DE2722868A1

DE2722868A1 - Verfahren zur erwaermung eines im kreislauf gefuehrten, als waermetraeger dienenden stroemungsmittels in einem heizkessel

Info

Publication number: DE2722868A1
Application number: DE19772722868
Authority: DE
Inventors: Gerard Scherer
Original assignee: Compagnie Francaise de Raffinage SA
Current assignee: Compagnie Francaise de Raffinage SA
Priority date: 1976-05-24
Filing date: 1977-05-20
Publication date: 1977-12-08
Also published as: GB1536633A; BE854954A; NL7705697A; FR2353022A1; CH612262A5; FR2353022B1; IT1076154B

Description

PATENTANWÄLTE
DIPL.-ING. H.VON SCHUMANN DIPL-ING. W. D. OEDEKOVEN

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Deutsche Bank AO München 8 München 22, Widenmayentrafie S Konto Nr. 41-SS 2 55 Telegrammadresse: Protector München

Pottscheckkonto: München 219693-803 Telefon 089-221273

20. Mai 1977 6/Ha

COMPAGNIE FBANCAISE DE RAFFINAGE S.A., Paris, Frankreich

Verfahren zur Erwärmung eines im Kreislauf geführten, als Wärmeträger dienenden Strömungsmittels in einem Heizkessel

Sie Erfindung bezieht eich auf ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art. Sie hat auch einen Heizkessel zur Durchführung dieses Verfahrens zum Gegenstand.

Heizkessel, und zwar insbesondere solche die zum Heizen von Wohnräumen bestimmt sind, weisen einen mit einem Brenner versehenen Brennraum auf. Die Brennstoffe, mit denen der Brenner beschickt wird, können beispielsweise extra leichtes Heizöl oder Erdgas sein. Die während der Verbrennung dieser Stoffe gebildeten heißen Gase werden dazu benutzt, das im Kreislauf geführte, als Wärmeträger dienende Strömungsmittel, im allgemeinen Wasser, zu erhitzen, wobei das Strömungsmittel anschlieBend beispielsweise dem Leitungsnetz einer Zentralheizung zugeführt wird. Zur Erhitzung läuft das als Wärmeträger dienende Strömungsmittel im Inneren eines Heizkörpers um, der im Innern oder an dem Brennraum angeordnet ist. Dieser Heizkörper kann eine sehr unterschiedliche Form aufweisen und beispielsweise aus einem Git-

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ter von Rohren, einer Schlange oder einem um den Brennraum angeordneten Mantel bestehen.

Nachstehend wird mit dem Ausdruck "erhitzte Wandung" derjenige Teil der Wandung des Heizkörpers bezeichnet, der dazu vorgesehen ist, mit den heißen Gasen in Berührung zu stehen und die Wärme auf das als Wärmeträger dienende Strömungsmittel zu übertragen. Diese erhitzte Wandung besteht aus einem Material guter Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise aus Blech oder Gußeisen, auf dem an bestimmten Stellen feuerbeständige Elemente angebracht sind, insbesondere in der Nähe der Flamme. Die eingesetzten Brennstoffe enthalten sehr häufig Schwefelverbindungen, die nach der Verbrennung zur Bildung saurer Stoffe führen.

Die Oberfläche der erhitzten Wandung befindet sich insgesamt im allgemeinen nicht auf der gleichen Temperatur. Es bilden sich kältere Bereiche aus, und zwar in der Nähe des Einlasses des in dem Heizkörper zu erwärmenden, als Wärmeträger dienenden Strömungsmittels, ferner heißere Bereiche, in der Nähe des Auslasses des in dem Heizkörper erwärmten, als Wärmeträger dienenden Strömungsmittels außen am Heizkörper.

Es wurde festgestellt, daß die Temperatur an den kälteren Stellen niedrig genug sein kann, um zur Kondensation der sauren Produkte zu führen, die von der Verbrennung der schwefelhaltigen, in dem Brennstoff enthaltenen Stoffe herrühren, wodurch an diesen Stellen der Wandung eine Korrosion erfolgt.

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Die DT-PS 1 19^ 114 betrifft einen Heizkessel, bei dem das als Wärmeträger dienende Strömungsmittel in dem Heizkörper vorerwärmt wird, um eine Korrosion der erhitzten Wandung zu verhindern. Dieser bekannte Heizkessel ist jedoch noch verbesserungsfähig.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, durch das eine Korrosion der erhitzten Wandung des Heizkörpers des Heizkessels verhindert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Ein zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendbarer Heizkessel ist im Anspruch 2 gekennzeichnet. Vorteilhafte Weiterbildungen dieses Heizkessels sind den Ansprüchen 3 bis 5 zu entnehmen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kommt das als Wärmeträger dienende Strömungsmittel, nachdem es seine Wärme abgegeben hat, beispielsweise indem es durch das Leitungsnetz einer Zentralheizung umgelaufen ist, und sich auf einer Temperatur befindet, die niedrig genug ist, um gegebenenfalls eine Kondensation der sauren Produkte an der erhitzten Wandung des Heizkörpers hervorzurufen, nach seinem Rücklauf in den Heizkörper nicht direkt mit der erhitzten Wandung in Berührung.

Das zu erwärmende, als Wärmeträger dienende Strömungsmittel kann erfindungsgemäß vorerwärmt werden, und zwar unter teilweiser Ausnutzung der Wärme des erwärmten, als Wärmeträger dienenden Strömungsmittels, das in dem Heizkörper enthalten ist. Dies kann dadurch verwirklicht werden, daß die Einlaßleitung für das zu erwärmende, als Wärmeträger dienende

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Strömungsmittel zumindest teilweise in dem Heizkörper angeordnet ist, und zwar dort, wo das erwärmte, als Wärmeträger dienende Strömungsmittel umläuft.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die öffnung der Einlaßleitung für das als Wärmeträger dienende Strömungsmittel in den Heizkörper in der Nähe der heißesten Stelle der erhitzten Wandung angeordnet, also in dem Bereich, wo dieselbe der Flamme benachbart ist.

Nach einer bevorzugten Ausführungsforji des erfindungsgemäßen Heizkessels ist der Bereich der erhitzten Wandung, der der Flamme benachbart ist, durch das freie Ende eines Teiles der erhitzten Wandung gebildet, und zwar durch einen Vorsprung, der in Richtung des Brenners in den Brennraum ragt. Ein Teil der Einlaßleitung für das in den Heizkörper strömende Strömungsmittel ist infolgedessen in diesem Teil der erhitzten Wandung angeordnet.

Dieser Teil der erhitzten Wandung kann beispielsweise die Form eines ersten Zylinders aufweisen, dessen der Flamme benachbartes Ende verschlossen ist. Die Einlaßleitung für das Strömungsmittel besteht aus einem zweiten Zylinder, der im Inneren des ersten Zylinders und beispielsweise koaxial zu diesem verläuft. Der Ringraum der die beiden Zylinder voneinander trennt, bildet einen Teil des Erwärmungskreislaufes des Strömungsmittels im Innern des Brennraumes·

Der Teil der erhitzten Wandung, der durch den Vorsprung in dem Brennraum gebildet ist, ist vorteilhafterweise mit Rippen versehen, um eine turbulente Strömung der Verbrennungsgase zu erzeugen und den Wärmeaustausch zu begünstigen.

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Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beispielsweise beschrieben. Sarin zeigen:

Pig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Heizkessel zur Versorgung einer Zentralheizung, und zwar entlang der Linie A-A¹ nach Fig. 2; und

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie B-B' nach Fig. 1.

Gemäß Fig. 1 und 2 weist ein Heizkessel 1 einen Brennraum 2, einen Heizkörper 3» in dem das Wasser umläuft, und einen Brenner 4 auf, der mit extra leichtem Heizöl beschickt wird. Der Umlauf des Wassers, der im Heizkörper 3 in der durch die Pfeile angegebenen Richtung erfolgt, wird durch eine nicht dargestellte Pumpe aufrechterhalten. Das extra leichte Heizöl verbrennt unter Bildung einer Flamme 5· Die Verbrennungsgase werden über einen Kamin 6 abgeführt.

Der Heizkörper 3 ist an der dem Brenner 4 abgewandten Seite des Brennraums 2 mit einem Vorsprung 7 versehen, der die Form eines geschlossenen Zylinders aufweist. Das freie Ende 8 des Vorsprungs 7 ist dem Ende 9 der Flamme 5 benachbart. Der Vorsprung 7 kann mit Kippen 9' versehen sein.

Das Wasser gelangt über eine Einlaßleitung 10 in den Heizkessel 1. Die Leitung 10 erstreckt sich in den Vorsprung 7 hinein, derart, daß die öffnung 11 der Leitung 10 nahe dem freien Ende des Zylinders 7 angeordnet ist. Die Vorwärmung erfolgt dabei zwischen der Stelle des Eintritts 12 des als Wärmeträger dienenden Strömungsmittels in den Heizkessel 1 und der öffnung 11 der Einlaßleitung 10, also bei Strömung

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auf den Heizkörper 3 zu. Das Wasser verläßt den Heizkörper 3 über die Leitung 13·

Das in den Kessel 1 einströmende Wasser weist eine Temperatur von etwa 40° C auf, nachdem es das Leitungsnetz der Zentralheizung durchströmt hat. Während es den Abschnitt der Leitung 10 durchströmt, der von dem Wasser in dem Heizkörper 3 umspült wird, beginnt es sich zu erwärmen und gelangt zu der öffnung 11 mit einer Temperatur, die ausreichend ist, um die Bildung von sauren Kondensaten am freien Ende 8 des Zylinders 7 zu verhindern.

Durch Kontakt mit derjenigen Wandung des Heizkörpers 3, die sich in der heißesten Zone des Brennraums 2 befindet, wird das Wasser weiter aufgeheizt und erhitzt gleichzeitig das über die Leitung 10 zuströmende Wasser.

Wenn das Wasser bei seinem Einlauf in den Kessel 1 nicht über die Leitung 10 dem freien Ende des Zylinders 7 zugeführt wird, sondern direkt mit der Wandung des Heizkörpers 3 an der Stelle M in Berührung gebracht wird, so würden an dieser Stelle saure Stoffe kondensieren.

Der Aufbau des Kessels nach der Erfindung ermöglicht es, diesen Effekt auszuschalten.

Durch die Erfindung wird also das als Wärmeträger dienende Strömungsmittel in dem Heizkörper vorgewärmt, bevor es mit der erhitzten Wandung des Heizkörpers in Berührung gebracht wird. Dadurch wird die Korrosion der erhitzten Wandung des Heizkörpers des mit einem Brenner betriebenen Heizkessels in Grenzen gehalten.

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Claims

2721 ο Ansprüche

1./Verfahren zur Erwärmung eines im Kreislauf geführten, als Wärmeträger dienenden Strömungsmittels, bei dem das Strömungsmittel den Heizkörper eines Heizkessels durchströmt, dessen Brennraum einen eine Flamme erzeugenden Brenner aufweist, und bei dem das als Wärmeträger dienende Strömungsmittel in dem Heizkörper vorerwärmt wird, bevor es mit der erhitzten Wandung des Heizkörpers in Berührung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das vorerwärmte, als Wärmeträger dienende Strömungsmittel derart zuströmt, daß es mit demjenigen Abschnitt der erhitzten Wandung in Berührung gebracht wird, der der durch den Brenner erzeugten Flamme benachbart ist.

2. Heizkessel zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Brennraum, der mit einem Brenner versehen ist, der eine Flamme erzeugt, sowie mit einem Heizkörper, in dem ein als Wärmeträger dienendes Strömungsmittel im Kreislauf erwärmt wird, wobei wenigstens ein Teil der Einlaßleitung für das in dem Heizkörper zu erwärmende, als Wärmeträger dienende Strömungsmittel in dem Heizkörper angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung (11) der Einlaßleitung (10) für das als Wärmeträger dienende Strömungsmittel demjenigen Abschnitt der erhitzten Wandung benachbart ist, der der Flamme (5) benachbart ist.

3. Heizkessel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der der Flamme (5?) benachbarte

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Abschnitt der erhitzten Wandung durch das freie Ende eines Teils der erhitzten Wandung gebildet wird, der sich als Vorsprung (7) in den Brennraum (2) erstreckt.

4. Heizkessel nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß der sich in den Brennraum (2) als Vorsprung (7) erstreckende Teil der erhitzten Wandung zylinderförmig ausgebildet ist und die Einlaßleitung (10) für das in den Heizkörper (3) strömende Strömungsmittel enthält.

5. Heizkessel nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der sich in den Brennraum (2) als Vorsprung (7) erstreckende Teil der erhitzten Wandung mit Rippen (9¹) versehen ist.

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