DD294081A5 - Heizkessel fuer fluessige, gasfoermige und/oder staubfoermige brennstoffe - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Heizkessel, bei dem durch direkten Kontakt der Verbrennungsabgase (20) eines Brennstoffes eine kombinierte Absorptions- und Waermetraegerfluessigkeit (22) erhitzt wird. Diese Fluessigkeit (22) bewirkt gleichzeitig eine Abgasreinigung, thermische Abschirmung des Brennraumes (4) vom Behaelter (1) des Heizkessels und Gewinnung der Kondensationswaerme des Brennstoffes. Bei einer solchen Ausbildung des Heizkessels ist es moeglich, bei hohem Wirkungsgrad und hoher Umweltfreundlichkeit den Behaelter (1) der Waermetraegerfluessigkeit (22) preisguenstig aus Kunststoff herzustellen. Fig. 1{Heizkessel; Verbrennungsabgase; Absorptionsfluessigkeit; Waermetraegerfluessigkeit; Abgasreinigung; Brennraum; Brennraumabschirmung; Kondensationswaerme; Wirkungsgrad; Umweltfreundlichkeit; Kunststoff}

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Heizkessel für flüssige, gasförmige und/oder staubförmlge Brennstoffe, bei dem die Erwärmung über einen oder mehrere eingebaute Brenner durch direkten Kontakt der Verbrennungsabgase mit einer Wärmetrfigerflüsslgkelt In einem Behälter erfolgt und die KondensatlonswBrme des Brennstoffes ausgenutzt wird. Anwendung findet ein solcher Heizkessel hauptsächlich für Hausheizungen kleiner und mittlerer Leistung, gegebenenfalls mit Brauchwassererwärmung. Aber auch In Industriellen Bereichen Ist eine Anwendung sinnvoll.

Charakteristik dos bekannten Standes der Technik Heizkessel für Heizzwecke erwärmen üblicherweise einen gasförmigen oder flüssigen Wärmeträger durch Verbrennung von

flüssigen, festen oder gasförmigen Brennstoffen in einem Brennraum, der aus hochwärmebestHndlgen Materialien, wie Stahl·,

Guß· oder Stelnvi.vnden besteht, die die hohen Verbrennungstemperaturen aushalten. Die Wärme wird durch Kontakt des Wärmeträger mit den Wänden des Brennraums Obertragen, die von den Verbrennungsabgasen umspült werden. Die Verbrennungsabgase werden dann mit relativ hohen Temperaturen und mit Schadstoffen belastet über ein meist thermisch

isoliertes Rauchrohr abgeleitet.

Verstärkte Bemühungen um verbesserte Wirkungsgrade und niedrigere Schadstoffanteile führten zu davon abweichenden Lösungen. So sind Heizvorrichtungen bekannt, bei denen die Rauchgase durch eine Wärmeträgerflüssigkeit geleitet werden und

somit die Kondensationswärme genutzt wird. Weiterhin sind Lösungen bekannt, die Schadstoffe aus Kondensationsprodukten neutralisieren, wie es beispielsweise aus der DE-OS 3406028 bekannt Ist, oder den Schadstoffgehelt der Verbrennungsabgase reduzieren.

Nachteilig be' den üblichen Heizkesseln sind die teure Bauweise, der niedrige Wirkungsgrad und der hohe Schadstoffgehalt der

Abgase.

Da im Brennraum sehr hohe Temperaturen entstehen, werden teure und aufwendig zu verarbeitende Werkstoffe verwendet, um

die Temperaturbeständigkeit zu gewährleisten. Stahl· und Gußelsenwerkstoffe, die üblicherweise angewandt werden, müssen

In energie· und zeitaufwendigen Arbeltsechritten tu Brennkammern und Kosselgehäusen lueammengebaut werden, wodurch hohe Gestehungskosten verursacht werden.

Well die Wärmeübertragung durch eine Konvektion der Verbrennungsabgase an den Brennraumwänden stattfindet, Ist aufgrund der schlechten Wärmeübertragung eine hohe Abgastemperatur und damit ein schlechter Wirkungsgrad die Folge. Die hohe Abgastemperatur wurde bisher aber bewußt beibehalten, um eine Überschreitung des Taupunktes der Abgase und damit eine Zerstörung dos Helikessels und die Versottung der herkömmlichen Abgasrohre iu vermelden, oder es wurden teure Materlallen verwendet, die gegen die Kondensationsprodukte unempfindlich waren.

Die Verbrennungsabgase gelangten ohne Reinigung In die Atmosphäre und verteilten dort vor allem Schwefeloxid, Kohlenmonoxid, Kohlendloxid, Stickoxid und Ruß.

Neuere Heizkessel nutzen nun auch die Kondensationswärme, um den Wirkungsgrad zu steigern, Indem zusätzliche Wärmetauscher die Abgase unter den Taupunkt abkühlen oder Indem die Abgase In direkten Kontakt zur Wärmeträgerflüssigkeit gebracht werden. Die Neutrallslerung der dabei entstehenden Kondensationsprodukte wird, wie es z. B. In der DEOS 34 08028 ausgeführt Ist, sehr aufwendig betrieben und führt dadurch zu hohen Herstellungskosten oder Ist überhaupt nicht vorgesehen. Da jedoch durch die Kondensation der Verbrennungsabgase hohe Mengen an schädlichem, säurehaltigem Kondensat anfallen, Ist ein Betrieb eines solchen Heizkessels ohne Neutralisation oder Entsorgung des Kondensate aus Gründen des Umweltschutzes nicht möglich.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung Ist es daher, einen Heizkessel zu schaffen, der umweltfreundlich betrieben werden kann, einen hohen Wirkungsgrad hat sowie olnfach und preisgünstig herzustellen Ist

Darlegung des Wesens der Erfindung Ausgehend von den oben dargelegten Mängeln der bekennten technischen Lösungen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,

einen Heizkessel zu realisieren, der unter Ausnutzung der Kom'dnsatlonswärme den Schadstoffgehalt der Verbrennungsabgase weitgehend reduziert, neutralisiert sowie absorbiert und der darüber hinaus eine kostengünstige Herstellung erlaubt, montagefreundlich ist, ein niedriges Gewicht hat und durch Beseitigung der Korrosionsgefahr langlebig Ist.

Erfindungsgemäß zeichnet sich ein Heizkessel der eingangs beschriebenen Art dadurch aus, daß die thermische Abschirmung

des Brennraumes durch eine Wärmeträgerflüsslgkeit die Verwendung von Kunststoff als Material für den Behälter des

Heizkessels gestattet und daß die Wärmeträgerftüssigkeit gleichzeitig eine Absorptions· und Neutrallslerungsflüssigkelt für die

den Verbrennungsabgasen durch Abgaswäsche entzogenen Schadstoffen darstellt.

Bei dem erfindungsgemäßen Heizkessel ist der nach unten offene Brennraum so In den aus Kunststoff bestehenden Behälter der Absorptions· und Wärmeträgerflüsslgkeit eingebaut, daß er Im Betrieb außen vollständig von dieser Flüssigkeit umgeben Ist,

während er im Ruhezustand des Heizkessels von der Wärmeträgerflüsslgkelt geflutet Ist. Es wurde erkannt, daß die obigen

Maßnahmen ein preisgünstiges und leicht verarbeitbares Material, also Kunststoff, für fast alle Teile des Heizkessels gestatten,

einschließlich des Behälters. Diese Verwendung von Kunststoff ist mit einem beachtlichen technischen Fortschritt verbunden, zumal bei Kunststoffteilen keine Korrosionsgefahr besteht.

Die beim Betrieb des Heizkessels durch die Wärmeträgerf lOsslgkelt geleiteten Verbrennungsabgase werden In kleinen Bläschen

verteilt und geben beim Hochsteigen ihre Wärme und die Schadstoffe fast vollständig ab. Diese Schadstoffe werden In dem korrosionsbeständigen Kunststoffbehälter der Wärmeträgerflüsslgkeit gesammelt und chemisch neutralisiert, wonach sie kontrolliert ohne» Beeinträchtigung der Umwelt entsorgt werden können.

Analysen haben In den letzten Jahren gezeigt, daß gerade Im häuslichen Anwendungsbereich eingesetzte herkömmliche Heizkessel eine starke globale Umweltschädigung verursachen. Diese Schäden können durch einen energiesparenden und

schadstofffreien Heizkessel erheblich reduziert werden. Das Hauptanwendungsgebiet liegt daher Im Bereich häuslicher

Heizungen, zumal der weitgehend aus Kunststoff hergestellte Heizkessel eine gleitende Betriebswelse ermöglicht. Die Verwendung von Kunststoffbehältern Im Heizkesselbau wurde bisher ausgeschlossen, da die hohe Flammtemperatur und

der niedrige Schmelzpunkt der Kunststoffe als unvereinbar galten. Durch die thermische Abschirmung über die

Wärmeträgerflüsslgkeit und die Korrosionsbeständigkeit des Kunststoffes lassen sich erstmale aufgrund der Erfindung die

aufgeführten Vorteile preisgünstig realisieren.

Eine Verbreitung des umweltfreundlichen Heizkessels nach der Erfindung wird durch die geringen Herstellungskosten und die

hohe Wertbeständigkeit aufgrund der Verwendung von Kunststoffmaterialien sowie durch einfache Installation und Wartung erleichtert.

AusfOhrungsbelsplel

Ein bevorzugtes Aueführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand von Zeichnungen im einzelnen beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt. Es zeigt

Fig. 1: eine teilweise geschnittene Prinzipdarstellung des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels während des Heizbetriebs, Fig. 2: eine ähnliche Darstellung wie Fig. 1, jedoch während der Betriebspause und mit alternativen und/oder zusätzlichen Maßnahmen.

Den realisierten Aufbau des als Ausführungebelsplel dargestellten Heizkessels kann der Fachmann ohne weiteres den Fig. 1 und 2 entnehmen. Darin bedeuten; 1 Behälter, 2 Außenwand des Behälters,^ Isolierung des Behälters, 4 Brennraum, 6 Verbrennungsflamme, 6 Doppelmantolwärmetauscher, 7 Heizkreiswärmetauscher, 8 Heizkreisumwälzpumpe,

9 Holikrelsvorlauf, 10 Heizkrelsrücklauf, 11 Kreuzstromwärmetauicher, 12 Abgasrohr, 13 Brennerverkleidung, 13 Brenner (vonugswolse Qas oder öl), 1B Bedien· und Anzeigepult, 1 β Absorptions· und Neutrallsatlonsmlttelpatrone, 17 Filterpatrone, 18 Kondensatablauf, 18 Oberfläche einer Absorptions· und Wärmeträger lüsslgkolt Im Betriebsfall, 20 Verbrennungsabgasbläschen, 21 Abgasvertellersleb, 22 Absorptions· und Wärmeträgorflüsslgkelt, 23 granuletförmlges Absorptions· und Neutrallsatlonsmlttel, 24 Brennraumwandung, 26 Oberfläche der Absorptions· und Wärmeträgerflüsslgkelt wihrend der Betriebspause, 26 Füllkörper und 27 Steigrohr.

Im betriebsfertigen Zustand des dargestellten Heizkessels befindet sich Im Inneren des drucklosen Behälters 1 eine Wärmeträgerflüssigkeit 22, bei der es sich vonugswelse um Wasser handelt. Der Brennraum 4, der von der Flüssigkeit 22 umgeben Ist, kann Im Zentrum des oberen Teils des Behälters 1 eingebaut sein. Öle hler stattfindende Verbrennung heizt, wie spttter beschrieben, die WBrmeträgerflüsalgkett 22 auf. Da Wasser bei Normaldruck nicht mehr als 100'C erreichen kann und in Heilungsanlagen üblicherweise keine höheren Temperaturen als etwa 90'C benötigt werden, läßt sich der In Verbindung mit der WBrmeträgerflüssigkeit 22 stehende Behälter 1 aus Kunststoff fertigen, der bis zu Temperaturen von 90 bis 100'C form· und wärmebeständig sein muß. Kunststoff läßt sich leicht verarbeiten, Ist billiger als herkömmliche Helzkesselbaumaterlallen und weist zahlreiche weitere vorteilhafte Eigenschaften auf. Vorzugsweise wird vernetztee Polyethylen verwendet. DIo Herstellung von Kunststoffbauteilen mit beliebiger Formgestaltung Ist dem Fachmann bekannt und bietet unter Anwendung herkömmlicher Fertigungstechniken keinerlei Schwierigkeiten.

So kann z. B. mit modernen, an sich bekannten Fertigungsverfahren die Wärmeisolierung 3 des Behälters 1 auf der Innenseite des Außenmantels 2 ausgebildet werden. Vorzugsweise geschieht dies derart, daß die Wärmeisolierung 3 innen In beliebiger Stärke aufgeschäumt wird, so daß der fertig eingefärbte und strukturierte Außonmantel 2 Im gleichen Arbeltsschritt mit der Isolierung 3 ausgebildet werden kann. Eine zusätzliche Entfettung, Grundierung, Isolierung und Lackierung oder Verwendung von Verkleidungsmaterialien kann somit entfallen. Im Gegensatz zu dem erfindungsgemäßen Kunststoffbehälter 1 aus Integrierter Außenwand 2 und Isolierung 3 ist beim Stand der Technik üblicherweise die Wärmeisolierung separat an der Außenseite eines Stahl· oder Qußeisenbehälters angebracht.

Weiterhin bieten Kunststoffe eine hohe Beständigkeit gegen chemisch aggressive Flüssigkeiten, die beim Unterschreiten des Taupunktes oder beim gezielten Nutzen der Kondensationswärme entstehen.

Wie vorher beschrieben, befindet sich der Brennraum 4 Im oberen Innenbereich des Behälters 1. Er Ist vorzugsweise senkrecht mit dem Brenner 14 auf der Oberseite des Behälters 1 so angebracht, daß der Brenner 14 von außen zugänglich ist. Nach unten ist der Brennraum 4 offen, so daß er Im Ruhe· oder Bereltechaftszustand von der Wärmeträgerflüssigkeit 22 größtenteils ausgefüllt wird, ohne daß jedoch der Brenner 14 und seine Zündvorrichtung benetzt werden. Die aufgezeigte Konstruktion stellt sicher, daß die vom Gebläse des Brenners 14 gelieferte Verbrennungsluft nur nach unten aus dem Brennraum 4, also durch die Wärmeträgerflüssigkeit 22, entweichen kann.

Bei dem Brenner 14 kann es sich um eine herkömmliche, an sich bekannte Brennerbauart handeln, jedoch vorzugsweise mit einem stärkeren Gebläse. Ein Fachmann kann diese Modifikation ohne weiteres durchführen.

Vor der Inbetriebnahme des Brenners 14 wird der Brennraum 4 entleert. Dies geschieht durch Einblasen von Luft über das Brennergebläse oder durch Erzeugung eines Vakuums über der Flüssigkeit 22 außerhalb des Brennraumee 4 oder eine Kombination beider Techniken. In allen Fällen bildet sich eine Druckdifferenz aus, die die Wärmeträgerflüssigkeit 22 aus dem Brennraum 4 drückt, so daß unterhalb des Brennraumes 4 die durch den Brenner 14 zugeführte Luft entweichen und nach oben perlen kann.

Mit dem Entleeren des Brennraumes 4 ist die vorher darin enthaltene Wärmeträgerflüssigkeit 22 im Behälter 1 hochgestiegen und bedeckt jetzt vorzugsweise den gesamten äußeren Teil des Brennraumes 4, wie es aus der vergleichenden Darstellung zwischen Flg. 1 und 2 hervorgeht. Die Flamme 5 brennt unter Zufuhr von Brennstoff und der gelieferten Verbrennungsluft nun im Inneren des entleerten Brennraumes 4. Die dabei entstehenden Verbrennungsabgase 20 entweichen nach unten durch den offenen Teil des Brennraumes 4 und perlen an die Oberfläche der Wärmeträgerflüssigkeit 22.

Die Brennraumwandung 24 ist aus einem Material gefertigt, das gegen die im Inneren auftretenden Temperaturen und die Säurebildung in der Wärmeträgerflüssigkeit 22 reslster.t ist, wie z.B. Metall, Keramik, Glas oder auch Kunststoffe. Da die an der Wandung 24 hochgestiegene Flüssigkeit 22 eine ständige Kühlung des gesamten Brennraumes 4 bewirkt, kann bei größerem Brennraumquerschnitt ohne direkte Flammberührung auch ein Material verwendet werden, das nur geringe Temperaturen verträgt. Durch geeignete konstruktive Maßnahmen ist die Befestigung des Brennraumes 4 so ausgelegt, daß das Kunststoffmaterial des Behälters 1 nicht über seine maximale Temperaturbeständigkeit hinaus belastet wird. Auf jeden Fall kann der Brennraum 4 kleingehalten werden, so daß z.B. auch bei Verwendung von Edelstahl keine hohen Kosten entstehen. Die während des Brennerbetriebs unterhalb des Brennraumes 4 austretenden Verbrennungsabgase 20 werden durch eine Vorrichtung verteilt, die zu möglichst kleinen Gaeblasen 20 führt. Im einfachsten Fell Ist dies ein feinmaschiges Gitter oder Sieb 21, durch das die Abgase gedrückt werden. Zur Verbesserung des Effekts kann dieses Gitter oder Sieb 21 zu mechanischen Schwingungen angeregt werden, wodurch eine starke Verwirbelung der feinen Gasbläechen 20 erreicht wird. Die nun langsam hochwirbelnden Bläschen 20 bilden ein turbulent schäumendes Bad, In dem sich die Wärmetauscher 6,7 für Heiz· und Brauchwasserkreisläufe befinden. Diese Wärmetauscher P, 7 sind als Rohr·, Rippenrohr-, Platten· oder sonstige Wärmetauscher ausgelegt. Solche Konstruktionen sind dem Fachmann bekennt. Als Materialien werden Edelstahl, Kupfer oder sonstige korrosionsbeständige Stoffe verwendet. Vorzugswelse sind jedoch nach der Erfindung die Wärmetauscher 6,7 aus Kunststoff gefertigt. Durch die turbulente Bewegung In der Wärmeträgerflüssigkeit 22 ist der Wärmeübergang bedeutend besser als in stehenden oder nur mäßig bewegten Flüssigkeiten. Kunststoff bietet den Vorteil der Korrosionsfreiheit, der freien Gestaltung der Form und der kostengünstigen Herstellung. Der Wärmetauscher 7 kann so ausgelegt sein, daß die Abgasbläschen 20 einen innigen Kontakt zu den Tauscherwandungen bekommen und damit eine hohe Tauscherleistung erreicht wird. Eine bevorzugte Möglichkeit ist die Ausbildung als Doppelmantelwärmetauscher 6 im Behälter 1, Hiermit wird vorzugsweise Brauchwasser erwärmt.

Wie in Fig. 2 dargestellt, können in den Behälter 1 zusätzlich Füllkörper 26 eingebracht werden, die die Bewegung der Gasbläschen 20 behindern und somit eine längere Verweilzeit in der Flüssigkeit 22 bewirken und gleichzeitig die Reaktioneoberfläche vergrößern. Infolgedessen wtrd die Wärmeabgabe und, wie nachfolgend beschrieben, auch die Schadstoffabgabe verbessert.

Die Abgasbläschen 20 geben nämlich beim Hochperlen nicht nur Ihre Wärme, sondern auch Ihre Schadstoffe an die Wärmeträger! lüsslgkelt 22 ab. Diet geschieht über chemische Reaktionen. Zu diesem Zweck werden der WärmoträgerflOselgkelt 22 Chemikalien beigemischt, beispielsweise Calclumcarbonat, das sich mit dem Schwofol der Verbrennungsabgase 20 tu Calciumsulfat verbindet. Damit wird eine Neutralisation und Rückhaltung des ansonsten In die Atmosphäre geleiteten Schwefels erreicht. Das Neutrallsatlonsprodukt, das leuendlich Gips darstellt, wird In eingedickter Form In bestimmten Wartungalntervallen entnommen und kann nach heutigen Bestimmungen problemtos Im Hausmüll entsorgt

werden.

Bei Verwendung anderer Neutralisationsstoffe, wie i.B. Magnesiumhydroxid, werden außer Schwefel noch weitere

umweltttelaatende Stoffe wie Kohlendioxid und Stickoxide chemisch gebunden. Bei der Verbrennung In der gekühlten

Brennkammer 4 entstehen jedoch ohnehin kaum Stickoxide, so daß Ihre Entfernung aus den Verbrennungsabgasen 20 unter Umstanden gam entfallen kann. Die Neutralisationsprodukte einiger Chemikalien können sogar mit der überschüssigen Kondensatlonsftüsslgkeit, die sich Im wärmeträger 22 bildet, über den Kondensatablauf 18 In die Kanalisation abgeleitet

werden, da sie umweltverträglich sind. Wie aus den Figuren ersichtlich, ist der Kondensatablauf 18 mit dem Steigrohr 27 verbunden.

Die notwendigen Chemikalien können der Flüssigkeit 22 In flüssiger Form lugesetzt werden, oder In Form eines

granulatförmlgen Absorptions- und Neutrallsatlonsmlttels 23, wie es In Flg. 2 dargestellt ist. Um eine einfachere Wartung und bessere Kontrolle zu erreichen, Ist es Jedoch sinnvoll, die verwendeten Neutralisatlonschemlkallen, z. B. als gepreßte oder

gesinterte Patrone 16 durch eine öffnung im Behalter 1 mit der Flüssigkeit 22 In Kontakt zu bringen. Der Verbrauch der

Chemikalien laßt sich dann durch optische Kontrolle oder automatisch erfassen, und eine Wertungsmetdung kann dann durch

eine Steuerung Im Bedien· und Anzeigepult 16 erfolgen. Die Realisierung elnerliierartlgen Überwachung kann von einem

Fachmann aufgrund seiner Fachkenntnisse ohne weiteres vorgenommen werden. Selbst wenn durch gesetzliche Bestimmungen in Zukunft die Rückstandsprodukte als Sondermüll eingestuft werden sollten,

besteht der hoch einzuschätzende Vorteil, daß keine Verschmutzung der Umwelt durch In die Atmosphere geleitete Schadstoffe entsteht, sondern daß eine kontrollierte Entsorgung der Rückstandsprodukte erfolgen kann.

Zu den Rückstandsprodukten zahlen unter anderem auch Ruß·, Staub* und sonstige Partikel sowie unverbrannte ölbestandteile

(bei ölfeuerung). Auch diese werden In der Wärmeträgerflüssigkeit 22 zurückgehalten. Ihre Beseitigung kann ebenfalls in größeren Wartungsintervallen, z.B. jährlich, mit der Entsorgung erfolgen. Vorzugsweise ist eine Filterpatrone 17 Im Behalter 1 zwischen dem Steigrohr 27 und dem Kondensatablauf 18 eingebaut. Die Filterpatrone 17 dient zum Aussondern dieser Partikel bzw. Feststoffe, so daß sie durch Wechseln der Patrone 17 entsorgt werden können. Durch Einleiten des überschüssigen

Kondei sats durch die Filterpatrone 17 können somit keine festen Abfallstoffe In die Kanalisation gelangen. Die Verl rennungsabgase, die sich Im Behalter 1 oberhalb der Wärmeträgerflüssigkeit 22 sammeln, sind weitgehend gereinigt

und we r Jen nun entweder direkt oder über einen Wärmetauscher 11 durch das Abgasrohr 12 in die Atmosphäre geleitet.

Selbstverständlich ist der Behälter 1 allseitig dicht abgeschlossen, so daß das gesamte Abgas in das Abgasrohr 12 gezwungen

wird. De,· Abgaswärmetauscher 111st vorzugsweise als ein an sich bekannter Luft-Luft-Kreuzetromwärmeteuscher ausgelegt und gibt die Restwärme der Abgase 20 an die angesaugte Verbrennungszuluft ab. Die Temperatur der Abgase im Abgasrohr 12 liegt somit nur wenig höher als die der Umgebung. Hierdurch ist es möglich, auch für das Abgasrohr 12 ζ. Β. ein Kunststoffrohr zu verwenden.

Da die Abgase bei weiterer Abkühlung an kalten Teilen des Abgesrohres 12 geringfügig auskondensieren können, sollte eine Rückführung des Kondensats zum Behälter 1 vorgesehen sein. Bei konventionellen Heizanlagen würde die Kondensatbildung in Verbindung mit den darin enthaltenen Schadstoffen eine Versottung üblicher Kaminanlagen bewirken. Bei dem hier

beschriebenen Heizkessel fallen jedoch durch die geringe Temperaturdifferenz kaum Kondensate an, und wegen des gegen Null gehenden Schadstoffgehalts ist eine Versottung von Kaminen nicht zu erwarten.

Alternativ kann der Wärmetauscher 11 im Abgasstrom als Luft-Wast er-Wärmetauscher ausgelegt sein, der Brauch· oder Schwimmbadwasser erwärmt. Der Wärmetauscher 11 kann auch zum Erwärmen des Rücklaufes 10 des Heizungskreislaufes

eingesetzt werden.

Alle zum Herstellen des Heizkessels notwendigen Bauteile und Materialien, einschließlich der Chemikalien, sind im Handel

erhältlich. Bei den Füllkörpern 26 kann es sich um übliche Füllkörper aus Metall und/oder Kunststoff handeln, wie sie bei chemischen Prozessen eingesetzt werden. Die Brennerverkleidung 13, In die das Bedien· und Anzeigepult 16 Integriert ist, kann ebenfalls aus Kunststolf hergestellt sein.

Selbstverständlich ist der Brenner 14 mit einer (nicht dargestellten) Brennstoffzufuhrleitung verbunden. Im Kunststoffbehälter 1

sind an geeigneten Stellen gas· und flüssigkeitsdicht verschließbare (nicht gezeigte) öffnungen vorgesehen, über die der

Heizkessel gewartet und entsorgt werden kann. Zum gas· und flüssigkeitsdichten Verschließen des Behälters können an sich

bekannte Schraubverbindungen verwendet werden.

Abschließend sollen noch einige Fertigungsverfahren zur Herstellung der Kunststoffteile des Heizkessels, insbesondere des Behälters und der Wärmetauscher erläutert werden:

1. Rotationssintern

Ein Kunststoffpulver wird in eine dem Behälter 1 entsprechende Hohlform eingegeben, die sich in einer Taumelbewegung um zwei Achsen dreht. Die Form wird In einem Ofen auf etwa 25O⁰C aufgeheizt, wobei das Kunststoffpulver schmilzt. Die Wandstärke der auf diese Weise ausgebildeten Außenwand 2 des Behälters 1 wird dabei durch die Menge des Pulvers bestimmt. In einem zweiten Aufheizvorgang unter Zugabe von weiterem Kunststoffpulver und Treibmittel wird die innenliegende Isolierung 3 aufgeschäumt. Die Isolierstoffstärke der Isolierung 3 wird durch die Menge des Kunststoffpulvers und desTreibmittels bestimmt. In einem zweiten Arbeiteschritt wird ein zweiter kleinerer Behälter (Wärmeaustauscherwand des Doppelmantelwärmetauschere 6) angefertigt, der dann in den ersten Behälter 1 eingebracht wird. Eine Abdichtung zwischen innen· und Außenbehälter kann durch Verschmelzen oder Verkleben erfolgen. Sollte für den Behälter 1 ein abnehmbarer Deckel erforderlich sein, kann er in einem dieser Arbeitsschritte mit angefertigt werden.

2. Spritzgußverfahren

3. Blasverfahren

4. Tiefziehen

B. PU'lntegralschaum-Verfahren

6. Faserkunststofflamlnate

Öle In 2. bit 6. genannten Verfahren bilden weitere Möglichkeiten Behalter, Isolierung, Doppelmantel und sonstige Wärmetauscher herzustellen. Diese Verfahren sind an sich bekannt. Als Werkstoffe können handelsübliche PE (Polyethylen) wie es z.B. die Firmen Neste, Generei Electric Plastic, Hoechst und viele

andere liefern oder faserverstärkte Kunststoffe wie z. B. QFK, das von vielen Herstellern angeboten und geliefert wird, verwendet

werden.'

Im Tiefziehverfahren kann z. B. aufgeschäumte Plattenware wie z. B, FOREX oder KÖMACEC (Fa. Kömmerllng) verwendet

werden, um Außenmantel und Isolierung In einem Arbeltegang zu fertigen. PU (Polyurethane) liefern beispielsweise die Firmen

Bayer und BASF. Hieraus können ebenfalls Außenmantel und Isolierung gefertigt werden. Auch andere Kunststoffe, die thermisch und chemisch genügend stabil sind, können In den angegebenen Verfahren verarbeitet

werden.

Claims (10)

1. Heizkessel für flüssige, gasförmige und/oder staubförmlge Brennstoffe, bei dem die Erwärmung über einen oder mehrere eingebaute Brennerdurch direkten Kontakt dor Verbrennungsabgase mit der Wärmeträgerflüssigkeit erfolgt und die Kondensationswärme des Brennstoffes ausgenutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Abschirmung des Brennraumes (4) durch die Wärmeträgerflüssigkeit (2) die Verwendung von Kunststoff als Material für den Behälter (1) des Heizkessels ermöglicht und daß die Wärmeträgerflüssigkeit (22) gleichzeitig eine Absorptionsund Neutrall8lerung8flÜ88lgkeit für die den Verbrenhungsabgasen durch Abgaswäsche entzogenen Schadstoffe darstellt.

2. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich Im Behälter (1) wenigstens ein aus Kunststoff bestehender Wärmetauscher (6,7) befindet,

3. Heizkessel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wärmetauscher (6) als Doppelmantel des Behälters (1) ausgeführt Ist.

4. Heizkessel nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgasrohr (12) aus Kunststoffist.

6. Heizkessel nach Anspruch 1,2,3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilung der Abgasbläschen (20) in der Wärmeträgerflüssigkeit (22) durch ein feinmaschiges Sieb (21) bewirkt wird, das fest angebracht oder mechanisch bewegbar Ist.

6. Heizkessel nach Anspruch 1,2,3,4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß Füllkörper (26) im Behälter (1) vorgesehen sind.

7. Heizkessel nach Anspruch 1,2,3,4,5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Absorptions· und Neutrallsationschemlkalie In Form einer Patrone (16) In die Wärmeträgerflüssigkeit (22) eingebracht wird.

8. Heizkessel nach Anspruch 1,2,3,4,5,6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Filterpatrone (17) feste Schad· oder Schmutzstoffe aus der Wärmeträgerflüssigkeit (22) aussondert.

9. Heizkessel nach Anspruch 1,2,3,4,5,6,7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine thermische Isolierung (3) auf der Innenseite der Außenwand (2) des Behälters (1) befindet.

10. Heizkessel nach Anspruch 1,2,3,4,5,6,7,8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wärmetauscher (11) Im Abgasstrom die Restwärme nutzbar macht.