DD295904A5

DD295904A5 - Heizkessel

Info

Publication number: DD295904A5
Application number: DD90342042A
Authority: DD
Inventors: Joerg Fuellemann; Heinrich Boner
Original assignee: ��@��@��k��
Priority date: 1989-06-26
Filing date: 1990-06-25
Publication date: 1991-11-14
Also published as: HU209911B; PL164910B1; CA2033988A1; HU904743D0; DE59000086D1; PL285725A1; CS306290A3; EP0406173B1; AU5832890A; CZ281126B6; WO1991000481A1; ATE75024T1; EP0406173A2; EP0406173A3; HUT58410A

Abstract

Der Heizkessel besitzt einen Waermetauschraum * der von einem Wassermantel (15) umgeben ist. Konzentrisch dazu ist ein weiterer Wassermantel (27) angeordnet, der sich im hinteren Teil des Heizkessels ueber etwa die Haelfte der Laenge des Wassermantels (15) erstreckt. Im Inneren des Wassermantels (27) befindet sich ein konzentrischer Kernkoerper * Fuer die Rauchgase ist im Zwischenraum (53) und im Zwischenraum (55) je ein schraubenfoermiger Rauchgaskanal (54 bzw. 56) vorgesehen, die einen Auslasz (33 bzw. 37) aufweisen. Im Muendungsgebiet der Auslaesse (33, 37) befindet sich eine Rauchgasklappe * In der eingezeichneten Mittelstellung koennen die Rauchgase praktisch ungehindert aus beiden Rauchgaskanaelen abflieszen. Dies entspricht dem Arbeiten des Brenners (11) bei Vollast. Bei maximal reduzierter Last ist der Auslasz (33) durch die Rauchgasklappe (39) verschlossen. In beiden Faellen ist jedoch die Abgastemperatur die gleiche. Es werden somit in allen Teilen des Kessels Unterschreitungen des Taupunktes vermieden. Fig. 1{Heizkessel; Waermetauschraum; Wassermantel; Kernkoerper; Rauchgaskanal; Rauchgase; Brenner; Rauchgasklappe; Abgastemperatur; Taupunkt}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Heizkessel, insbesondere zur Verwendung mit einem mehrstufigen oder modulierenden Brenner, mit einem Wärmetauschraum, einem diesen umgebenden Wassermantel, der eine Außenwandung an eine Innenwandung aufweist, und einem im Wärmetauschraum angeordneten weiteren Wassermantel, der sich über einen Teil der Länge des Wärmetauschraums erstreckt und so einen Zwischenraum bildet und einen Innenraum ummantelt.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Die französische Patentschrift 2,154,347 beschreibt einen Heizkessel, bei welchem zwei zylindrische Wassermäntel konzentrisch zueinander angeordnet sind. Dabei bildet der vom inneren Wassermantel ummantelte Innenraum den Brennerraum währenddem der Zwischenraum zwischen den Wassermänteln als Rauchgaskanal dient. In diesem Rauchgaskanal befindet sich ein schraubenförmiger Einsatz. Dieser Heizkessel ist relativ kompliziert im Aufbau. Die Fertigung ist daher relativ teuer, und die Servicearbeiten sind schwierig auszuführen und zeitaufwendig. Besonders nachteilig ist die Gefahr von Kaltstellen, bei denen bei reduzierter Brennerleistung eine Kondensation von Schadstoffen aus den Rauchgasen erfolgen kann, was dann zu Korrosionsproblemen führt. Dieser Heizkessel eignet sich daher schlecht zum Betrieb mit einem mehrstufigen Brenner. Auch sieht der vorbekannte Heizkessel keine Mittel zur Warmwasserbereitung, d. h. zur sogenannten Brauchwasserbereitung vor.

Es ist wichtig, daß die Leistung von Heizkessel und Brenner aufeinander abgestimmt sind. Es waren somit bisher im unteren Leistungsbereich in Abstufungen von etwa 5 KW verschiedene Kesselgrößen notwendig.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Herstellungskosten gattungsgemäßer Heizkessel zu reduzieren und seine Einsatzmöglichkeiten zu erhöhen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen konstruktiv einfachen und preiswerten Heizkessel mit hohem thermischen Wirkungsgrad zu schaffen. Der Heizkessel sollte sich auch zur Verwendung mit einem mehrstufigen oder modulierenden Brenner eignen, ohne daß die Gefahr von Korrosion besteht. Weiter sollte der Heizkessel geringe Stillstandsverluste aufweisen und sich möglichst auch zur Aufbereitung von Warmwasser eignen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Heizkessel der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß zusätzlich zu dem aus dem Zwischenraum führenden Auslaß ein aus dem Innenraum führender Auslaß für Rauchgase vorgesehen ist und daß Mittel zur Regelung eines Rauchgasstromes aus dem Auslaß des Zwischenraums und/oder zur Regelung eines Rauchgasstromes aus dem Auslaß des Innenraums vorgesehen sind. Wenn die Mittel zur Regelung der Rauchgasströme einen Rauchgasstrom sowohl aus dem Zwischenraum als auch aus dem Innenraum zulassen, kann der Heizkessel mit Vollast gefahren werden. Die Rauchgase können dann sowohl durch den Zwischenraum zwischen beiden Wassermänteln als auch durch den Innenraum des weiteren Wassermantels strömen und dabei soviel Wärme an diese Wassermäntel übertragen, daß sie den Heizkessel mit einer relativ niedrigen Abgastemperatur verlassen. Wird jedoch der Heizkessel nur mit Teillast gefahren, die beispielsweise 30% der Vollast betragen kann, so wird der Auslaß aus dem Zwischenraum verschlossen, so daß die Rauchgase nur noch durch den Innenraum strömen können. Es besteht dann keine Gefahr, daß sie sich zu stark abkühlen und im hinteren Teil des Kessels Kondensationsprobleme auftreten. Der Heizkessel eignet sich daher gut für die Verwendung mit einem zweistufigen Brenner. Es wäre aber auch möglich, einen modulierenden Brenner zu verwenden, der stufenlos von Minimallast zu Vollast geregelt werden kann. In diesem Falle ist es zweckmäßig, einen Motorantrieb für die Rauchgasklappe zu wählen, damit auch diese stufenlos geregelt werden kann. Es ist also möglich, die Größe des durch den Zwischenraum fließenden Rauchgasstroms zu regeln. Die vorliegende Erfindung hat auch den Vorteil, daß die gleiche Kesselgröße für einen relativ großen Leistungsbereich anwendbar ist. Bei der Verwendung des Heizkessels mit einstufigem Brenner kann die gleiche Kesselgröße für einen relativ großen Leistungsbereich verwendet werden. Es müssen somit wesentlich weniger verschiedene Heizkesselgrößen gefertigt und an Lager gehalten werden als dies bisher notwendig war. Dies ermöglicht eine erhebliche Reduzierung der Produktions- und Lagerhaltungskosten. Bei der Installation eines Heizkessels mit einem einstufigen Brenner genügt es, die Mittel zur Regelung der Rauchgasströme entsprechend der Brennerleistung bzw. der optimalen Abgastemperatur von Hand einzustellen.

Zweckmäßigerweise ist als Mittel zur Regelung des Rauchgasstroms eine Rauchgasklappe vorgesehen. Dabei kann vorgesehen werden, daß die Auslässe in ein gemeinsames Rauchrohr münden und daß die Rauchgasklappe so angeordnet ist, daß sie beim Schließen des aus dem Zwischenraum führenden Auslasses den aus dem Innenraum führenden Auslaß öffnet. Für maximale Brennerleistung kann die Rauchgasklappe somit in eine Mittelstellung gebracht werden und für minimale Brennerleistung wird der Auslaß aus dem Zwischenraum verschlossen. In der Mittelstellung hat die Rauchgasklappe praktisch keine Drosselwirkung für die beiden Auslässe, Mit einem Motorantrieb ist es aber auch möglich, die Rauchgasklappe in eine Stellung zu bringen, in welcher sie auf einen der Auslässe eine Drosselwirkung ausübt.

Vorteilhaft ist der den Wärmetauschraum umgebende Wassermantel ein Doppelmantel mit einem inneren und einem äußeren Mantelraum, die durch eine Mittelwandung voneinander getrennt sind. Bei dieser Ausgestaltung wird bei der Inbetriebnahme des Heizkessels das Wasser im inneren Mantelraum rascher erwärmt als das Wasser im äußeren Mantelraum. Infolgedessen besteht bei Kaltstart lediglich für eine sehr geringe Zeit eine Gefahr von Kondensatbildung. Ferner kann das im Betrieb des Heizkessels zurückströmende relativ kühle Rücklaufwasser die innere Wandung nicht beaufschlagen. Vielmehr wirkt das im inneren Mantelraum enthaltene Wasser als Puffer gegen eine übermäßige Auskühlung der Innenwandung. Dies ist von besonderem Vorteil bei Niedertemperaturheizungen, wo die Rücklauftemperatur relativ tief ist. Infolgedessen besteht keine Gefahr der Bildung von unerwünschten Kondensaten, welche Korrosion zur Folge haben können. Ein weiterer gewichtiger Vorteil der beschriebenen Ausführung besteht darin, daß Stillstandverluste stark reduziert werden. Das Wasser im inneren Mantelraum wirkt bei Stillstand des Brenners als Isolation für den äußeren Mantelraum.

Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, den Abstand zwischen der Innenwandung und der Mittelwandung des Doppelmantels relativ gering zu halten, vorzugsweise 10 bis 15 mm. Dadurch wird einmal Temperaturschichtung des Wassers im inneren Mantelraum vermieden. Es erfolgt also eine gute Temperaturverteilung. Ferner werden Siedegeräusche vermieden. Der Wasserinhalt des inneren Mantelraums ist relativ klein. Dies hat den Vorteil, daß im Betrieb eine rasche Aufheizung des Wassers im inneren Mantelraum erfolgt, wodurch einerseits Korrosionsprobleme vermieden werden und andererseits bei Bedarf dieses Wasser zur raschen Aufladung eines Boilers benutzt werden kann. Dieser Boiler kann daher relativ klein dimensioniert werden, weil er bei großem Warmwasserbedarf praktisch wie ein Durchlauferhitzer Warmwasser abgeben kann. Da der Wasserinhalt des inneren Mantelraums klein ist, geht durch die Abkühlung dieses Wassers nach der Aufladung des Boilers relativ wenig Wärme durch Stillstandsverlust verloren. Die Warmwasseraufbereitung erfolgt daher auch im Sommer mit einem sehr hohen Gesamtwirkungsgrad. Dies ist in markantem Gegensatz zu bekannten Heizkesseln, deren Gesamtwirkungsgrad im Sommer notorisch tief ist, so daß allgemein Elektroaufheizung für den Sommer vorgeschlagen wird. Zweckmäßigerweise ist der Abstand zwischen der Mittelwandung und der Außenwandung des Doppelmantels wesentlich größer als der Abstand zwischen der Innenwandung und der Mittelwandung. Dadurch ergibt sich ein ausreichendes Volumen für das beispielsweise für eine Raumheizung benötigte Kesselwasser.

Die Ausführung des Heizkessels erfolgt vorteilhaft so, daß der weitere Wassermantel etwa halb so lang ist wie der erstgenannte Wassermantel. So entsteht brennerseitig ein Brennraum mit großem Durchmesser, der sich speziell für moderne Vergasungsbrenner mit stark expandierender Flamme eignet. Stark expandierende Flammen haben eine günstige Flammentemperatur, bei welcher die Bildung von Stickoxiden sehr gering ist.

Der weitere Wassermantel ist vorteilhaft an der Rückwand des Wärmetauschraums befestigt. Dies ergibt eine einfache Konstruktion des Heizkessels, bei dem das Innere gut zugänglich ist, um Reinigungsarbeiten durchzuführen.

Vorteilhaft wird in dem vom weiteren Wassermantel umschlossenen Innenraum ein Kernkörper unter Bildung eines Zwischenraums angeordnet. Dieser Zwischenraum erlaubt eine die Wärmeübertragung fördernde Führung der Rauchgase. Vorteilhaft werden die verschiedenen Komponenten des Heizkessels zylindrisch ausgeführt. Dies ermöglicht eine rationelle und preisgünstige Fertigung des Heizkessels, insbesondere wenn die verschiedenen Elemente koaxial zueinander angeordnet werden. Der Heizkessel kann beispielsweise als geschweißte Stahlkonstruktion realisiert werden. Auch kann der weitere Wassermantel und der Kernkörper von einem etwa schraubenförmigen Rauchgaskanal umgeben sein. Solche Rauchgaskanäle stellen einen relativ langen Weg für die Rauchgase dar, so daß ein optimaler Wärmeaustausch erfolgt. Alle Wärmeaustauschflächen werden gleichmäßig von den Rauchgasen bestrichen. Dies hat auch den Vorteil, daß die Gefahr einer Kondenswasserbildung aus den Rauchgasen noch weiter reduziert wird. Die Dimensionierung der Rauchgaskanäle erfolgt zweckmäßigerweise so, daß der Heizkessel mit einem Überdruck im Brennraum von etwa 0,5 bis 6mm Quecksilbersäule arbeitet, vorzugsweise 2 mm. Dies setzt die Verwendung von Mitteln zur Erzeugung des Überdrucks voraus, z, B. eines Gebläsebrenners. Eine solche Kombination arbeitet sehr geräuscharm. Die Rauchgaskanäle können durch einen Einsatz aus einem schraubenförmig gewundenen Blechstreifen gebildet werden. Dies ermöglicht eine äußerst billige Ausführung der Rauchgaskanäle. Weiter hat diese Ausführung den Vorteil, daß zur Reinigung des Heizkessels der aus einem schraubenförmig gewundenen Blechstreifen gebildeter Einsatz einfach herausgezogen werden kann.

Vorteilhaft nimmt der Querschnitt der Rauchgaskanäle von vorn nach hinten ab. Weil die Rauchgase sich auf dem Weg nach hinten abkühlen, nimmt ihr Volumen ab, so daß hinten der Querschnitt kleiner als vorn dimensioniert werden kann. Diese Verminderung des Querschnitts hat den Vorteil, das die Länge des Rauchgaskanals größer gemacht werden kann. Von besonderem Vorteil ist, daß durch den Rauchgaskanal eine starke Geräuschdämpfung erfolgt. Der sich ändernde Querschnitt verhindert nämlich die Bildung von resonanten Schwingungen. Die progressive Verminderung des Querschnitts kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß die Steigung des schraubenförmig gewundenen Blechstreifens von vorn nach hinten abnimmt. Da ein schraubenförmig gewundener Blechstreifen relativ wenig stabil ist, sind zweckmäßigerweise die Windungen des Blechstreifens mit Distanzhaltern miteinander verbunden. Dadurch kann der gewünschte Abstand zwischen je zwei Windungen festgelegt werden.

Vorteilhaft ist der Kernkörper hohl. Dabei können beispielsweise im Mantel Öffnungen vorgesehen werden. Der Hohlraum im Kernkörper wirkt vibrationsdämmpfend. Insbesondere kann das Gasvolumen im Kernkörper Druckunterschiede aufnehmen, welche durch den sogenannten Anfahrtsschock beim Zünden der Flamme entstehen. Der Kernkörper wirkt somit als Schalldämpfer. Besonders gute Schalldämpfeigenschaften werden erzielt, wenn der Hohlraum locker mit Mineralfasern, z. B. Steinwolle, gefüllt ist. Durch diese Füllung wird auch ein unerwünschter Wärmetransfer weitgehend verhindert.

Vorteilhaft ist der weitere Wassermantel mit dem inneren Mantelraum des Doppelmantels in Serie geschaltet. Dadurch wird bewirkt, daß heißes Wasser aus dem inneren Mantelraum in den weiteren Wassermantel strömt, so daß dieser rasch über den Taupunktbereich gebracht wird, wo keine Kondensation mehr erfolgen kann. Zweckmäßigerweise ist zwischen dem weiteren Wassermantel und dem inneren Mantelraum eine Pumpe angeordnet. Dadurch wird eine gute Zirkulation erreicht, welche ihrerseits eine gute Temperaturverteilung bewirkt. Da das Wasservolumen relativ klein ist und daher rasch umgewälzt werden kann, wird die Wärme rasch abgeführt und Siedegeräusche werden vermieden. Es kann noch ein Ventil vorgesehen werden, um die Ladung eines Boilers zu bewirken.

Zweckmäßigerweise sind der Vorlauf und der Rücklauf des Heizkreises an den äußeren Mantelraum des Doppelmantels angeschlossen. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Vorlauf an einem Ende des Doppelmantels und der Rücklauf am anderen Ende des Doppelmantels angeschlossen sind.

Die Erfindung betrifft auch einen Heizkessel mit einem Wärmetauschraum und einem diesen umgebenden Wassermantel, der eine Außenwandung und eine Innenwandung aufweist. Erfindungsgemäß ist dieser Heizkesel dadurch gekennzeichnet, daß der Wassermantel ein Doppelmantel ist, der einen inneren und einen äußeren Mantelraum aufweist, die durch eine Mittelwandung voneinander getrennt sind. Dieser Heizkessel stellt eine Vereinfachung des zuvor beschriebenen Heizkessels dar. Wesentlich ist dabei, daß für beide Arten von Heizkesseln größtenteils die gleichen Bauteile verwendet werden können. Es erweist sich dabei als vorteilhaft, im Mantelraum einen Kernkörper unter Bildung eines Zwischenraums anzuordnen. Dies bringt wiederum die Vorteile einer günstigen Rauchgasführung, wobei auch ein schraubenförmiger Rauchgaskanal verwendbar ist, wie dies vorher beschrieben wurde.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1: schematisch einen Heizkessel und seine Verwendung in einer Heizanlage mit einem zweistufigen oder einem modulierenden Brenner und

Fig. 2: eine vereinfachte Ausführung des Heizkessels, die sich insbesondere für eine Heizanlage mit einem einstufigen Brenner eignet.

Die Heizanlage von Fig. 1 zeigt einen Heizkessel 10, der von einem mehrstufigen, z.B. zweistufigen, odereinem modulierenden Brenner 11 befeuert wird. Der Wärmetauschraum 13 ist von einem Wassermantel 15 umgeben. Der Wassermantel 15 ist als Doppelmantel mit einem inneren Mantelraum 17 und einem äußeren Mantelraum 19 ausgebildet. Der innere Mantelraum 17 ist vom äußeren Mantelraum 19 durch eine Mittelwandung 21 getrennt. Der Abstand zwischen der Innenwandung 23 und der Mittelwandung 21 ist relativ gering, z.B. 10 bis 15 mm. Bei einem Heizkessel mit 25 KW Leistung wird das Wasservolumen im inneren Mantelraum auf etwa fünf Liter gehalten. Der Abstand zwischen der Mittelwandung 21 undderAußenwandung25istje nach Bedarf wesentlich größer als der Abstand zwischen der Innenwandung 23 und der Mittelwandung 21. Da die Schadstoffemissionen beim Start und beim Aufstellen am größten sind, müssen kurze Brennerlaufzeiten vermieden werden. Dementsprechend ist das Wasservolumen des äußeren Mantelraums zu bemessen. Das relativ kleine Wasservolumen des inneren Mantelraums 17 kann rasch auf Betriebstemperatur gebracht werden. Konzentrisch zum vorzugsweise zylindrischen Doppelmantel 15 ist ein weiterer zylindrischer Wassermantel 27 angeordnet. Der innere Mantelraum 17 ist mit dem Wassermantel 27 übereine Leitung 28 in Serie geschaltet, um Kondenswasserbildung und Korrosionsprobleme zu vermeiden.

Der Wassermantel 27 ist an der Rückwand 29 des Wärmeaustauschraums 13 befestigt und erstreckt sich nur über einen Teil der Länge, z.B. der Hälfte, des Wärmeaustauschraums 13. Der vordere Teil 31 des Wärmeaustauschraumes 13 stellt daher einen Brennraum mit relativ großem Durchmesser dar, der sich speziell für moderne Vergasungsbrenner mit stark expandierender Flamme eignet. Der Zwischenraum zwischen dem Doppelmantel 15 und dem weiteren Wassermantel 27 besitzt hinten einen Rauchgasauslaß 33, der durch eine Rauchgasklappe 39 verschließbar ist. Der vom weiteren Wassermantel 27 umgebene Innenraum 35 besitzt einen Rauchgasauslaß 37. Dem Antrieb der Rauchgasklappe 39 dient ein Solenoid oder ein Motor 41, Bei der Verwendung des Heizkessels mit einem einstufigen Brenner ist ein Antrieb überflüssig. Die Rauchgasklappe wird dann manuell in die Lage gebracht, in welcher die Abgastemperatur den optimalen Wert aufweist. Konzentrisch zum weiteren Wassermantel 27 ist ein hohlzylinderförmiger Kernkörper 43 angeordnet. Dieser ist vorn durch eine Platte 45 aus feuerfestem Material verschlossen. Bei einem Zerstäuberbrenner dient die Platte 45 als Verbrennungshilfe. An der heißen Oberfläche können etwaige auftreffende Öltröpfchen verdampfen, worauf das entstehende Gas praktisch ohne Bildung von Schadstoffen verbrennt.

Auch der hintere Teil ist vorteilhaft durch eine Scheibe 47 abgeschlossen. Im Mantel 49 befindet sich eine Vielzahl von Öffnungen 51. Im Hohlraum 50 befindet sich eine Füllung 52 aus Steinwolle oder dergleichen. Dadurch wird eine Schalldämpfung erreicht und ein unerwünschter Wärmetransfer zum Auslaß 33 weitgehend verhindert. Sowohl im Zwischenraum 53 als auch im 1

Zwischenraum 55 ist ein schraubenförmiger Rauchgaskanal 54 bzw. 56 ausgebildet. Diese Rauchgaskanäle 54,56 bestehen aus einem schraubenförmig gewundenen Blechstreifen, welcher die Form eines Einsatzes hat. Die Steigung des schraubenförmig gewundenen Blechstreifens nimmt von vorn nach hinten ab, so daß auch der Querschnitt des Rauchgaskanals von vorn nach hinten abnimmt. Die Windungen des Blechstreifens sind mit Distanzhaltern,z.B. Stäbe (nicht eingezeichnet), miteinander verbunden.

Aus der Figur 1 ist auch die Verwendung des Heizkessels 10 in einer Heizanlage ersichtlich. Vom vorderen Ende des äußeren Mantelraums 19 führt der Vorlauf 59 zu einem Mischventil 61 und von dort über die Umwälzpumpe 63 zu den Verbrauchern 65.

Der Rücklauf 67 wird am hinteren Ende des Heizkessels des äußeren Mantelraums 19 zugeführt. Ein Bypass 70 führt vom Rücklauf 67 zum Mischventil 61.

Vom weiteren Wassermantel 27 führt eine Vorlaufleitung 71 zur Wärmetauscherschlange 73 des Boilers 75. Die Rücklaufleitung 77 von der Wärmetauscherschlange 73 führt über das Ventil 79 und die Pumpe 81 zum inneren Mantelraum 17. Von der Vorlaufleitung 71 ist ein Bypass 83 zum Ventil 79 vorgesehen.

Mit der Bezugsziffer 85 ist schematisch eine Steuereinrichtung dargestellt, welche die Heizungsanlage steuert.

Die vereinfachte Ausführungsform des Heizkessels gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von jener der Fig. 1 dadurch, daß ein weiterer Wassermantel und ein weiterer Rauchgasauslaß mit einer Rauchgasklappe fehlt. Dafür hat der Kernkörper 43 einen größeren Durchmesser. Dieser Durchmesser entspricht dem Durchmesser des weiteren Wassermantels 27 von Fig. 1. Der Heizkessel von Fig. 2 kann daher praktisch mit den gleichen Teilen gebaut werden wie der Heizkessel von Fig. 1, was sich günstig auf die Produktionskosten und die Ersatzteilhaltung auswirkt. Da der weitere Wassermantel 27 von Fig. 1 weggelassen wurde, führt bei der Ausführungsform von Fig.2 die Vorlaufleitung 71 vom inneren Mantelraum 17 zur Wärmetauscherschlange 73. Im übrigen ist die Heizanlage gleich ausgestaltet wie in Fig. 1, so daß auf die diesbezügliche Beschreibung verwiesen werden kann.

Es sind verschiedene Änderungen möglich, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. So ist beispielsweise auch eine Kesselkonstruktion mit vertikaler Bauweise möglich.

Zur Wirkungsweise der Heizanlage von Fig. 1 wird noch folgendes bemerkt:

Bei der Kesselaufladung läuft der Brenner mit Vollast. Relativ kühles Wasser wird von der Pumpe 81 in den inneren Mantelraum 17 gepumpt und über den ganzen Mantelraum ziemlich rasch und gleichmäßig verteilt. Es findet eine rasche Vorerhitzung statt, worauf das Wasser in den inneren Wassermantel 27 strömt, dort weiter erhitzt wird und zurückzur Wärmetauschschlange 73 des Boilers 75 fließt. Im Boiler 75 wird Wärmetausch das Brauchwasser erhitzt. Wenn die Steuerung 85 Wärmeerzeugung für die Raumheizung verlangt, läuft die Pumpe 81 auch, wenn der Boiler 75 nicht aufgeladen werden muß. Da aber das im inneren Wassermantel erhitzte Wasser über den Bypass 83 strömt, gelangt es ohne merklichen Wärmeverlust in den inneren Mantelraum 17. Von dort wird die Wärme, welche aus dem inneren Mantelraum 17 stammt oder aus dem Wärmetauschraum 13 direkt auf die Innenwandung 23 übertragen wird, über die Mittelwandung 21 auf den äußeren Mantelraum 19 übertragen, in welchem wegen des Betriebs der Umwälzpumpe 63 Zirkulation herrscht, welche den Wärmeaustausch begünstigt.

Claims

Patentansprüche:

1. Heizkessel, insbesondere zur Verwendung mit einem mehrstufigen oder modulierenden Brenner, mit einem Wärmetauschraum (13), einem diesen umgebenden Wassermantel (15), der eine Außenwandung (25) und eine Innenwandung (23) aufweist, und einem im Wärmetauschraum (13) angeordneten weiteren Wassermantel (27), der sich über einen Teil der Länge des Wärmetauschraums (13) erstreckt und so einen Zwischenraum (53) bildet und einen Innenraum ummantelt, und einem aus dem Zwischenraum (53) führenden Auslaß (33) für Rauchgase, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu dem aus dem Zwischenraum führenden Auslaß ein aus dem Innenraum führender Auslaß (37) für Rauchgase vorgesehen ist und daß Mittel zur Regelung eines Rauchgasstroms aus dem Auslaß des Zwischenraums und/oder zur Regelung eines Rauchgasstromes aus dem Auslaß des Innenraums vorgesehen sind.

2. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur Regelung des Rauchgasstroms eine Rauchgasklappe vorgesehen ist.

3. Heizkessel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslässe in ein gemeinsames Rauchrohr münden und daß die Rauchgasklappe so angeordnet ist, daß sie beim Schließen des aus dem Zwischenraum führenden Auslaß den aus dem Innenraum führenden Auslaß öffnet.

4. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Motorantrieb für die Rauchgasklappe vorgesehen sind.

5. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der den Wärmetauschraum (13) umgebende Wassermantel (15) einen Doppelmantel mit einem inneren und einem äußeren Mantelraum (17,19) ist, die durch eine Mittelwandung (21) voneinander getrennt sind.

6. Heizkessel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Innenwandung (23) und der Mittelwandung (21) des Doppelmantels (15) relativ gering, vorzugsweise 10 bis 15mm, ist.

7. Heizkessel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Mittelwandung (21) und der Außenwandung (25) des Doppelmantels (15) wesentlich größer ist als der Abstand zwischen der Innenwandung (23) und der Mittelwandung (21).

8. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Wassermantel (27) etwa halb so lang ist wie der erstgenannte Wassermantel (15).

9. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Wassermantel (27) an der Rückwand des Wärmetauschraums (13) befestigt ist.

10. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in dem vom weiteren Wassermantel (27) umschlossenen Innenraum (50) ein Kernkörper (43) unter Bildung eines Zwischenraumes (53) angeordnet ist.

11. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauschraum (13) zylindrisch ist.

12. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Wassermantel (27) zylindrisch ist.

13. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernkörper (43) zylindrisch ist.

14. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Wassermantel (27) koaxial im Wärmetauschraum (13) angeordnet ist.

15. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernkörper (43) koaxial im weiteren Wassermantel (27) angeordnet ist.

16. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Wassermantel (27) von einem etwa schraubenförmigen Rauchgaskanal (54) umgeben ist.

17. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernkörper (43) von einem etwa schraubenförmigen Rauchgaskanal (56) umgeben ist.

18. Heizkessel nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige schraubenförmige Rauchgaskanal (54, 56) durch einen Einsatz aus einem schraubenförmig gewundenen Blechstreifen gebildet ist.

19. Heizkessel nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des jeweiligen Rauchgaskanals (54, 56) von vorn nach hinten abnimmt.

20. Heizkessel nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung des schraubenförmig gewundenen Blechstreifens von vorn nach hinten abnimmt.

21. Heizkessel nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen des Blechstreifens mit Distanzhaltern miteinander verbunden sind.

22. Heizkessel nach einem der Ansprüche 10 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernkörper (43) einen Hohlraum (50) aufweist.

23. Heizkessel nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernkörper (43) Öffnungen (51) aufweist.

24. Heizkessel nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (50) mit Mineralfasern, z. B. Steinwolle (52), gefüllt ist.

25. Heizkessel gemäß einem der Ansprüche 5 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Wassermantel (27) mit dem inneren Mantelraum (17) des Doppelmantels (15) in Serie geschaltet ist.

26. Heizanlage mit einem Heizkessel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem weiteren Wassermantel (27) und dem inneren Mantelraum (17) eine Pumpe (81) angeordnet ist.

27. Heizanlage nach Anspruch 26 mit einem Boiler, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventil (79) zur Ladung eines Boilers (75) mit der Pumpe (81) vorgesehen ist.

28. Heizanlage nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Verlauf (59) und der Rücklauf (67) des Heizkreises (65) an den äußeren Mantelraum (19) des Doppelmantels (15) angeschlossen sind.

29. Heizanlage nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorlauf (59) an einem Ende des Doppelmantels (15) unten und der Rücklauf (67) am anderen Ende des Doppelmantels (15) oben angeschlossen ist.

30. Heizkessel mit einem Wärmetauschraum (13) und einem diesen umgebenden Wassermantel (15), der eine Außenwandung (25) und eine Innenwandung (23) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Wassermantel (15) ein Doppelmantel ist, dereinen inneren und einen äußeren Mantelraum (17,19) aufweist, die durch eine Mittelwandung (21) voneinander getrennt sind.

31. Heizkessel nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß im Wärmetausch raum ein Kern körper (43) unter Bildung eines Zwischenraums (54,13) angeordnet ist.

32. Heizkessel nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Innenwandung und der Mittelwandung des Doppelmantels relativ gering, vorzugsweise 10 bis 15mm, ist.

33. Heizkessel nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Mittelwandung (21) und der Außenwandung (25) wesentlich größer, vorzugsweise drei- bis zehnmal, ist als der Abstand zwischen der Innenwandung (23) und der Mittelwandung (21).

34. Heizkessel nach einem der Ansprüche 31 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernkörper (43) etwa halb so lang ist wie der Wassermantel (15).

35. Heizkessel nach einem der Ansprüche 31 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernkörper (43) zylindrisch ist.

36. Heizkessel nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernkörper (43) koaxial im Wassermantel (15) angeordnet ist.

37. Heizkessel nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernkörper (43) von einem etwa schraubenförmigen Rauchgaskanal (54) umgeben ist.

38. Heizkessel nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß der schraubenform ige Rauchgaskanal (54) durch einen Einsatz aus einem schraubenförmig gewundenen Blechstreifen gebildet ist.

39. Heizkessel nach einem der Ansprüche 37 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Rauchgaskanals (54) von vorn nach hinten abnimmt.

40. Heizkessel nach Anspruch 38 oder 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung des schraubenförmig gewundenen Blechstreifens von vorn nach hinten abnimmt.

41. Heizkessel nach einem der Ansprüche 38 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen des Blechstreifens mit Distanzhaltern miteinander verbunden sind.

42. Heizkessel nach einem der Ansprüche 31 bis 41, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernkörper (43) einen Hohlraum (50) aufweist.

43. Heizkessel nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernkörper (43) in seinem Mantel Öffnungen (51) aufweist.

44. Heizkessel nach Anspruch 42 oder 43, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (50) mit Mineralfasern, z. B. Steinwolle (52), gefüllt ist.

45. Heizanlage mit einem Heizkessel gemäß einem der Ansprüche 30 bis 44 mit einem Boiler (75), dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt des inneren Mantelraums (17) mit einem anderen Abschnitt des inneren Mantelraums (17) über eine Pumpe (81) verbunden ist.

46. Heizanlage nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Abschnitt des inneren Mantelraums (17) über die Pumpe (81) mit dem oberen Abschnitt des inneren Mantelraums (17) verbunden ist.

47. Heizanlage nach Anspruch 46 mit einem Boiler, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventil (79) zur Ladung des Boilers (75) mit der Pumpe (81) vorgesehen ist.

48. Heizanlage nach einem der Ansprüche 45 bis 47, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorlauf (59) und der Rücklauf (67) des Heizkreises (65) an den äußeren Mantelraum (19) des Doppelmantels (15) angeschlossen sind.

49. Heizanlage nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorlauf (59) an einem Ende des Doppelmantels (15) unten und der Rücklauf (67) am anderen Ende des Doppelmantels (15) oben angeschlossen sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Die französische Patentschrift 2,154,347 beschreibt einen Heizkessel, bei welchem zwei zylindrische Wassermäntel konzentrisch zueinander angeordnet sind. Dabei bildet der vom inneren Wassermantel ummantelte Innenraum den Brennerraum währenddem der Zwischenraum zwischen den Wassermänteln als Rauchgaskanal dient. In diesem Rauchgaskanal befindet sich ein schraubenförmiger Einsatz. Dieser Heizkessel ist relativ kompliziert im Aufbau. Die Fertigung ist daher relativ teuer, und die Servicearbeiten sind schwierig auszuführen und zeitaufwendig. Besonders nachteilig ist die Gefahr von Kaltstellen, bei denen bei reduzierter Brennerleistung eine Kondensation von Schadstoffen aus den Rauchgasen erfolgen kann, was dann zu Korrosionsproblemen führt. Dieser Heizkessel eignet sich daher schlecht zum Betrieb mit einem mehrstufigen Brenner. Auch sieht der vorbekannte Heizkessel keine Mittel zur Warmwasserbereitung, d.h. zur sogenannten Brauchwasserbereitung vor. Es ist wichtig, daß die Leistung von Heizkessel und Brenner aufeinander abgestimmt sind. Es waren somit bisher im unteren Leistungsbereich in Abstufungen von etwa 5KW verschiedene Kesselgrößen notwendig.

Ziel der Erfindung

Darlegung des Wesens der Erfindung

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen konstruktiv einfachen und preiswerten Heizkessel mit hohem thermischen Wirkungsgrad zu schaffen. Der Heizkessel sollte sich auch zur Verwendung mit einem mehrstufigen oder modulierenden Brenner eignen, ohne daß die Gefahr von Korrosion besteht. Weiter sollte der Heizkessel geringe Stillstandsverluste aufweisen und sich möglichst auch zur Aufbereitung von Warmwasser eignen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Heizkessel der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß zusätzlich zu dem aus dem Zwischenraum führenden Auslaß ein aus dem Innenraum führender Auslaß für Rauchgase vorgesehen ist und daß Mittel zur Regelung eines Rauchgasstromes aus dem Auslaß des Zwischenraums und/oder zur Regelung eines Rauchgasstromes aus dem Auslaß des Innenraums vorgesehen sind. Wenn die Mittel zur Regelung der Rauchgasströme einen Rauchgasstrom sowohl aus dem Zwischenraum als auch aus dem Innenraum zulassen, kann der Heizkessel mit Vollast gefahren werden. Die Rauchgase können dann sowohl durch den Zwischenraum zwischen beiden Wassermänteln als auch durch den Innenraum des weiteren Wassermantels strömen und dabei soviel Wärme an diese Wassermäntel übertragen, daß sie den Heizkessel mit einer relativ niedrigen Abgastemperatur verlassen. Wird jedoch der Heizkessel nur mit Teillast gefahren, die beispielsweise 30% der Vollast betragen kann, so wird der Auslaß aus dem Zwischenraum verschlossen, so daß die Rauchgase nur noch durch den Innenraum strömen können. Es besteht dann keine Gefahr, daß sie sich zu stark abkühlen und im hinteren Teil des Kessels Kondensationsprobleme auftreten. Der Heizkessel eignet sich daher gut für die Verwendung mit einem zweistufigen Brenner. Es wäre aber auch möglich, einen modulierenden Brenner zu verwenden, der stufenlos von Minimallast zu Vollast geregelt werden kann. In diesem Falle ist es zweckmäßig, einen Motorantrieb für die Rauchgasklappe zu wählen, damit

auch diese stufenlos geregelt werden kann. Es ist also möglich, die Größe des durch den Zwischenraum fließenden Rauchgasstroms zu regeln. Die vorliegende Erfindung hat auch den Vorteil, daß die gleiche Kesselgröße für einen relativ großen Leistungsbereich anwendbar ist. Bei der Verwendung des Heizkessels mit einstufigem Brenner kann die gleiche Kesselgröße für einen relativ großen Leistungsbereich verwendet werden. Es müssen somit wesentlich weniger verschiedene Heizkesselgrößen gefertigt und an Lager gehalten werden als dies bisher notwendig war. Dies ermöglicht eine erhebliche Reduzierung der Produktions- und Lagerhaltungskosten. Bei der Installation eines Heizkessels mit einem einstufigen Brenner genügt es, die Mittel zur Regelung der Rauchgasströme entsprechend der Brennerleistung bzw. der optimalen Abgastemperatur von Hand einzustellen.

Zweckmäßigerweise ist als Mittel zur Regelung des Rauchgasstroms eine Rauchgasklappe vorgesehen. Dabei kann vorgesehen werden, daß die Auslässe in ein gemeinsames Rauchrohr münden und daß die Rauchgasklappe so angeordnet ist, daß sie beim Schließen des aus dem Zwischenraum führenden Auslasses den aus dem Innenraum führenden Auslaß öffnet. Für maximale Brennerleistung kann die Rauchgasklappe somit in eine Mittelstellung gebracht werden und für minimale Brennerleistung wird der Auslaß aus dem Zwischenraum verschlossen. In der Mittelstellung hat die Rauchgasklappe praktisch keine Drosselwirkung für die beiden Auslässe. Mit einem Motorantrieb ist es aber auch möglich, die Rauchgasklappe in eine Stellung zu bringen, in welcher sie auf einen der Auslässe eine Drosselwirkung ausübt.

Der weitere Wassermantel ist vorteilhaft an der Rückwand des Wärmetauschraums befestigt. Dies ergibt eine einfache Konstruktion des Heizkessels, bei dem das Innere gut zugänglich ist, um Reinigungsarbeiten durchzuführen. Vorteilhaft wird in dem vom weiteren Wassermantel umschlossenen Innenraum ein Kernkörper unter Bildung eines Zwischenraums angeordnet. Dieser Zwischenraum erlaubt eine die Wärmeübertragung fördernde Führung der Rauchgase. Vorteilhaft werden die verschiedenen Komponenten des Heizkessels zylindrisch ausgeführt. Dies ermöglicht eine rationelle und preisgünstige Fertigung des Heizkessels, insbesondere wenn die verschiedenen Elemente koaxial zueinander angeordnet werden. Der Heizkessel kann beispielsweise als geschweißte Stahlkonstruktion realisiert werden. Auch kann der weitere Wassermantel und der Kernkörper von einem etwa schraubenförmigen Rauchgaskanal umgeben sein. Solche Rauchgaskanäle stellen einen relativ langen Weg für die Rauchgase dar, so daß ein optimaler Wärmeaustausch erfolgt. Alle Wärmeaustauschflächen werden gleichmäßig von den Rauchgasen bestrichen. Dies hat auch den Vorteil, daß die Gefahr einer Kondenswasserbildung aus den Rauchgasen noch weiter reduziert wird. Die Dimensionierung der Rauchgaskanäle erfolgt zweckmäßigerweise so, daß der Heizkessel mit einem Überdruck im Brennraum von etwa 0,5 bis 6mm Quecksilbersäule arbeitet, vorzugsweise 2mm. Dies setzt die Verwendung von Mitteln zur Erzeugung des Überdrucks voraus, z.B. eines Gebläsebrenners. Eine solche Kombination arbeitet sehr geräuscharm. Die Rauchgaskanäle können durch einen Einsatz aus einem schraubenförmig gewundenen Blechstreifen gebildet werden. Dies ermöglicht eine äußerst billige Ausführung der Rauchgaskanäle. Weiter hat diese Ausführung den Vorteil, daß zur Reinigung des Heizkessels der aus einem schraubenförmig gewundenen Blechstreifen gebildeter Einsatz einfach herausgezogen werden kann.

Vorteilhaft nimmt der Querschnitt der Rauchgaskanäle von vorn nach hinten ab. Weil die Rauchgasesich auf dem Weg nach hinten abkühlen, nimmt ihr Volumen ab, so daß hinten der Querschnitt kleiner als vorn dimensioniert werden kann. Diese Verminderung des Querschnitts hat den Vorteil, das die Länge des Rauchgaskanals größer gemacht werden kann. Von besonderem Vorteil ist, daß durch den Rauchgaskanal eine starke Geräuschdämpfung erfolgt. Der sich ändernde Querschnitt verhindert nämlich die Bildung von resonanten Schwingungen. Die progressive Verminderung des Querschnitts kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß die Steigung des schraubenförmig gewundenen Blechstreifens von vorn nach hinten abnimmt. Da ein schraubenförmig gewundener Blechstreifen relativ wenig stabil ist, sind zweckmäßigerweise die Windungen des Blechstreifens mit Distanzhaltern miteinander verbunden. Dadurch kann der gewünschte Abstand zwischen je zwei Windungen festgelegt werden.

Vorteilhaft ist der Kernkörper hohl. Dabei können beispielsweise im Mantel Öffnungen vorgesehen werden. Der Hohlraum im Kernkörper wirkt vibrationsdämmpfend. Insbesondere kann das Gasvolumen im Kernkörper Druckunterschiede aufnehmen, welche durch den sogenannten Anfahrtsschock beim Zünden der Flamme entstehen. Der Kernkörper wirkt somit als Schalldämpfer. Besonders gute Schalldämpfeigenschaften werden erzielt, wenn der Hohlraum locker mit Mineralfasern, z. B. Steinwolle, gefüllt ist. Durch diese Füllung wird auch ein unerwünschter Wärmetransfer weitgehend verhindert. Vorteilhaft ist der weitere Wassermantel mit dem inneren Mantelraum des Doppelmantels in Serie geschaltet. Dadurch wird bewirkt, daß heißes Wasser aus dem inneren Mantelraum in den weiteren Wassermantel strömt, so daß dieser rasch über den Taupunktbereich gebracht wird, wo keine Kondensation mehr erfolgen kann. Zweckmäßigerweise ist zwischen dem weiteren Wassermantel und dem inneren Mantelraum eine Pumpe angeordnet. Dadurch wird eine gute Zirkulation erreicht, welche ihrerseits eine gute Temperaturverteilung bewirkt. Da das Wasservolumen relativ klein ist und daher rasch umgewälzt werden kann, wird die Wärme rasch abgeführt und Siedegeräusche werden vermieden. Es kann noch ein Ventil vorgesehen werden, um die Ladung eines Boilers zu bewirken.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1: schematisch einen Heizkessel und seine Verwendung in einer Heizanlage mit einem zweistufigen oder einem

modulierenden Brennerund
Fig. 2: eine vereinfachte Ausführung des Heizkessels, die sich insbesondere für eine Heizanlage mit einem einstufigen Brenner eignet.

Die Heizanlage von Fig. 1 zeigt einen Heizkessel 10, der von einem mehrstufigen, z.B. zweistufigen, oder einem modulierenden Brenner 11 befeuert wird. Der Wärmetauschraum 13 ist von einem Wassermantel 15 umgeben. Der Wassermantel 15 ist als Doppelmantel mit einem inneren Mantelraum 17 und einem äußeren Mantelraum 19 ausgebildet. Der innere Mantelraum 17 ist vom äußeren Mantelraum 19 durch eine Mittelwandung 21 getrennt. Der Abstand zwischen der Innenwandung 23 und der Mittelwandung 21 ist relativ gering, z.B. 10 bis 15mm. Bei einem Heizkessel mit 25KW Leistung wird das Wasservolumen im inneren Mantelraum auf etwa fünf Liter gehalten. Der Abstand zwischen der Mittelwandung 21 und der Außenwandung 25 ist je nach Bedarf wesentlich größer als der Abstand zwischen der Innenwandung 23 und der Mittelwandung 21. Da die Schadstoffemissionen beim Start und beim Aufstellen am größten sind, müssen kurze Brennerlaufzeiten vermieden werden. Dementsprechend ist das Wasservolumen des äußeren Mantelraums zu bemessen. Das relativ kleine Wasservolumen des inneren Mantelraums 17 kann rasch auf Betriebstemperatur gebracht werden. Konzentrisch zum vorzugsweise zylindrischen Doppelmantel 15 ist ein weiterer zylindrischer Wassermantel 27 angeordnet. Der innere Mantel raum 17 ist mit dem Wassermantel 27 über eine Leitung 28 in Serie geschaltet, um Kondenswasserbildung und Korrosionsprobleme zu vermeiden. Der Wassermantel 27 ist an der Rückwand 29 des Wärme austausch rau ms 13 befestigt und erstreckt sich nur über einen Teil der Länge, z.B. der Hälfte, des Wärmeaustauschraums 13. Der vordere Teil 31 des Wärmeaustauschraumes 13 stellt daher einen Brennraum mit relativ großem Durchmesser dar, der sich speziell für moderne Vergasungsbrenner mit stark expandierender Flamme eignet. Der Zwischenraum zwischen dem Doppelmantel 15 und dem weiteren Wassermantel 27 besitzt hinten einen Rauchgasauslaß 33, der durch eine Rauchgasklappe 39 verschließbar ist. Der vom weiteren Wassermantel 27 umgebene Innenraum 35 besitzt einen Rauchgasauslaß 37. Dem Antrieb der Rauchgasklappe 39 dient ein Solenoid oder ein Motor 41. Bei der Verwendung des Heizkessels mit einem einstufigen Brenner ist ein Antrieb überflüssig. Die Rauchgasklappe wird dann manuell in die Lage gebracht, in welcher die Abgastemperatur den optimalen Wert aufweist. Konzentrisch zum weiteren Wassermantel 27 ist ein hohlzylinderförmiger Kernkörper 43 angeordnet. Dieser ist vorn durch eine Platte 45 aus feuerfestem Material verschlossen. Bei einem Zerstäuberbrenner dient die Platte 45 als Verbrennungshilfe. An der heißen Oberfläche können etwaige auftreffende O!tröpfchen verdampfen, worauf das entstehende Gas praktisch ohne Bildung von Schadstoffen verbrennt. Auch der hintere Teil ist vorteilhaft durch eine Scheibe 47 abgeschlossen. Im Mantel 49 befindet sich eine Vielzahl von Öffnungen 51. Im Hohlraum 50 befindet sich eine Füllung 52 aus Steinwolle oder dergleichen. Dadurch wird eine Schalldämpfung erreicht und ein unerwünschter Wärmetransfer zum Auslaß 33 weitgehend verhindert. Sowohl im Zwischenraum 53 als auch im Zwischenraum 55 ist ein schraubenförmiger Rauchgaskanal 54 bzw. 56 ausgebildet. Diese Rauchgaskanäle 54, 56 bestehen aus einem schraubenförmig gewundenen Blechstreifen, welcher die Form eines Einsatzes hat. Die Steigung des schraubenförmig gewundenen Blechstreifens nimmt von vorn nach hinten ab, so daß auch der Querschnitt des Rauchgaskanals von vorn nach hinten abnimmt. Die Windungen des Blechstreifens sind mit Distanzhaltern, z. B. Stäbe (nicht eingezeichnet), miteinander verbunden.

Aus der Figur 1 ist auch die Verwendung des Heizkessels 10 in einer Heizanlage ersichtlich. Vom vorderen Ende des äußeren Mantelraums 19 führt der Vorlauf 59 zu einem Mischventil 61 und von dort über die Umwälzpumpe 63 zu den Verbrauchern 65. Der Rücklauf 67 wird am hinteren Ende des Heizkessels des äußeren Mantelraums 19 zugeführt. Ein Bypass 70 führt vom Rücklauf 67 zum Mischventil 61.

Die vereinfachte Ausführungsform des Heizkessels gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von jener der Fig. 1 dadurch, daß ein weiterer Wassermantel und ein weiterer Rauchgasauslaß mit einer Rauchgasklappe fehlt. Dafür hat der Kernkörper 43 einen größeren Durchmesser. Dieser Durchmesser entspricht dem Durchmesser des weiteren Wassermantels 27 von Fig. 1. Der Heizkessel von Fig. 2 kann daher praktisch mit den gleichen Teilen gebaut werden wie der Heizkessel von Fig. 1, was sich günstig auf die Produktionskosten und die Ersatzteilhaltung auswirkt. Da der weitere Wassermantel 27 von Fig. 1 weggelassen wurde, führt bei der Ausführungsform von Fig. 2 die Vorlaufleitung 71 vom inneren Mantelraum 17 zur Wärmetauscherschlange 73. Im übrigen ist die Heizanlage gleich ausgestaltet wie in Fig. 1, so daß auf die diesbezügliche Beschreibung verwiesen werden kann.

Zur Wirkungsweise der Heizanlage von Fig. 1 wird noch folgendes bemerkt:

Bei der Kesselaufladung läuft der Brenner mit Vollast. Relativ kühles Wasser wird von der Pumpe 81 in den inneren Mantelraum 17 gepumpt und über den ganzen Mantelraum ziemlich rasch und gleichmäßig verteilt. Es findet eine rasche Vorerhitzung statt, worauf das Wasser in den inneren Wassermantel 27 strömt, dort weiter erhitzt wird und zurück zur Wärmetauschschlange 73 des Boilers 75 fließt. Im Boiler 75 wird Wärmetausch das Brauchwasser erhitzt. Wenn die Steuerung 85 Wärmeerzeugung für die Raumheizung verlangt, läuft die Pumpe 81 auch, wenn der Boiler 75 nicht aufgeladen werden muß. Da aber das im inneren Wassermantel erhitzte Wasser über den Bypass 83 strömt, gelangt es ohne merklichen Wärmeverlust in den inneren Mantelraum

17. Von dort wird die Wärme, welche aus dem inneren Mantelraum 17 stammt oder aus dem Wärmetauschraum 13 direkt auf die Innenwandung 23 übertragen wird, über die Mittelwandung 21 auf den äußeren Mantelraum 19 übertragen, in welchem wegen des Betriebs der Umwälzpumpe 63 Zirkulation herrscht, welche den Wärmeaustausch begünstigt.