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Verfahren zum Verbrennen von flüssigen und festen
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Brennstoffen in einem Heizkessel und Heizkessel zur Durchführung
des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbrennen von flüssigen
und festen Brennstoffen in einem Heizkessel einer Zentralheizung mit einem gemeinsamen
Feuerungsraum für beide Brennstoffarten, wobei als flüssiger Brennstoff Heizöl mittels
eines Heizölbrenners im Feuerungsraum verbrannt wird.
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Es sind Heizkessel für Zentralheizungsanlagen bekannt, die zwei voneinander
völlig getrennte Feuerungsräume haben. Der Heizkessel kann abwechselnd von dem einen
oder anderen Feuerungsraum beheizt werden. Ein Mischbetrieb des Heizkessels über
beide Feuerungsräume ist wegen der Gefahr einer Überhitzung des Heizkessels nicht
erlaubt.
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Weiterhin ist aus dem älteren Vorschlag (DT-PS 653 944) ein Raumheizofen
bekannt, der einen gemeinsamen Feuerungsraum für zwei verschiedene Brennstoffarten,
z.B. Koks oder Kohlen und Gas hat. Die Brennkammer für die festen Brennstoffe ist
von der Brennkammer für den Gasbrenner durch ein Rost getrennt. Die Brennkammer
zur Verbrennung des gasförmigen Brennstoffes liegt dabei im Zuluftbereich der Brennkammer
für die festen Brennstoffe. Zweck dieses Vorschlages ist es, mittels des Gasbrenners'die
Abbrenngeschwindigkeit des festen Brennstoffes zu regulieren, in dem durch Einschalten
des Gasbrenners der zugeführten Luft der Sauerstoff entzogen wird.
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Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, ein neuartiges Heizverfahren
für die eingangs beschriebene Heizungsanlage zu entwickeln, durch das ohne Verzicht
auf die Bequemlichkeit einer ?5heizung nicht nur der Wirkungsgrad einer solchen
Anlage erhöht wird, sondern durch das auch gleichzeitig der Verbrauch von Heizöl
drastisch gesenkt werden kann.
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Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zu Beginn eines
Aufheiztaktes zunächst der feste Brennstoff in den Feuerungsraum eingebracht wird,
der anschließend durch Einschalten des ölbrenners von dessen Flammenstrahl entzündet
wird, so daß nachfolgend das Aufheizen des Heizkessels durch die abgegebene Wärme
beider Brennstoffe erfolgt, und daß bei Erreichen einer vorgegebenen Betriebstemperatur
der ölbrenner abgeschaltet wird und danach nur durch Abbrennen des festen Brennstoffes
mittels gleichzeitiger Einschaltung eines Luftgebläses der im Heizkessel anfallende
Energiebedarf teilweise gedeckt wird.
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Das erfindungsgemäße Heizverfahren hat zunächst den Vorteil, daß eine
kombinierte Beheizung des Heizkessels mit nl und resten Brennstoffen ohne Störungen
möglich ist, wodurch insgesamt eine bessere Energieausbeute beider Brennstoffarten
und damit eine Verbesserung des Gesamtwirkungsgrades der Heizanlage erreicht wird.
Desweiteren besteht ein Vorteil darin, daß durch das Abbrennen von festen Brennstoffen
die Betriebstemperatur im Kessel über einen längeren Zeitraum als bisher aufrechterhalten
werden daß kann, d.h. also, der Temperaturabfall im Heizungskessel von einer oberen
bis zu einer unteren Temperaturgrenze verzögert wird, wodurch die Zeitspannen zwischen
den Einschalttakten des Olbrenners erheblich vergrößert werden können.
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Schließlich ist noch auf den Vorteil hinzuweisen, daß dieses Heizverfahren
ohne großen Umbau bei in Betrieb befindlichen Heizungskesseln angewendet erden kann.
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Das erfindungsgemäße Heizverfahren wurde bereits in mehreren praktischen
Versuchen erfolgreich getestet. Dabei konnte festgestellt werden, daß eine gemischte
Verbrennung von Heizöl und festen Brennstoffen ohne weiteres möglich ist, da es
in keinem Stadium des Verfahrens aufgrund der Luftzufuhr mittels Gebläse zu irgendwelchen
Verpuffungen und damit gefährlichen Betriebszuständen
gekommen
ist. Desweiteren wurden bei diesen praktischen Versuchen durch Emissionsmessungen
eines Fachmannes keine Beanstandungen der Abgastemperatur, C02 Werte, Abgasverluste
und Rußanfall festgestellt.
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Die praktischen Versuche ergaben folgende Werte: Durchschnittliche
Energieeinsparung: 20 r0 Durchschnittliche Heizöleinsparung: 60 % Zusammenfassend
ergibt sich also, daß mit dem erfindungsgemäßen Heizverfahren nicht nur eine generelle
Energieeinsparung, sondern was im Hinblick auf die Verknappung des Heizöles bedeutungsvoller
ist, eine enorme Einsparung an Heizöl erreicht wird.
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Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung sind den Merkmalen
der Unteransprüche zu entnehmen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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Es zeigen: Fig. 1 einen Heizkessel zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens in einem senkrechten Längsschnitt.
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Fig. 2 den Heizkessel in einem waagerechten Schnitt mit Ansicht auf
den Feuerungsrost.
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Ein Heizkessel 1 hat einen Brennraum 2, in dem flüssige, gasförmige
und feste Brennstoffe verbrannt werden können. Der Brennraum 2 hat zur Aufnahme
von festen Brennstoffen, z.B. Briketts 3 einen Feuerungsrost 4> unter dem sich
ein Aschekasten zur Aufnahme der Brennstoffrückstände befindet. Oben im Feuerungsraum
sind Prallwände oder dgl. zur Führung der Rauchgase zum Rauchgasrohr 7 eingebaut.
Auf dem eigentlichen Heizkessel ist ein Brauchwasserbehälter 8 aufgesetzt. Der Heizkessel
1 hat doppelte Außenwände, zwischen denen das Heizungswasser zirkuliert.
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Zum Verbrennen von flüssigen Brennstoffen, wie beispielsweise Heizöl,
ist an der Frontseite 9 ein HeizOlbrenner 10 an einer Brennraumtür 11 befestigt.
Der ölbrenner 10 ist dabei so angeordnet, daß sein in den Brennraum 2 hineinragendes
Flammrohr 12 mit geringem Abstand über dem Feuerungsrost 4 angeordnet ist. Selbstverständlich
kann dieser Abstand zwischen dem Flammrohr 12 und dem Feuerungsrost 4 entsprechend
dem verwendeten festen Brennstoff verändert werden.
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Desweiteren ist an der Frontseite 9 des Heizkessels 1 ein Luftgebläse
13 angebracht, von dem eine Luftleitung 14 ebenfalls oberhalb des Feuerungsrostes
4 im Brennraum 2 mündet.
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Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, ist beispielsweise an der Rückseite
15 des Heizkessels 1 eine öffnung -i6 vorgesehen, deren untere Kante vorzugsweise
in Verlängerung der Oberseite des Feuerungsrostes 4 liegt. Durch diese öffnung 16
können die Briketts 3 von einer Vorschubeinrichtung 17 in den Feuerungsraum 2 befördert
werden. Die Transporteinrichtung hat zwei Walzen 18, über die ein Transportband
19 gespannt ist. über dem Transportband 19 befindet sich ein Schacht 20, in dem
die Braunkohlenbriketts 3 in mehreren Lagen übereinander gestapelt sind. Die Größe
des Schachtes kann dabei beispielsweise dem Tagesverbrauch von festen Brennstoffen
entsprechend bemessen sein. Angetrieben wird die Vorschubeinrichtung 17 von einem
Elektromotor 21, der vom ölbrenner 10 aus gesteuert wird.
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Aus den Figuren ist nicht zu erkennen, daß die öffnung 16 durch eine
Klappe nach jedem Einbringen von festen Brennstoffen in den Feuerungsraum geschlossen
wird. Wie Fig. 2 zeigt, hat das Feuerungsrost eine besondere Schüttelvorrichtung,
deren motorischer Antrieb ebenfalls nicht dargestellt ist.
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Zur Beschreibung der Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird von folgendem Betriebszustand des Heizkessels ausgegangen: Die Betriebstemperatur
des Heizkessels befindet sich an einer vorgegebenen unteren Grenze. Bis auf das
Gebläse 13 sind alle Einrichtungen, wie ölbrenner 10 usw., abgeschaltet. Die im
Feuerungsraum befindlichen Briketts 3 sind fast vollständig verbrannt.
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Bevor über den Brenner der Aufheizvorgang beginnt, wird zuerst die
auf dem Feuerungsrost 4 befindliche Asche durch Schütteln in den Aschekasten 5 befördert.
Die Boweun des Rostes 4 wird dabei vom ölbrenner 10 aus gesteuert. Danach wird der
Feuerungsrost abgeschaltet und z.B. vom ölbrenner aus über eine geeignete Schaltanlage
das Gebläse 13 abgeschaltet und gleichzeitig der Elektromotor 21 der Vorschub einrichtung
17 in Bewegung gesetzt. Dieser fördert nun über das Transportband durch die öffnung
16 feste Brennstoffe, wie die Briketts 3 in den Feuerungsraum 2. So dann wird die
Vorschubeinrichtung 17 ebenfalls vom ölbrenner aus-geschaltet. Gleichzeitig schließt
sich die öffnung 16. Danach beginnt der Einschaltvorgang des brenners 10. Von der
Flamme des ölbrenners 10 werden die Briketts 3 entzündet. Gleichzeitig wird dabei
der Heizungskessel durch die Wärmemengen beider Brennstoffe bis zur maximalen Betriebstemperatur
aufgeheizt. An diesem Punkt wird der Heizölbrenner abgeschaltet. Mit dem Abschalten
des ölbrenners 10 wird über einen Kontakt das Zuluftgebläse 13 wieder eingeschaltet,
so daß also noch bei auslaufendem ölbrenner zusätzlich Luft in den Feuerungsraum
gelangt. Diese zusätzliche Luft verhindert einmal eine Verpuffung des etwa flüssig
in den Brennraum gelangenden Heizöls und z.a. sorgt die eingeblasene Luft für eine
saubere und vollständige Verbrennung des festen Brennstoffes. Die durch das Abbrennen
des festen Brennstoffes entwickelte Wärmemenge reicht aus, um den jeweils anfallenden
Energiebedarf des Heizkessels teilweise oder ganz auszugleichen. Hierdurch wird
eine Verzögerung
des Temperaturabfalles im Heizkessel erzielt, wodurch
die Zeitspannen zwischen den Einschalttakten des ölbrenners wesentlich vergrößert
werden. Ist die Betriebste-mperatur des Heizkessels 1 bis zur unteren Grenze abgesunken,
wiederholt sich der Aufheizvorgang wie beschrieben.
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Im Rahmen der Erfindung ist es selbstverständlich denkbar und wird
beansprucht, das zur Durchführung des Verfahrens anstelle eines flüssigen Brennstoffes
ebenfalls ein gasfOrmiger Brennstoff,wie z.B. Erdgas, verwendet werden kann.