AT10180U1 - HEATING BOILERS FOR THE AUTOMATIC HEATING OF TILED STOVES, HOT-AIR HEATING SYSTEMS AND WATER HEATING SYSTEMS - Google Patents

HEATING BOILERS FOR THE AUTOMATIC HEATING OF TILED STOVES, HOT-AIR HEATING SYSTEMS AND WATER HEATING SYSTEMS Download PDF

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AT10180U1
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Description

2 AT 010 180 U12 AT 010 180 U1

Die Umweltsituation sowie die begrenzte Verfügbarkeit fossiler Energieträger zwingen uns, alternative, emissionsarme, C02-neutrale und vor allem sparsame Heizsysteme zukünftig einzusetzen.The environmental situation and the limited availability of fossil fuels force us to use alternative, low-emission, CO2-neutral and, above all, economical heating systems in the future.

Da der Hausbrand einen hohen Anteil in der Energiebilanz sowie im Schadstoffausstoß hat, entsteht speziell in diesem Segment Handlungsbedarf zum Einsatz moderner Heizungstechnik.Since domestic heating has a high share in the energy balance as well as in pollutant emissions, there is a need for action in this segment for the use of modern heating technology.

Der altbewährte Kachelofen, welcher mit nachwachsendem und C02-neutralem Holz befeuert wird und die Energie bedingt durch die Speichertechnologie langsam als gesunde Strahlungswärme abgibt, bietet hier erste Lösungsansätze. Als Nachteil steht dem Kachelofen allerdings die nicht automatisierte Verbrennung und ein damit verbundener relativ hoher Bedienungsaufwand, eine Schmutzbelastung in den Wohnräumen, eine nicht immer optimale Verbrennung, sowie die Tatsache, dass damit ein Einfamilienhaus praktisch nicht zur Gänze beheizt werden kann, entgegen.The tried and tested tiled stove, which is fired with renewable and C02-neutral wood and slowly releases the energy due to the storage technology as healthy radiant heat, offers initial solutions here. The disadvantage of the tiled stove, however, is the non-automated combustion and associated relatively high operating effort, a pollution in the living rooms, not always optimal combustion, and the fact that a single-family house can not be heated in full, contrary.

Ziel der Erfindung war daher ein Gerät zu entwickeln, das einen automatischen Betriebsablauf gewährleistet, einen äußerst geringen Wartungsaufwand erfordert, sich nach dem tatsächlichen Wärmebedarf regelt, einen Kachelofen oder ein Warmluftheizsystem befeuert und ein Warmwassersystem (Radiator-, Fußboden-, Wandheizung, Warmwasseraufbereitung) integriert hat.The aim of the invention was therefore to develop a device that ensures automatic operation, requires extremely low maintenance, regulates according to the actual heat demand, a tiled stove or a Warmluftheizsystem fired and a hot water system (radiator, floor, wall heating, hot water) integrated Has.

Die größte Schwierigkeit dabei war bisher, die Aufteilung von Konvektionswärme (Kachelofen bzw. Warmluftheizsystem) und Energieabgabe an das Warmwasser. Mit dem erfindungsgemäßen Gerät ist es gelungen, einen Großteil (bis ca. 90%) der erzeugten Wärme als Konvektionswärme und/oder einen Großteil (bis 100%), je nach Bedarf zur Warmwassererwärmung zu verwenden.The biggest difficulty has been the distribution of convection heat (tiled stove or warm air heating system) and energy delivery to the hot water. With the device according to the invention it has been possible to use a large part (up to about 90%) of the heat generated as convection heat and / or a large part (up to 100%), depending on the needs for hot water heating.

Die Hauptbestandteile des Heizkessels 1 sind eine Beschickungseinrichtung 3, ein Brenner 4, ein Feuerraum 5, ein Wasserwärmeaustauschers 6 sowie eine Steuerung.The main components of the boiler 1 are a feeder 3, a burner 4, a combustion chamber 5, a Wasserwärmeaustauschers 6 and a controller.

Die Beschickungseinrichtung 3 besteht beispielsweise aus einer Brennstoffschnecke, welche den Brennstoff (vorzugsweise Holzpellets, aber auch aufbereitete, zerkleinerte Biomasse wie Holzhackgut und andere Biomassebrennstoffe in loser oder gepreßter Form) aus dem Lagerraum automatisch und bedarfsabhängig über eine Fallstufe in die Beschickungsschnecke des Brenners 4 fördert.The charging device 3 consists for example of a fuel screw, which promotes the fuel (preferably wood pellets, but also processed, crushed biomass such as wood chips and other biomass fuels in bulk or compressed form) from the storage room automatically and demand-dependent via a drop level in the feed screw of the burner 4.

Der Brenner 4 besteht z.Bsp. aus einer schalenförmigen Verbrennungseinheit, in welche durch verschiedene Luftkanäle über ein Verbrennungsluftgebläse die erforderliche Verbrennungsluft in Form von Primär,- und Sekundärluft zugeführt wird. Die Zündung erfolgt durch ein Heißluftzündsystem ebenfalls automatisch.The burner 4 consists z.Bsp. from a cup-shaped combustion unit, in which the required combustion air in the form of primary, - and secondary air is supplied through different air ducts via a combustion air blower. The ignition is also done automatically by a hot air ignition system.

Der Feuerraum 5 ist im Idealfall ausschließlich schamottiert und optimal isoliert.The firebox 5 is ideally only chipped and optimally insulated.

Ist der Feuerraum 5 mit einem Wassermantel versehen, so ist er an der Innenseite (flammenbelastet) gut zu isolieren.If the firebox 5 is provided with a water jacket, it must be well insulated on the inside (flame-loaded).

Wesentlich ist, dass der Feuerraum 5 eine seitliche Öffnung aufweist, welche idealerweise mindestens den Querschnitt des Abgasrohres 11 hat. Durch diese Öffnung, welche durch ein Rohr 9 z.Bsp. mit dem Kachelofen 2 verbunden ist, gehen die heißen Verbrennungsgase in den Kachelofen.It is essential that the combustion chamber 5 has a lateral opening which ideally has at least the cross section of the exhaust pipe 11. Through this opening, which through a tube 9 z.Bsp. connected to the tiled stove 2, the hot combustion gases go into the tiled stove.

Wird vom Kachelofen keine Energie angefordert, so durchströmen die Verbrennungsgase den Wasserwärmeaustauscher 6.If no energy is required from the tiled stove, then the combustion gases flow through the water heat exchanger 6.

Dieser besteht z. Bsp. aus stehenden Rauchrohrzügen 20. In diesen Rauchrohrzügen 20 wird die Energie an das Wasser abgegeben.This consists z. Ex. From standing flues 20. In these flues 20, the energy is released to the water.

Claims (6)

3 AT 010 180 U1 Über einen Rauchgassammelkasten gelangen nun die abgekühlten Abgase über das Abgasrohr 11 in den Schornstein. In den Rauchrohrzügen 20 sind vorzugsweise spiralschneckenförmige Turbulatoren 18 eingebaut, welche den Wärmeübergang verbessern und durch ihr geringes Spiel zu den Rauchrohrwänden über ein Gestänge 19 mittels Hebel oder Motor in eine oszilierende Bewegung gebracht werden und so die Rauchrohrzüge 20 von Flugasche befreien. In der Rohrverbindung zwischen Feuerraum und Kachelofen ist eine Klappe 10 eingebaut. Im Abgasrohr 11 nach dem Wasserwärmeaustauscher (6) ist ebenfalls eine Klappe 12 eingebaut. Diese beiden Klappen sind durch ein Gestänge 13 so verbunden, dass jeweils eine Klappe offen und eine Klappe geschlossen ist. Im Gestänge der Klappen (11, 12) ist ein Stellmotor 14 (bevorzugt ein federbelasteter Stellmotor) eingebaut. Dieser Motor erhält nun über den Kachelofenfühler bzw. den Raumthermostat oder die Temperaturfühler der Warmwasserseite über die Steuerung das Signal für die erforderliche Klappenstellung. Das heißt, wird vom Kachelofen 2 Wärme verlangt, so ist die Klappe 10 zum Kachelofen offen und die Klappe 12 im Abgasrohr nach dem Wärmetauscher 6 geschlossen. Wird auf der Warmwasserseite Wärme verlangt, so ist die Klappe 10 zum Kachelofen geschlossen und die Klappe 12 im Abgasrohr 11 offen. Idealerweise wird eine Vorrangschaltung zu Gunsten der Warmwasserseite programmiert. Bei Öffnen der Kachelofentüre 15 (wodurch der Kachelofen auch mit Stückholz beheizt werden kann) wird über einen Kontaktschalter 16, ebenso bei Stromausfall, die Klappe 10 zum Kachelofen geschlossen. Nachdem die Rauchgase den Kachelofen 2 durchströmt haben und abgekühlt sind, gelangen sie in den Schornstein 17, in welchem auch das Abgasrohr 11 des Wasserwärmetauschers 6 einmündet. Ansprüche: 1. Heizkessel (1) zur automatischen Befeuerung von Kachelöfen (2), Warmluftheizsystemen und Warmwassererzeugung bestehend aus einer Beschickungseinrichtung (3), einem Brenner (4), einem Feuerraum (5), einem Wasserwärmeaustauscher (6) sowie einer Steuerung dadurch gekennzeichnet, dass der Feuerraum (5) als heiße Brennkammer vorgesehen ist, also entweder ohne Wassermantel ausgeführt ist und nur aus Schamottierung (7) und Isolierung (8) besteht, oder, sofern er mit einem Wassermantel versehen ist, dass dieser gegenüber dem Feuerraum (5) isoliert ist, damit nur minimalste Wärmemengen über den Feuerraum (5) übertragbar sind und dass im Feuerraum (5) eine seitliche Öffnung angeordnet ist, welche mindestens den Querschnitt eines Abgasrohres (11) nach dem Wasserwärmeaustauscher (6) aufweist, von welcher Öffnung ein Rohr (9) in den Kachelofen (2) bzw. Warmlufterhitzer führt.3 AT 010 180 U1 Via a flue gas collecting box, the cooled exhaust gases now reach the chimney via the exhaust pipe 11. In the flue tubes 20 preferably spiral screw-shaped turbulators 18 are installed, which improve the heat transfer and are brought by their little play to the smoke tube walls via a linkage 19 by lever or motor in an oscillating motion and thus free the smoke tubes 20 of fly ash. In the pipe connection between the firebox and tiled stove, a flap 10 is installed. In the exhaust pipe 11 after the water heat exchanger (6), a flap 12 is also installed. These two flaps are connected by a linkage 13 so that one flap is open and one flap is closed. In the linkage of the flaps (11, 12), a servomotor 14 (preferably a spring-loaded actuator) is installed. This motor now receives the signal for the required damper position via the tiled stove sensor or the room thermostat or the temperature sensor on the hot water side via the control. That is, heat is required from the tile stove 2, the flap 10 is open to the stove and the flap 12 in the exhaust pipe after the heat exchanger 6 is closed. If heat is required on the hot water side, then the flap 10 is closed to the tiled stove and the flap 12 in the exhaust pipe 11 is open. Ideally, a priority circuit is programmed in favor of the hot water side. When opening the tiled stove door 15 (whereby the tiled stove can also be heated with firewood) is closed via a contact switch 16, as well as in power failure, the door 10 to the stove. After the flue gases have flowed through the tiled stove 2 and cooled, they enter the chimney 17, in which the exhaust pipe 11 of the water heat exchanger 6 opens. Claims 1. A boiler (1) for the automatic firing of tile stoves (2), Warmluftheizsystemen and hot water production consisting of a charging device (3), a burner (4), a combustion chamber (5), a water heat exchanger (6) and a controller characterized in that the combustion chamber (5) is provided as a hot combustion chamber, that is to say either without a water jacket and consists only of chamotte (7) and insulation (8), or, provided it is provided with a water jacket, that it faces the combustion chamber (5 ) is isolated so that only minimal amounts of heat on the combustion chamber (5) are transferable and that in the combustion chamber (5) has a lateral opening which at least the cross section of an exhaust pipe (11) after the water heat exchanger (6), from which opening a Pipe (9) leads into the tiled stove (2) or hot air heater. 2. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Rohr (9) zwischen Feuerraum (5) und Kachelofen (2) oder Warmlufterhitzer eine Absperrklappe (10) eingebaut ist, und im Abgasrohr (11) nach dem Wasserwärmeaustauscher (6) ebenfalls eine Klappe (12) eingebaut ist, wobei diese beiden Klappen über ein Gestänge (13) miteinander verbunden sind und jeweils eine Klappe offen und die andere geschlossen ist.2. Heating boiler according to claim 1, characterized in that in the pipe (9) between the firebox (5) and tiled stove (2) or hot air heater, a shut-off valve (10) is installed, and in the exhaust pipe (11) after the water heat exchanger (6) also one Flap (12) is installed, these two flaps are connected to each other via a linkage (13) and one flap open and the other is closed. 3. Heizkessel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestänge (13) mit einem Stellmotor (14) versehen ist, welcher nach jeweiliger Temperaturanforderung Kachelofen oder Warmluft oder Warmwasser, die Klappen (10, 12) in die entsprechende Stellung bringt. 4 AT010 180U13. A boiler according to claim 2, characterized in that the linkage (13) is provided with a servomotor (14) which brings the respective flats (10, 12) in the corresponding position after respective temperature requirement tiled stove or hot air or hot water. 4 AT010 180U1 4. Heizkessel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellmotor (14) als federbelasteter Motor ausgeführt ist und die Klappe (10) des Kachelofens bei Öffnen der Kachelofentür (15) durch einen Kontaktschalter (16) bzw. bei Stromausfall automatisch schließt.4. Boiler according to claim 3, characterized in that the servomotor (14) is designed as a spring-loaded motor and the flap (10) of the tiled stove when opening the tiled oven door (15) by a contact switch (16) or automatically closes in case of power failure. 5. Heizkessel nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Warmwasserseite bevorrangt wird, das heißt, sofern eine Temperaturanforderung für Warmwasser gegeben ist, schließt die Klappe (10) des Kachelofens (2).5. A boiler according to claim 2 or 3, characterized in that the hot water side is vorrangt, that is, if a temperature requirement for hot water is given, closes the flap (10) of the tiled stove (2). 6. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Rauchrohrzüge (20) des Wasserwärmeaustauschers (6) mit spiralschneckenförmigen Turbulatoren (18) versehen sind, welche die Wärmeübertragung verbessern und über ein Gestänge (19), welches die Turbulatoren (18) mittels handbetätigter Kurbel oder Motorantriebes in eine oszilierende Bewegung versetzt und die Rauchrohrzüge (20) von Flugasche reinigen. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen6. A boiler according to claim 1, characterized in that Rauchrohrzüge (20) of the water heat exchanger (6) with spiral screw-shaped turbulators (18) are provided, which improve the heat transfer and a linkage (19), which the turbulators (18) by means of manually operated crank or motor drive in an oscillating motion and clean the flue tubes (20) of fly ash. For this purpose 1 sheet of drawings
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