DE2722868A1 - PROCESS FOR HEATING A CIRCULAR FLUID USED AS A HEAT TRANSFER IN A HEATING BOILER - Google Patents
PROCESS FOR HEATING A CIRCULAR FLUID USED AS A HEAT TRANSFER IN A HEATING BOILERInfo
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Description
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DIPL.-ING. H.VON SCHUMANN DIPL-ING. W. D. OEDEKOVENPATENT LAWYERS
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20. Mai 1977 6/HaMay 20, 1977 6 / Ha
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Verfahren zur Erwärmung eines im Kreislauf geführten, als Wärmeträger dienenden Strömungsmittels in einem HeizkesselProcess for heating a circulating fluid used as a heat carrier in a heating boiler
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. The invention relates to a method of the im The preamble of claim 1 specified type. It also has a boiler for performing this method as its subject.
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- Boilers, especially those intended for heating living spaces, have one with a Burner provided combustion chamber. The fuels with which the burner is charged can, for example, be extra be light heating oil or natural gas. The hot gases formed during the combustion of these substances become them used to heat the circulated fluid serving as a heat carrier, generally water, wherein the fluid is then fed to the central heating system, for example. For heating the fluid used as a heat transfer medium circulates inside a heating element, which is inside or on the combustion chamber is arranged. This radiator can have a very different shape and, for example, made of a grid
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ter von Rohren, einer Schlange oder einem um den Brennraum angeordneten Mantel bestehen.ter consist of pipes, a snake or a jacket arranged around the combustion chamber.
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.In the following, the term "heated wall" denotes that part of the wall of the radiator which is intended to be in contact with the hot gases and the heat to the fluid serving as a heat carrier transferred to. This heated wall consists of a material with good thermal conductivity, for example made of sheet metal or cast iron, on which fire-resistant elements are attached at certain points, in particular in the Near the flame. The fuels used very often contain sulfur compounds that are produced after combustion lead to the formation of acidic substances.
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.The surface of the heated wall is generally not at the same temperature overall. Colder areas are formed, specifically in the vicinity of the inlet of the heat transfer medium to be heated in the radiator serving fluid, furthermore hotter areas, in the vicinity of the outlet of the heated in the radiator, fluid serving as a heat transfer medium on the outside of the radiator.
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. It has been found that the temperature in the colder spots can be low enough to cause condensation the acidic products result from the combustion of the sulphurous, contained in the fuel Substances originate, as a result of which corrosion occurs at these points on the wall.
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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.The DT-PS 1 19 ^ 114 concerns a boiler, at which serves as a heat carrier fluid in the radiator is preheated to prevent corrosion of the heated wall to prevent. However, this known boiler can still be improved.
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.The object of the invention is to create a method of the type specified in the preamble of claim 1, by which corrosion of the heated wall of the heating element of the boiler is prevented.
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.This object is achieved according to the invention by the measures specified in claim 1. One to carry out The boiler which can be used in the method according to the invention is characterized in claim 2. Advantageous further training this boiler can be found in claims 3 to 5.
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. In the method according to the invention, the fluid serving as a heat carrier comes after it has received its heat has given up, for example by running through the central heating system, and on a The temperature is low enough to prevent condensation of the acidic products on the heated wall of the radiator do not come into direct contact with the heated wall after it has returned to the radiator.
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 dienendeThe fluid to be heated and serving as a heat transfer medium can be preheated according to the invention, namely under partial utilization of the heat of the heated fluid used as a heat transfer medium contained in the radiator is. This can be achieved in that the inlet line for the to be heated, serving as a heat transfer medium
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Strömungsmittel zumindest teilweise in dem Heizkörper angeordnet ist, und zwar dort, wo das erwärmte, als Wärmeträger dienende Strömungsmittel umläuft.Fluid is at least partially arranged in the radiator, specifically where the heated, as a heat carrier serving fluid circulates.
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.According to the method according to the invention, the opening the inlet line for the fluid serving as the heat carrier in the radiator near the hottest point of the arranged heated wall, so in the area where the same is adjacent to the flame.
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.According to a preferred embodiment of the boiler according to the invention, the area of the heated wall is the is adjacent to the flame, formed by the free end of part of the heated wall, namely by a projection, which protrudes into the combustion chamber in the direction of the burner. Part of the inlet line for the fluid flowing into the radiator is consequently arranged in this part of the heated wall.
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·This part of the heated wall can, for example, have the shape of a first cylinder, whose the flame adjacent end is closed. The inlet line for the fluid consists of a second cylinder that is inside of the first cylinder and for example runs coaxially to this. The annulus that separates the two cylinders from each other separates, forms part of the heating circuit of the fluid inside the combustion chamber
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.The part of the heated wall which is formed by the projection in the combustion chamber is advantageous provided with fins to create a turbulent flow of the combustion gases and to promote heat exchange.
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Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beispielsweise beschrieben. Sarin zeigen:The invention is described below with reference to the accompanying drawing, for example. Show sarin:
Pig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Heizkessel zur Versorgung einer Zentralheizung, und zwar entlang der Linie A-A1 nach Fig. 2; undPig. 1 shows a longitudinal section through a boiler according to the invention for supplying a central heating system, namely along the line AA 1 according to FIG. 2; and
Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie B-B' nach Fig. 1.FIG. 2 shows a cross section along the line B-B 'according to 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.According to FIGS. 1 and 2, a boiler 1 has a combustion chamber 2, a heating element 3 »in which the water circulates, and a Burner 4, which is charged with extra light heating oil. The circulation of the water in the radiator 3 in the through the direction indicated by the arrows is maintained by a pump, not shown. The extra light heating oil burns forming a flame 5 · The combustion gases are discharged through a chimney 6.
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.The heating element 3 is facing away from the burner 4 Side of the combustion chamber 2 is provided with a projection 7 which has the shape of a closed cylinder. The free End 8 of projection 7 is adjacent to end 9 of flame 5. The projection 7 can be provided with tilts 9 '.
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 StrömungThe water enters the boiler 1 via an inlet line 10. The line 10 extends into the projection 7 into it, in such a way that the opening 11 of the line 10 is arranged near the free end of the cylinder 7. The preheating takes place between the point of entry 12 of the fluid used as the heat carrier in the boiler 1 and the opening 11 of the inlet line 10, that is, when there is a flow
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auf den Heizkörper 3 zu. Das Wasser verläßt den Heizkörper 3 über die Leitung 13·towards the radiator 3. The water leaves the heating element 3 via line 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.The water flowing into the boiler 1 has a temperature of about 40 ° C. after it has passed the pipe network the central heating has flowed through. While it flows through the section of the line 10, the water in the radiator 3 is washed around, it begins to heat up and reaches the opening 11 with a temperature which is sufficient is to prevent the formation of acidic condensates at the free end 8 of the cylinder 7.
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.By contact with that wall of the heater 3 that is in the hottest zone of the combustion chamber 2, the water is heated further and at the same time heats the water flowing in via line 10.
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.If the water is not fed into the boiler 1 via the line 10 to the free end of the cylinder 7, but is brought into contact directly with the wall of the heater 3 at point M , acidic substances would condense at this point.
Der Aufbau des Kessels nach der Erfindung ermöglicht es, diesen Effekt auszuschalten.The construction of the boiler according to the invention makes it possible to eliminate this effect.
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.The invention thus preheats the fluid used as a heat carrier in the radiator before it is brought into contact with the heated wall of the radiator. This will prevent corrosion of the heated Wall of the radiator of the boiler operated with a burner kept within limits.
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