Rücklaufstutzen 36 ein- und aus dem Vorlaufstutzen 35 austritt. Das Kesselwasser, dessen Temperatur sowohl bei Sammelheizungsbetrieb als bei reinem Wärmetauscherbetrieb durch einen den Ölbrenner 30 steuernden Thermostaten in an sich bekannter Weise nach oben begrenzt werden kann, gerät bei Entnahme von Brauchwasser sofort in einen lebhaften, durch die beschriebenen Wassermäntel, Rohre, Kammern usw. geführten Umlauf, weil das am Durchlauferhitzer 5 abgekühlte Wasser durch die taschenförmigen Kammern 20 nahezu zum untersten Punkt des Kessels gelangt, so daß der kalte äußere Zweig des Umlaufweges und dessen heißer innerer Zweig nahezu die gleiche Höhe haben wie der ganze Kessel. Infolge der großen Umlaufgeschwindigkeit des Wassers ist auch die Wärmeübertragung durch den Wärmetauscher ausreichend groß.When the connected collective heating system is not in operation, i.e. when the heat exchanger is in operation, the boiler water circulates as described above, but no water enters and exits the flow connection 35 through the return connection 36. The boiler water, the temperature of which can be limited by a thermostat controlling the oil burner 30 in a manner known per se both in collective heating operation and in pure heat exchanger operation, immediately gets into a lively state when hot water is withdrawn, as a result of the water jackets, pipes, chambers, etc. described. guided circulation, because the water cooled at the water heater 5 passes through the pocket-shaped chambers 20 almost to the lowest point of the boiler, so that the cold outer branch of the circulation path and its hot inner branch have almost the same height as the entire boiler. As a result of the high speed of circulation of the water, the heat transfer through the heat exchanger is also sufficiently large.

Claims

Claims: 1. Gas or oil-fired hot water boiler for collective heating systems with an essentially bell-shaped, horizontal combustion chamber forming inner boiler water jacket, an outer boiler water jacket that surrounds this water jacket at a distance and thus delimits a heating gas flue, and a heat exchanger arranged above the boiler and connected to the outer boiler water jacket in a water-carrying manner as a service water heater and with a water-carrying connection leading from the inner boiler water jacket to the heat exchanger, characterized in that the boiler water-carrying part of the heat exchanger is in a manner known per se from a vertical outer jacket (1) closed at the top and a vertical outer jacket (1) which is closed at the top and a substantially coaxial and at a distance from this perpendicular inner jacket (4) is formed as a ring cylinder (40) in which a water heater (5) is arranged for domestic water that from the outer boiler water jacket (17) to its lower Te il reaching chambers (20) are divided, which are connected to the heat exchanger in the lower region of the annular cylindrical space (40) , where furthermore the heating flow line (35) goes off.

2. Boiler according to claim 1, characterized in that that the water heater (5) on one of the annular cylindrical space (40) of the heat exchanger upwardly closing removable cover (2) is attached. Considered Publications: Austrian patent specification No. 206 154.