DE2745687A1 - Atmosphaerischer flaechenbrenner fuer gaskessel oder andere gas-wasserheizer fuer zentralheizanlagen - Google Patents

Description

• Atmosphärischer Flächenbrenner für Gaskessel
• oder andere Gas-Wasserheizer für Zentralheizanlagen Mit dem zunehmenden Energieverbrauch und der zugleich zunehmenden Verknappung der Rohstoffreserven wächst das Bestreben, den Wirkungsgrad der heutigen gasbefeuerten Kessel und sonstigen Wasserheizer für Zentralheizanlagen nach Möglichkeit zu verbessern, womit zugleich dem Verbraucher der Vorteil geringerer Heizkosten geboten wird.
• Zentralheizanlagen müssen auf eine der größten Belastung entsprechende Nennleistung ausgelegt werden, obgleich diese Leistung nur selten ausgenutzt wird. Die weitaus überwiegende Betriebszeit werden nur Vorlauf-Wassertemperaturen von 600C und weniger benötigt, während die Vorlauftemperatur des Heizwassers wegen der Gefahr einer Kondenswasserbildung und Korrosion in den Rauchgaskanälen stets ueber 600C betragen muß.
• Infolgedessen ist es beispielsweise bei Gaskesseln üblich, die Gaszufuhr zu den Flächenbrennern so zu regeln, daß die Brenner bis zum Erreichen einer Vorlauftemperatur von 800C eingeschaltet sind und bei Überschreitung dieser Temperatur abgeschaltet werden. Es ergibt sich somit eine Intervallheizung, deren Brennerlaufzeiten umso geringer sind, je weniger Warme an den Heizkörper abgegeben werden muß. Nachteilig bleibt bei dieser Intervallheizung jedoch, daß der Gesamtwirkungsgrad der Heizanlage, über eine Heizperiode gemessen, mit abnehmender Brennerlaufzeit sinkt.
• Zur Vermeidung des vorgenannten Mangels sind bereits der Gattung des Patentanspruches 1 entsprechende Flächenbrenner bekannt geworden, denen das Gas über ein zweistufiges Magnet-Drosselventil zugeführt wird, das bei eingeschalteter Heizanlage bei einer Vorlauftemperatur des Heizwassers von unter 600C o.ä. ganz geöffnet, bei Erreichen dieser Temperatur aber auf einen Gasdurchsatz von etwa 60% der Nennleistung gedrosselt und bei Erreichen einer Vorlauftemperatur von 800C ganz abgeschlossen wird. Zu diesem Zweck sind am Austrittsstutzen eines zugeordneten Heizkessels für das Vorlaufwasser zwei thermostatische Regler angeordnet, von denen der eine, auf 600C eingestellte, das Drosselventil bei Unterschreitung dieser Temperatur ganz öffnet und bei Erreichen dieser Temperatur in seine Drosselstellung bringt, während der andere, auf 800C eingestellte thermostatische Regler das Drosselventil bei Erreichen dieser Temperatur ganz schließt bzw. bei Unterschreitung dieser Temperatur wieder in die Drosselstellung öffnet.
• Wenn dadurch auch längere Brennerlaufzeiten ermöglicht sind, so verbleibt doch noch der Nachteil, daß die auf den Nennleistungsbetrieb ausgelegten Brennerleisten des Gaskessels bei einer Belieferung mit nur etwa 60% der Nennleistungs-Gasmenge einen merklich niedrigeren Wirkungsgrad aufweisen, der bei dem vorgenannten Teillastbetrieb etwa 4% niedriger als bei dem Vollastbetrieb liegt. Die Ursache hierfür dürfte vor allem darin liegen, daß beim Teillastbetrieb durch die seitlichen Zutrittsöffnungen der Brennerleisten für die Primärluft im Verhältnis zur zugeführten Gasmenge zuviel Luft zugeführt wird.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten, der Gattung des Patentanspruches 1 entsprechenden atmosphärischen Flächenbrenner so zu vervollkommnen, daß sie auch beim Teillastbetrieb mit einem möglichst optimalen Wirkungsgrad arbeiten.
• Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 wiedergegebene Maßnahme gelöst.
• Bei einer solchen Beheizung des Gaskessels bzw. sonstigen Gas-Wasserheizers über zwei Brennerleisten, von denen jede stets nur mit einer gleichbleibenden Gasmenge beliefert wird, für die sie ausgelegt ist, kann durch ein entsprechendes Zu- oder Abschalten der einen der beiden Brennerleisten bei beiden Betriebszuständen der optimale Verbrennungswirkungsgrad gesichert werden. Weitere Vorteile ergeben sich daraus, daß die beiden nebeneinander angeordneten Brennerleisten beim Zünden ein besseres Überzünden und beim Vollastbetrieb eine höhere Belastung des Kessels oder sonstigen Gas-Wasserheizers ermöglichen.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
• In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; es zeigen: Fig. 1 einen Gas-Gliederkessel in einer schematisch gehaltenen, den Flächenbrenner veranschaulichenden Seitenansicht (Teile des Flächenbrenners sind geschnitten dargestellt); Fig. 2 den Flächenbrenner gemäß Fig. 1 in jeweils einem und 3 Teilquerschnitt nach der Linie II-II und III-III.
• Unter den in üblicher Weise mit Abstand nebeneinander verlaufenden Gliedern 1' des entsprechend dem Ausführungsbeispiel vorgesehenen Gas-Gliederkessels 1 sind entlang jedem Spalt 2 waagrecht nebeneinander jeweils zwei Brenntrleisten 3 und 4 angeordnet, von denen die Brennerleiste 3 in Fig. 2 und die Brennerleiste in Fig. 3 in jeweils einer Seitenansicht - teilweise im Längsschnitt - genauer dargestellt ist. Jede der ballen Bn=merBikRen 3 und 4 weist an ihrer Oberseite in regelmäßigen Abständen übliche, in der Zeichnung lediglich durch strichpun)ctierte Linien angedeutete Brennerdüsen 5 auf, an denen beim Betrieb der Brennerleiste jeweils eine Gasflamme in den zugeordneten Spalt 2 zwischen den Gliedern 1' des Kessels hineinbrennt.
• Die Gas zufuhr zu den Brennerleisten 3 und 4 erfolgt an deren gemäß Fig. 2 und 3 linken Enden von einem Verteilerrohr 6 her, welches axial von einem im Querschnitt kleineren Innenrohr 6' durchsetzt ist, so daß das Verteilerrohr 6 einen äußeren ringförmigen Längskanal 7 und einen weiteren axialen Längskanal 8 aufweist. Dabei sind die in Fig. 3 dargestellten Brennerleisten 4 über je eine Düse 9 an den äußeren Längskanal 7 und die Brennerleisten 3 gemäß Fig. 2 über eine den ringförmigen Längskanal 7 an einer Umfangsstelle bis aus dem Verteilerrohr 6 hinaus durchsetzende Düse 10 an den inneren Längskanal 8 angeschlossen. Außerdem weisen beide Brennerleisten 3 und 4 im Bereich ihrer Anschlußstelle an das Verteilerrohr 6 obere und untere Zutrittsöffnungen 11 für Primärluft auf, deren Größe im Sinne einer optimalen Luftbeimischung zu dem aus den Düsen 9 und 10 beim Brennerbetrieb in nachstehend noch erläuterter Weise in stets gleichbleibender flennleistungsmenge ausströmenden Gas ausgelegt ist.
• Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist der ringförmige Längskanal 7 an einem Ende des Verteilerrohres 6 an eine Zweigleitung 12 und der axiale Längskanal 8 am gleichen Ende des Verteilerrohres 6 an eine Zweigleitung 13 angeschlossen. Beide Zweigleitungen 12 und 13 gehen über jeweils ein magnetgesteuertes Absperrventil 14 bzw. 15 und einen Druckregler 16 bzw. 17 von einer gemeinsamen Hauptleitung 18 für die Gaszufuhr aus.
• Dabei wird das Absperrventil 14 über eine Leitung 19 von einem auf die Temperatur des aus dem Kessel 1 an der Stelle eines Vorlauf-Austrittsstutzens 20 austretenden Heizwassers ansprechenden thermostatischen Regler 21 und das Absperrventil 15 über eine Leitung 22 von einem etwa an der gleichen Stelle befindlichen, ebenfalls auf die Heizwassertemperatur ansprechenden thermostatischen Regler 23 gesteuert.
• Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist der Regler 21 so ausgelegt, daß er das Absperrventil 14 bei Erreichen einer Heizwassertemperatur von 800C absperrt und bei Unterschreitung dieser Temperatur wieder öffnet, während der Regler 23 gemäß dem Ausführungsbeispiel so ausgelegt ist, daß er das Absperrventil 15 bei erreichter Temperatur des Heizwassers von 600C absperrt und bei Unterschreitung dieser Temperatur wieder öffnet, natürlich den Betrieb des ganzen Gaskessels vorausgesetzt. Dabei beträgt der Durchströmungsquerschnitt des ringförmigen Längskanals 7 etwa 50 % mehr als der Durchströmungsquerschnitt des inneren Längskanals 8 und ebenso der Durchströmungsquerschnitt der dem äußeren Längskanal 7 zugeordneten Brennerleisten 4 etwa 50 % mehr als der Durchströmungsquerschnitt der Brennerleisten 3.
• Beim Betrieb des so ausgerüsteten Flächenbrenners des Gas-Gliederkessels 1 ist gewährleistet, daß der Kessel nicht nur beim Nennleistungsbetrieb, sondern auch beim Teillastbetrieb stets mit einem optimalen Wirkungsgrad arbeitet.
• Gemäß dem Ausführungsbeispiel sind die Absperrventile 14 und 15 als Magnetventile ausgebildet. Sie könnten jedoch in üblicher Weise als motorbetriebene Ventile ausgebildet sein.
• Wenn auch zwei den beiden Zweigleitungen 12 und 13 zugeordnete Druckregler 16 und 17 bevorzugt werden, könnte doch auch ein in der Hauptleitung 18 dicht vor der Verzweigung zu den Zweigleitungen 12 und 13 vorgesehener Druckregler ausreichen, sofern die Absperrventile 14 und 15 in den Zweigleitungen 12 und 13 dicht hinter einer strömungsgünstigen Verzweigung angeordnet sind. Im übrigen kann es vorteilhaft sein, wenn der Querschnitt der Brennerleisten 3 und 4 und/oder der Längskanäle 7 und 8 in Durchströmungsrichtung etwa in der dargestellten Weise zunimmt, um dadurch Durchströmungsdruckverluste auszugleichen. Weiterhin könnten die beiden Längskanäle 7 und 8 des Verteilerrohres 6 statt konzentrisch auch in irgendeiner anderen Weise nebeneinander verlaufen. Schließlich ist die paarweise Anordnung zweier unterschiedlicher Brennerleisten auch nicht an Gas-Gliederkessel gebunden. Die Brennerleistenpaare könnten mit ähnlichen Vorteilen auch an anderen Gas-Wasserheizern, z.B. an solchen Umlauf- oder Durchlaufheizern vorgesehen sein.
• Patentansprüche:

Claims (7)

1. Patentan~prü§he (1;1Atmosphärischer Flächenbrenner für Gaskessel oder andere Gas-Wasserheizer für Zentralheizanlagen mit einem an eine Hauptleitung anschließenden Gaszufuhrsystem mit einer Druckregler- und Ventilanordnung, mittels der die Gaszufuhr zu Brennerleisten, die an ihren einen, an ein quer zu ihnen verlaufendes Verteilerrohr angeschlossenen Enden seitliche Zutrittsöffnungen für dem Gas zuzumischende Primärluft aufweisen, in Abhängigkeit von der Steuerung durch zwei auf unterschiedliche Vorlauftemperaturen des Heizwassers ansprechende Regler auf eine Nennheizleistungsmenge oder eine Teillastmenge in der Zeiteinheit einstellbar oder abstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gaszuführungssystem zwei aus der Hauptleitung (18) abgezweigte Zweigleitungen (12 und 13) mit je einem von jeweils einem der beiden Regler (21 und 23) her steuerbaren Ventil (14 bzw. 15) und das Verteilerrohr (6) zwei voneinander getrennte, eintrittsseitig an jeweils eine der beiden Zweigleitungen (12 und 13) angeschlossene Langskanäle (7 und 8) aufweist, und daß jeweils zwei bezüglich ihres Querschnittes und ihrer Zutrittsöffnungen (11) für die Primärluft der jeweils zugeordneten Teilgasmenge angepaßte Brennerleisten (3 und 4) paarweise nebeneinander verlaufen, wobei die eine Brennerleiste (3) an den einen (8) und die andere (4) an den anderen (7) der beiden Längskanäle (7 und 8) des Verteilerrohres (6) angeschlossen ist.
2. 2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Paare nebeneinander verlaufender Brennerleisten (3 und 4) jeweils zwischen zwei benachbarten Gliedern (1') eines Gas-Gliederkessels (1) angeordnet sind.
3. 3. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilerrohr (6) axial von einem im Querschnitt kleineren Innenrohr (6') durchsetzt ist und der eine Längskanal (7) durch den zwischen den beiden Rohren (6 und 6') gebildeten Ringkanal und der andere Längskanal (8) durch das Innenrohr (6') gebildet ist.
4. 4. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte der beiden Längskanäle (7 und 8) und/oder der beiden zugeordneten Brennerleisten (4 und 3) jeweils eine der zugeordneten Teilgasmenge proportionale Größe aufweisen.
5. 5. Brenner nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere, im Querschnitt ringförmige Längskanal (7) einen gegenüber dem inneren Längskanal (8) um etwa 50% größeren Querschnitt aufweist.
6. 6. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Brennerleisten (3 und 4) und/oder der Längskanäle (7 und 8) in Durchströmungsrichtung in einem den Durchströmungsdruckverlust ausgleichenden Maße zunimmt.
7. 7. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zweigleitung (12 bzw. 13) ein eigener, dem Absperrventil (14 bzw. 15) vorgeschalteter Druckregler (16 bzw. 17) zugeordnet ist.