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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen
Heizkessel für Zweistufenverbrennung von Holz oder anderen
Brennstoffen in einer Primärverbrennungskammer und einer
Sekundärverbrennungskammer, einschließlich Vorrichtungen für die
Zufuhr von Primär- und Sekundärluft zu den jeweiligen
Kammern, wobei die Vorrichtung für die Zufuhr von Sekundärluft
unmittelbar oberhalb der Primärverbrennungskammer vorgesehen
ist und die beiden Verbrennungskammern voneinander trennt
sowie gegenüber den Innenwandungen des Heizkessels so
abgedichtet ist, daß alles Gas von der
Primärverbrennungskammer durch sie hindurchströmt.
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Ein fester Brennstoff, z. B. Holz in verschiedenen
Formen, wie massives Holz, Schnitzel, Pellets oder Torf,
unterscheidet sich wesentlich von Öl, wenn man die
verbrennungstechnischen Eigenschaften näher betrachtet. Beispielsweise
brennt Holz in Form von zwei völlig verschiedenen Phasen, und
zwar der GASVERBRENNUNGSPHASE und der KOHLEVERBRENNUNGSPHASE.
Sowohl Emissionen als auch Wärme werden auf verschiedene
Weise gebildet und abgegeben. Bei der erstgenannten Phase
werden ca. 80% der Brennstoffmasse innerhalb verhältnismäßig
kurzer Zeit in Gase umgewandelt. Das Gasvolumen und die
Gasabgabegeschwindigkeit beruhen dabei auf einem wichtigen
Faktor, dem Feuchtigkeitsgehalt des Brennstoffes. Ein hoher
Feuchtigkeitsgehalt führt zu einer längeren
Gasverbrennungsphase. Es hat sich erwiesen, daß für einen Heizkessel
herkömmlicher Art die Gasverbrennungsphase die vom
Gesichtspunkt des Umweltschutzes und der Wärmeübertragung kritische
Phase ist. Die während der Gasphase wirksamen physikalischen
und chemischen Faktoren, die für den für die Emissionen
charakteristischen Verlauf verantwortlich sind, sind
umfangreich und sollen hier nicht näher behandelt werden. Der
wichtigste Faktor in diesem Zusammenhang ist die Luftzufuhr,
die nachstehend näher betrachtet sei.
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Die Kohleverbrennungsphase umfaßt in der Regel ca.
20% der gesamten Brennstoffmasse, zeitmäßig aber kann die
Verbrennungsdauer hierbei sogar länger als die der Gasphase
werden. Vom Emissionsgesichtspunkt her ist die
Kohleverbrennungsphase günstig, insbesondere aufgrund der gleichmäßigen
und unkomplizierten Verbrennung. Trotz dessen ist indessen
der Rost auf die rechte Art und Weise auszuformen und zu
bemessen, um einen hohen Verbrennungswirkungsgrad zu erzielen.
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Die DK-B 22 025 zeigt einen Heizkessel mit einer
oberhalb der Primärbrennkammer vorgesehenen Vorrichtung zur
Zufuhr von Sekundärluft zu den Rauchgasen, die diese
Brennkammer von einer Sekundärbrennkammer trennt und gegenüber der
Innenwandung des Heizkessels so abgedichtet ist, daß alles
Gas aus der Primärbrennkammer durch sie hindurchströmt.
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Die GB-A 682 302 zeigt einen kombinierten Heizkessel
und Ofen für Zweistufenverbrennung. Der Brennstoff wird in
einem Feuerraum verbrannt, und brennbare Rauchgase vom
Feuerraum werden mit über eine Ringdüse zugeführter vorgewärmter
Sekundärluft nachverbrannt. Diese Schrift zeigt keinen
Doppelmantel-Kegelstumpf.
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Die SE-A 128 398 zeigt eine Vorrichtung zur Zufuhr von
Verbrennungsluft, ausgeführt in Form eines Kegelstumpfes mit
Doppelmantel, wobei der Innenmantel eine Reihe von Düsen zur
Zufuhr vorgewärmter Verbrennungsluft zur Brennkammer hat.
Die Verbrennung erfolgt nach dem Einstufen-Prinzip mit nur
einer Brennkammer. Innen- und Außenmantel sind nicht
gasdicht an der Basis des Kegelstumpfes entlang des gesamten
Umfanges der Basis miteinander verbunden. Der zwischen
Innen- und Außenmantel gebildete Zwischenraum hat nur eine
Luftzufuhrleitung, die den Rauchgasauslaß umgibt.
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Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe einen mit
festen Brennstoffen heizbaren Heizkessel mit hohem
Verbrennungs- und Systemwirkungsgrad hervorzubringen. Der mit der
Verwendung von festen Brennstoffen verbundene hohe
Schadstoffausstoß und niedrige Wirkungsgrad standen bislang
einem Übergang von flüssigen zu festen Brennstoffen
entgegen. Es besteht ein ausgeprägter Bedarf an mit festen
Brennstoffen heizbaren Heizkesseln, die den hohen
Anforderungen des Umweltschutzes und Heizungswirkungsgrades
genügen.
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Erfindungsgemäß bestehen die Wände der
Primärverbrennungskammer aus Stahlblech und sind mit feuerfestem
Material auf Siliziumbasis sowie mit feuerfesten Ziegeln
verkleidet. Die Vorrichtung für die Zufuhr der sekundären
Verbrennungsluft hat die Form eines Doppelmantel-Kegel
stumpfes aus Stahlblech oder anderem hitzebeständigem
Werkstoff. Der Innenmantel weist eine Anzahl von durchgehenden
Öffnungen auf, Innen- und Außenmantel sind an der Spitze
und Basis des Kegelstumpfes über den gesamten Umfang
jeweils gasdicht miteinander verbunden. Der zwischen Innen- und
Außenmantel gebildete Raum ist mit einer Anzahl von
Verbindungen zur Zufuhr von Sekundärluft versehen. Die
Vorrichtung zur Zufuhr der Sekundärluft ist so angeordnet, daß
die Gase aus der Primärverbrennungskammer den Regelstumpf
in Richtung von der Basis zu dessen Spitze durchströmen.
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Der wichtigste Unterschied gegenüber dem Stand der
Technik ist, daß der erfindungsgemäße Heizkessel eine
unterstöchiometrische primäre Verbrennung ergibt, die keine
Nutzhitze sondern durch Pyrolyse verbrennbare Schwelgase
erzeugt, die etwas überstöchiometrisch in der zweiten
Brennstufe mit gutem Verbrennungswirkungsgrad verbrannt werden,
was sowohl zu hoher Wärmegewinnung als auch zu extrem
niedrigem Schadstoff-Ausstoß führt.
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Soweit der bekannte Stand der Technik Verbrennung in
zwei Stufen betrifft, ist die primäre Verbrennung die
hauptsächliche Wärmequelle, wogegen die sekundäre Verbrennung
nur als eine ergänzende Nachverbrennung mit geringer
Wärmeentwicklung zu betrachten ist. Nach der vorliegenden
Erfindung erfolgt die primäre und unterstöchiometrische
Verbrennung in einer wärmegedämmten Verbrennungskammer mit extrem
geringen Wärmestrahlungsverlusten, während die sekundäre
Verbrennung die dominierende Wärmequelle darstellt.
DIE VORLIEGENDE ERFINDUNG
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Der Zweck des vorliegenden Heizkessels ist, eine vom
Gesichtspunkt des Umweltschutzes und Wirkungsgrades
effektive Verbrennung zu erreichen. Die Konstruktion sei
nachstehend beschrieben, und zwar bezüglich
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der Verbrennungseinheit, d. h. der Feuerstelle und des
Luftzufuhrsystems mit der Steuer- und Regelungseinheit,
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der Wärmeüberführungseinheit, d. h. Wärmetauscher und
Akkumulator sowie dazugehörige Reguliervorrichtungen.
FIGURENVERZEICHNIS
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Fig. 1. Ausführung der Verbrennungseinheit.
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Fig. 2. Das Detail für die Sekundärluftzufuhr.
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Fig. 3. Die Gasabgabegeschwindigkeit als Funktion
der Zeit für 7,0 kg Birkenholz mit 12 bzw.
30% Wasser.
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Fig. 4. Regelung des Sekundärluftstromes bei
Verbrennung von trockenem Brennstoff.
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Fig. 5. Regelung der Primärluft.
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Fig. 6. Regelung der Sekundärluft bei Verwendung von
feuchtem Brennstoff.
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Fig. 7. Regelung der Primärluft bei feuchtem
Brennstoff.
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Fig. 8. Staubmenge als Funktion der Brennstoffmenge.
Die Versuche wurden bei konstantem
Luftdurchfluß durchgeführt, und der
Feuchtigkeitsgehalt des Brennstoffes betrug ca. 12%.
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Fig. 9. Ausführung des Rostes und des
Primärluftkanals.
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Fig. 10. Primärluftkanal sowie Anbringung und Größe
der Drosselscheiben.
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Fig. 11. Konstruktion des Wärmetauschers.
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Fig. 12. Anbringung des Wärmetauschers am
Feuerstellenteil sowie Anschluß von Öl- und Gasbrenner
im Wärmetauscher.
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Die Verbrennung baut auf dem sog. Zweistufenprinzip.
Dies bedeutet, daß die Verbrennung in zwei getrennten
Feuerstellen erfolgt, der PRIMÄRFEUERSTELLE (1) und der
SEKUNDÄRFEUERSTELLE (2). Die Primärfeuerstelle ist mit
feuerfesten Ziegeln (4) im Bereich der eigentlichen
Feuerstelle keramisch isoliert (3), sowie mit einem hochwertigen
Isolierstoff (5) auf Siliziumbasis. Die niedrige
Wärmeleitfähigkeit dieser beiden Werkstoffe bei der aktuellen
Verbrennungstemperatur führt zu äußert geringen
Strahlungsverlusten an der Mantelfläche der Feuerstelle. Die
Primärluft wird dem Brennstoffbett durch den Rost (6) mit Hilfe
eines durch einen Mikroprozessor gesteuerten Gebläses
zugeführt.
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Die gesamte Brennstoffmasse (7-12 kg massives
Brennholz, abhängig insbesondere vom Feuchtigkeitsgehalt) wird
angezündet. Mit dem Mikroprozessor regelt man den
Primärluftstrom so, daß unterstöchiometrische Verhältnisse in
der Primärfeuerstelle herrschen. Man kann folglich dies als
eine Vergaserstufe betrachten, wobei die Schwelgase durch
starken Sauerstoffunterschuß und hohe Gehalte an
brennbaren Gasen, insbesondere Kohlenmonoxid und verschiedene
Kohlenwasserstoffe, gekennzeichnet sind.
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Nach 1-3 Min. nach dem Anzünden der Primärfeuerstelle
erreicht die Verbrennungstemperatur einen so hohen Wert,
daß die Schwelgase in der Sekundärfeuerstelle durch Zufuhr
weiteren Sauerstoffes mit Sekundärluft SELBSTZÜNDEN. Die
Sekundärluft wird einer Mischzone (7) durch einen
Sekundärlüfter (8) über zwei Kanäle (9) und eine doppelgemantelte
Vorrichtung in Form eines Kegelstumpfes zugeführt. Der
innere und der äußere Mantel sind konzentrisch und
gasdicht miteinander längs des gesamten Umkreises am Fuß und
an der Spitze der Vorrichtung verbunden, d. h. an der großen
sich an die Primärfeuerstelle anschließenden Öffnung,
sowie an der durch den Stumpf gebildeten kleineren Öffnung,
die in die Sekundärfeuerstelle mündet. Der Durchmesser der
letztgenannten Öffnung ist experimentell festgelegt, und
es hat sich gezeigt, daß dieser von großer Bedeutung für
die Funktion der Sekundärverbrennungsstufe ist. Ein
großer Durchmesser führt zu verzögertem oder
unzufriedenstellendem Zünden, wogegen ein kleiner Durchmesser eine hohe
Geschwindigkeit durch die Öffnung verursacht, was zum
Ausblasen der Flamme führt oder eine pulsierende Verbrennung
verursachen kann, d. h. abwechselndes Zünden und Verlöschen
der Flamme. Der Innenmantel ist perforiert und hat eine
große Zahl von symmetrisch verteilten Bohrungen mit 3-5 mm
Durchmesser.
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Durch den vom Sekundärlüfter erzeugten hohen Druck
werden Luftstrahlen hoher Geschwindigkeit erzeugt. Folglich
entsteht ein zur Flammenspitze gerichteter
Sekundärluftstrom mit hohem Druck, der den vom Primärluftgebläse
erzeugten Druck kompensiert. Dies führt zu einem nachhaltigen
Durchmischen der brennbaren Gase mit Sauerstoff, sowie zu
einer längeren Verweilzeit derselben in der Feuerstelle.
An der Mündung (12) der Vorrichtung brennt eine reine
Gasflamme, deren Höhe völlig entsprechend den
Druckverhältnissen zwischen Sekundär- bzw. primärluftgebläse geregelt wird.
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Normalerweise schwankt die Flammenhöhe in der
Sekundärfeuerstelle zwischen 10 und 30 cm, je nach Brennstoffmenge
und Feuchtigkeitsgehalt des Brennstoffes. Volumen und Höhe
der Sekundärfeuerstelle sind so bemessen, daß die Flamme
nie in direkte Berührung mit den wassergekühlten
Kesselwänden des Konvektionsteils kommt.
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Der doppelgemantelte konische Teil führt auch zu einem
anderen wichtigen Vorteil. Trotz des im Zwischenraum (13)
herrschenden hohen Druckes hat die Sekundärluft eine
verhältnismäßig lange Verweilzeit. Dies führt zu einer
erheblichen Erhitzung der Sekundärluft, bevor dieselbe an der
Verbrennung teilnimmt. Man erhält somit ein rascheres und
leichteres Anzünden der brennbaren Gase sowie einen aus
Emissionsgesichtspunkten vorteilhaften Effekt. Aufgrund der
hohen Verbrennungstemperatur in der Sekundärfeuerstelle
wurde ein hitzebeständiger Werkstoff für die Herstellung
des oben beschriebenen Teils gewählt.
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Auch der Sekundärluftlüfter ist elektronisch gesteuert,
wobei die Einstellwerte experimentell bestimmt wurden und
von der Brennstoffmenge (zugeführter Energiemenge) und dem
Feuchtigkeitsgehalt des Brennstoffes abhängig sind. Der
Zweck der Regelung des Sekundärluftstromes besteht darin,
optimale Verhältnisse in Bezug auf die Emissionen und den
Wirkungsgrad zu erzielen. Bei Versuchen hat es sich unter
normalen Betriebsbedingungen erwiesen, daß dieser optimale
Punkt bei ca. 18% Kohlendioxidgehalt liegt. Es herrschen
folglich etwas überstöchiometrische Verhältnisse hierbei,
mit einem durchschnittlichen Luftüberschuß von ca. 20%.
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Fig. 3 zeigt einen typischen Verlauf der Gasabgabe-
Geschwindigkeit dm/dt in kg/s als Funktion der
Verbrennungszeit t in Minuten. Die Gasabgabegeschwindigkeit wurde durch
biegen der Brennstoffmasse zu verschiedenen Zeitpunkten
bestimmt. Die Versuche wurden unter gleichartigen
Verbrennungsbedingungen durchgeführt. Dieser Parameter wurde für alle
relevanten Betriebsfälle festgestellt und ist grundlegend
für die Feststellung optimaler Durchflußmengen, und zwar
in erster Linie der Sekundärluftmenge. Ausgehend vom
Verlauf in Fig. 3 wird der zum Erreichen einer vollständigen
Verbrennung erforderliche theoretische Sauerstoffbedarf
festgestellt. Die Sauerstoffzufuhr zur Flamme, d. h. der
Sekundärluftstrom, nimmt sukzessiv im Laufe der Zeit analog zur
Zunahme der Gasabgabe zu. Dies ist schematisch in Fig. 4
für den Sekundärluftstrom und in Fig. 5 für den
Primärluftstrom beim Heizen mit trockenem Brennstoff dargestellt. Bei
der Verwendung von feuchtem Brennstoff ist die Gasabgabe
weniger intensiv, was dazu führt, daß weniger Sekundärluft
und eine geringere Zahl von Regelstufen erforderlich sind.
Fig. 6 und 7 zeigen die Luftregelung beim Heizen mit
feuchtem Brennstoff.
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Die Funktion und auch Emissionen des Heizkessels sind
nahezu unabhängig vom Feuchtigkeitsgehalt des Brennstoffes.
Es hat sich aber erwiesen, daß man einen vom Gesichtspunkt
der Emissionen bzw. des Wirkungsgrades optimalen
Betriebspunkt erreicht, wenn der Brennstoff ca. 25% Wasser enthält.
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Die Nennleistung des Heizkessels wird durch den Abstand
zwischen dem unteren Teil der Vorrichtung - in Fig. 1 mit
D bezeichnet - und dem Rost (6) bestimmt. Für jeden
Heizkessel, d. h. einen Heizkessel mit bestimmter Leistung,
gibt es eine untere Grenze für die Brennstoffmenge, bei
der man einen optimalen Betrieb erreicht. Es ist
erforderlich, daß die Nachverbrennungsstufe in Betrieb ist, um
die Emissionen zu unterdrücken.
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Fig. 8 zeigt, wie die Staubbildung bei verschiedenen
Brennstoffmengen für eine bestimmte Kesselgröße (20-30 kW)
schwankt. Man stellte hierbei fest, daß man es vermeiden
sollte, weniger als ca. 6 kg Brennstoff zu verwenden. Die
übrigen Emissionen, wie Kohlenmonoxid und
Kohlenwasserstoffe, weisen einen ähnlichen Verlauf auf. Der Grund
hierfür ist, daß bei zu geringen Brennstoffmengen das
Anzünden in der Sekundärfeuerstelle verzögert oder unvollständig
erfolgt. Für Brennstoffmengen zwischen 6 und 10 kg wird die
Verbrennung zufriedenstellend, was darauf deutet, daß man
die Leistung innerhalb weiter Grenzen regeln kann.
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Für effektive Verbrennung auf dem Rost ist es
erforderlich, daß sowohl die Primärluftmenge als auch deren
Druck gleichmäßig über die gesamte Fläche verteilt sind,
ohne den Aschenaustrag zu behindern. Im Primärluftkanal
(15) wurde eine Reihe von Nuten (14) senkrecht zur
Längsachse desselben angebracht, z. B. mit einer Tiefe entsprechend
dem halben Durchmesser. Man erreicht eine gleichmäßige
Luftverteilung über jede Nut durch Einsetzen von Drosselscheiben
(16) mit sukzessiv steigendem Drosselungsgrad, gesehen in
Richtung vom Lüfter her. Der Grad der Drosselung wird teils
durch Messen des Druckabfalls über der jeweiligen
Drosselscheibe und teils durch Versuche mit Hilfe von der
Verbrennungsluft zugeführtem Rauch bestimmt.
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Konstruktiv ist der Rost in drei Teilen ausgeführt, und
zwar einem horizontalen Bodenrost (17) im Bereich des
Zuluftkanals und zwei Seitenrosten (18), deren Abmessungen
und insbesondere Neigungswinkel α, siehe Fig. 9,
experimentell ermittelt wurden.
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Wie bereits hervorgehoben, ist der
Primärluftdurchfluß von untergeordneter Bedeutung während der
Gasverbrennungsphase, nicht aber während der Kohleverbrennungsphase.
Durch die beiden geneigten Seitenroste sammeln sich
sukzessiv Kohlenrückstände auf dem waagrechten Rost. Durch
Ausstattung der Seitenroste mit Führungsschienen (19) wird die
Primärluft gegen die Holzkohle gerichtet. Da sich der
Kohlenrückstand auf dem horizontalen Rost sammelt, wird der
Druckabfall somit dabei höher, und der größte Teil der
Primärluft strömt durch die Seiten. Auf diese Art und Weise
hält man eine intensive Verbrennung der Holzkohle bei hoher
Verbrennungstemperatur und hohem Kohlendioxidgehalt
aufrecht, was den Verbrennungswirkungsgrad begünstigt.
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Die Ausführung des Wärmetauschers ist darauf
abgestimmt, die Wärmeübertragung maximal sowohl während der
Gas- als auch Kohleverbrennungsphase ausnützen zu können.
Wenn die Sekundärfeuerstelle in Betrieb ist, erfolgt die
Wärmeüberführung sowohl durch Konvektion als auch durch
Strahlung, wogegen in der Endphase hauptsächlich eine
konvektive Übertragung vorliegt. Der Wärmetauscher wurde
bemessen, um den Bedarf an Warmwasser eines Einfamilienhauses
zu decken (und zwar sowohl für Brauchwarmwasser als auch
Heizzwecke). Das Warmwasservolumen muß im Laufe des Tages
ausreichen, auch wenn die bemessende Temperatur im Freien
herrscht. Der Wärmetauscher arbeitet nach dem sog.
Durchlaufprinzip. Während eines Verbrennungszyklus' herrscht
folglich kontinuierliche Umwälzung des Wassers. Das
erhitzte Wasser wird in einem an den Wärmetauscher
angeschlossenen Akkumulator gespeichert.
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Der offene, zylindrische Teil (20) des Wärmetauschers
wird oben auf der Sekundärluftvorrichtung angebracht, und
diese bilden hierdurch gemeinsam die Sekundärfeuerstelle
(2), (25), so daß die Flammenstrahlung effektiv ausgenützt
werden kann. Die Raumverhältnisse zwischen Primär- und
Sekundärluftstrom sind so aufeinander abgestimmt, daß man
direkte Berührung zwischen der Flamme und den Oberflächen
des Wärmetauschers vermeidet. Die heißen Rauchgase
durchströmen
in erster Linie eine Reihe von Rohren (21) und
werden dann durch weitere Rohre (22) nach unten geleitet. Die
Wärmetauscheroberfläche wurde durch Verwendung eines
mathematischen Modells berechnet. Die Verbrennungstemperatur in
der Sekundärfeuerstelle wird hoch und ist stark abhängig
von Brennstoffmenge, Luftstrom und Feuchtigkeitsgehalt des
Brennstoffes. Bei Verwendung eines verhältnismäßig
trockenen Brennstoffes steigt die Temperatur in der
Sekundärfeuerstelle auf mehr als 1200ºC. Aufgrund dieses Faktums
wird die Oberfläche des Wärmetauschers verhältnismäßig
groß. Dies ist jedoch eine Bedingung dafür, daß der
Systemwirkungsgrad günstige Werte erreicht.
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Da der Heizkessel für das Verfeuern von festen
Brennstoffen mit unterschiedlichem Heizwert und verschiedenen
Verbrennungseigenschaften vorgesehen ist, wurde das
Reguliersystem für das Kesselwasser für automatische Regelung
entwickelt. Dies bedeutet, daß man bei verschiedenen
Betriebsbedingungen einen optimalen Wirkungsgrad erreicht.
Die elektronische Steuereinheit regelt den Wasserdurchfluß
durch Regelung der Pumpendrehzahl sowie nach Maßgabe eines
in der Vorlaufleitung angebrachten Temperatursensors. Der
Wasserstrom durch den Wärmetauscher wurde mit Hilfe der
Temperatur nach dem Konvektionsteil bestimmt. Diese
Temperatur ist auf die Brennstoffqualität abgestimmt und
insbesondere darauf, Kondensation an den Wärmetauscherflächen
und im Rauchgaskanal zu verhindern. Das erhitzte
Kesselwasser wird in einem Akkumulator gespeichert, dessen
Rauminhalt nach dem Wärmebedarf des Gebäudes zu bemessen ist.
Wie bereits hervorgehoben, ist es jedoch aus
wirtschaftlichen und Bequemlichkeitsgesichtspunkten ein Vorteil, ein- oder
eventuell zweimal täglich nachzulegen. Der
Akkumulator wird hier nicht näher beschrieben, da er herkömmlicher
Ausführung ist. Er kann natürlich auch mit einem
elektrischen Heizelement versehen sein, welches bei niedrigem
Wärmebedarf verwendet wird, oder falls wirtschaftliche
Vorteile vorliegen. Ein Vorteil der Ausführung des Heizkessels
mit zwei getrennten Einheiten, d. h. dem Wärmetauscher und
dem Feuerstellenteil, bietet die Möglichkeit, den
Wärmetauscher als einen Öl- oder Gasheizkessel zu verwenden.
Man kann einen Ölbrenner (23) gemäß Fig. 12 an den
Wärmetauscher anschließen. Bekanntlich sollte die
Rauchgastemperatur bei Ölheizung ca. 200ºC hinter dem Konvektionsteil
nicht unterschreiten. Durch das Reglersystem für das
Kesselwasser kann dies jedoch einfach durch Einstellung eines
zweckdienlichen Wasserdurchflusses erreicht werden.
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Feste Brennstoffe in veredelter Form, wie Pellets
(Holz- oder Torfpellets), Briketts und Hackschnitzel
wurden durch Anschluß einer herkömmlichen Speiservorrichtung
ausprobiert. Die Meßergebnisse deuten darauf, daß sowohl
Schadstoffausstoß als auch Wirkungsgrad im Vergleich zur
Verbrennung von massivem Holz günstiger sind, insbesondere
aufgrund der kontinuierlichen Verbrennung.
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Was den Ausstoß von Schadstoffen betrifft, ist zu
notieren, daß das Schwedische Staatliche Naturschutzamt
bezüglich kleiner, mit festen Brennstoffen beheizter
Heizungen einen Grenzwert für die Emission von Teer
vorgeschlagen hat, und zwar 10 mg/Mj. Versuche unter
verschiedenen Verbrennungsverhältnissen und bei verschiedenen
Betriebsfällen deuten darauf hin, daß die obige Voraussetzung
durch die vorliegende Erfindung erfüllt wird. Bei normalem
Betrieb und 10-30% Wasser enthaltendem Brennstoff wurde der
Teergehalt bei fünf von zehn Versuchen meßbar und betrug
weniger als 5,0 mg/Mj, während das Kondensat in den übrigen
Fällen absolut teerfrei war.
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Die Staubkonzentration wird in der Regel geringer als
50 mg/nm³ trockenes Rauchgas, was einer Staubmenge von ca.
0,5 g/kg Brennstoff entspricht, siehe Fig. 8. Diese Werte
unterschreiten ganz erheblich die vom Schwedischen
Staatlichen Naturschutzamt empfohlenen Grenzwerte. Auch der
Gehalt an Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffen wird niedrig.
Der durchschnittliche Wert der Kohlenmonoxidkonzentration
für einen vollständigen Verbrennungszyklus wird niedriger
als 500 ppm. Es sei hier bemerkt, daß der
Kohlenmonoxidgehalt während der Flammenverbrennungsphase zwischen 100
und 150 ppm liegt.