DE2841110A1

DE2841110A1 - Auxiliary burner for gas heated boiler with heat pump - has outlets in tube mounted parallel to boiler surface, at right angles to main burner

Info

Publication number: DE2841110A1
Application number: DE19782841110
Authority: DE
Inventors: Erich Poehlmann
Original assignee: ASK AUGUST SCHNEIDER GmbH and Co KG
Current assignee: ASK AUGUST SCHNEIDER GmbH and Co KG
Priority date: 1978-09-21
Filing date: 1978-09-21
Publication date: 1980-03-27

Abstract

The heat pump using a boilder with a gas heater as in the main patent, also uses an auxiliary burner (1"). The boiler has a vertical cylinder (30) with a channel (33) through the middle through which passes the heat from the main burner (1') below. The auxiliary burner has a vertical tube parallel to the outside of the cylinder, with a line of flames (34) directed horizontally towards the cylinder. Both burner tubes are connected to the same gas supply tube (35) and the auxiliary burner has its own magnetically operated supply valve (36). The exhaust gases from the auxiliary heater travel around the cylinder and join the exhaust gases from the main heater at a point above the cylinder to pass through a common outlet (23).

Description

Bivalente Heizanlage Bivalent heating system

Die Erfindung bezieht sich auf eine bivalente Heizanlage mit einer direkt befeuerten Absorptionswärmepumpe, deren Kältemittelkreislauf über Wärmetauscher mit einem Heizmittelkreislauf zur Raumheizung gekoppelt ist, wobei bei einem vorbestimmten Wert der Außentemperatur die Brennstoffzufuhr zum Brenner der Wärmepumpe erhöhende und d.eren Kältemittelkreislauf vom Wärmepumpenbetrieb auf Wärmetauscherbetrieb umschaltende Steuermittel vorgesehen sind, nach Patent . ... ... (Patentanmeldung P 27 58 773.1).The invention relates to a bivalent heating system with a directly fired absorption heat pump, whose refrigerant circuit is via heat exchangers is coupled to a heating medium circuit for space heating, with a predetermined The value of the outside temperature increases the fuel supply to the heat pump burner and d.eren refrigerant circuit from heat pump operation to heat exchanger operation switching control means are provided according to patent. ... ... (patent application P 27 58 773.1).

Dem Hauptpatent liegt d.ie Aufgabe zugrunde, eine bivalente Reiz anlage so auszugestalten, daß sie ohne eine Uberdlmensionierung der Wärmepumpe und ohne zusätzliche konventionelle Heizung in der Lage ist, den Wärmebedarf eines zu beheizend.en Objektes unabhärigig von d.er Außentemperatur zu decken.The main patent is based on the task of creating a bivalent stimulus system designed so that they without overdimensioning the heat pump and without additional conventional heating is able to heat the heat demand of a To cover the property regardless of the outside temperature.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß Steuermittel vorgesehen sind, durch welche bei einem vorbestimmten Wert der Außentemperatur die Brennstoff zufuhr zum Brenner der Wärmepumpe erhöht und deren Kältemittelkreislauf vom Wärmepumpenbetrieb auf reinen Wärmetauscherbetrieb umgeschaltet wird. Versuche haben ergeben, daß es in bezug auf die partiell auf den einen Generator für den Wärmepumpen- und Wärmetauscherkreislauf darstellenden Kocher einwirkende Temperaturen und in bezug auf die Rauchgasabführung Schwierigkeiten ergibt, wenn man die Heizleistung eines einzigen Brenners beispielsweise um den vierfachen Wcrt erhöht.This object is achieved in that control means are provided through which the fuel supply at a predetermined value of the outside temperature to the burner of the heat pump and its refrigerant circuit from the heat pump operation is switched to pure heat exchanger operation. Tests have shown that it with respect to the partial to the one generator for the heat pump and heat exchanger circuit temperatures acting on the cooker and in relation to the flue gas discharge Difficulties arise when you consider the heating power of a single burner, for example increased by four times the value.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine bivalente Heizanlage der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß eine auch mehrfache Erhöhung der Heizleistung für den Wärmetauscherbetrieb mit einfachen Mitteln und ohne nachteilhafte Auswirkungen in bezug auf den Kocher und dessen Umgebung realisierbar ist.The present invention is therefore based on the object of a Design bivalent heating system of the type mentioned so that one also multiple increase in heating power for the heat exchanger operation with simple means and without any detrimental effect on the cooker and its surroundings is feasible.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zusätzlich zu dem für den Wärmepumpenbetrieb ausreichenden Brenner wenigstens ein weitererß bei Wärmetauscherbetrieb zuschaltbarer Brenner vorgesehen ist. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der zusätzliche Brenner an einer in bezug auf den für den reinen Wärmepumpenbetrieb vorgesehenen Brenner anderen Stelle auf den, einen Generator für den Wärmepumpen- und WärmetauscheMcreislauf darstellenden Kocher einwirkt. Auf diese Weise werden zum einen Probleme hinsichtlich einer extremen Dimensionierung bei Vorhandensein nur eines Brenners vermieden und zum anderen eröffnet sich die Nöglichkeit, partielle Extremtemperatur am Kocher sowie Schwierigkeiten hinsichtlich der erhöhten Rauchgasabführung so vermeiden.This object is achieved according to the invention in that, in addition at least one additional burner for the heat pump operation switchable burner is provided for heat exchanger operation. It is advantageous to if the additional burner is connected to the one for pure heat pump operation the intended burner at another point, a generator for the heat pump and heat exchangers. Be that way on the one hand, problems with regard to extreme dimensioning if present only one burner avoided and on the other hand opens up the possibility of partial Extreme temperature on the stove and difficulties with the increased smoke evacuation so avoid.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist für den Kocher ein ringförmiger, im wesentlichen zylindrische Innen- und Außenwandungen aufweisender Behälter vorgesehen, in Höhe dessen axialer,von der Innenwandung umschlossener Rohröffnung der für den Wärmepumpenbetrieb vorgeseheneBrenner angeordnet ist, während wenigstens ein zusätzlicher Brenner entlang der Außenwandung des Kochers placiert ist derart, daß dessen Rauchgase die Außenwandung halbkreisförmig umströmen. Auf diese Weise wird eine weitgehend vollständige Trennung der Rauchgasführungen für die unterschiedlichen Brenner erzielt, wobei die Wärmeenergie samtlicher Brenner durch d.as Vorhandensein von großen Wärmetauscherflächen weitestgehend optimal ausgenützt werden kann. Dabei is, es vorteilhaft, wenn der zylindrische, eine axiale Rohröffnung aufweisende Kocher von einer peripheren Hülle umgeben ist, wobei zumindest der zusätliche Brenner zwischen der Außenwandung des Kochers und dieser Hülle angeordnet ist. Es ist ferner vorteilhaft, wenn diese Hülle im Anschluß an die voneinander weitgehend. getrennten Rauchgasführungen einen Abgas schacht aufweist, in welchen beide Rauchgasführungen einmünden.According to a preferred embodiment of the invention is for the cooker an annular, substantially cylindrical inner and outer walls having Container provided, at the level of the axial pipe opening enclosed by the inner wall the burner intended for the heat pump operation is arranged during at least an additional burner is placed along the outer wall of the cooker in such a way that that its smoke gases flow around the outer wall in a semicircle. In this way a largely complete separation of the flue gas ducts for the different Burner achieved, whereby the thermal energy of all burner by d.the presence can be optimally used as far as possible from large heat exchanger surfaces. Included It is advantageous if the cylindrical digester, which has an axial tube opening is surrounded by a peripheral shell, with at least the additional burner between the outer wall of the cooker and this shell is arranged. It is also advantageous if this shell largely following the one another. separate flue gas ducts has an exhaust shaft into which both flue gas ducts open.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem in der Zeichnung dargestellten und nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel.Further details of the invention emerge from the in the drawing illustrated and described below embodiment.

Es zeigt Fig. 1 eine schematisch dargestellte Ausführung einer bivalenten fiel anlage gemäß dem Hauptpatent, Fzg. 2 eine schematische Schnittdarstellung des wesentlichen Teiles der erfindungsgemäßen Heizanlage, Fig. 3 eine Draufsicht auf die Einrichtung gemäß Fig. 2 in schematischer Darstellung.1 shows a schematically illustrated embodiment of a bivalent one fell plant according to the main patent, vehicle 2 is a schematic sectional view of the essential part of the heating system according to the invention, Fig. 3 is a plan view the device according to FIG. 2 in a schematic representation.

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Wärmepumpe besteht aus einem Gasbrenner 1, dem Generator oder Kocher 2, in dem sich ein Ammoniak/Wasser-Kältemittelgemisch befindet, einem Kältemittelkreislauf 3, der einen Kondensator 4 und einen Verdampfer 5 sowie einen Ab rber 6 enthält, wobei letzterer über die Vorlaufleitung 7 für arc Lösung und. die Rücklaufleitung 8 für reiche Lösung mit dem kocher 2 verbunden ist. Die Vor- und Rücklaufleitungen 7, 8 sind zwischen Kochen 2 und Absorber 6 über einen Wärmetauscher 9 geführt. Außerdem ist in der Vorlaufleitung 7 ein Drosselventil 10 und. in der Rücklaufleitung 8 eine P-impe 11 vorgesehen. Ein Heizmittelkreislauf 13, der eine Umwälzpumpe 14 sowie mehrere Raumheizkörper 15 aufweist, ist über einen Wärmetauscher 16 mit d.em Kondensator 4 und über einen weiteren Wärmetauscher 17, der als Rieseltauscher ausgebildet ist, mit dem Absorber 6 gekoppelt. In den Kälte mittelkreislauf 3 ist zwischen dem Verdampfer 5 und dem Absorber 6 e:in Magnetventil 18 und ein weiteres Magnetventil 19 in der Vorlaufleitung 7 zwischen dem Kocher 2 und dem Wärmetauscher 9 eingeschaltet. Außerdem ist eine den Wärmetauscher 9 und das Drosselventil 10 überbrückende Umgehung;sleitung 20 vo-raresehen, die ein weiteres Magnetventil 21 enthält. Die Magnetventile 18 und 19 werden durch einen bei einer vorje stimmten Auß entemp eratur ansprechenden Temperaturs chal t er 22 geschlossen und das Magnetventil 21 geöffnet. Außerdem wird die Leistung des Brenners 1 auf einen höheren, beispielsweise vierfachen Wert erhöht. Bis zu der Umschalttemperatur wird die dargestellte Wärmepumpe in bekannter Weise betrieben. Nach der Umschaltung, die eine Unterbrechung des Kühlmittelkreislaufes 3 und des Vorlauf es 7 für arme Lösung sowie eine Überbrückung des Wärmetaischers 9 und des Drosselventiles 10 zur Folge hat, wird das in den Kühlmittelgemisch enthaltene Ammoniak ausgetrieben und an der kältesten Stelle des Kreislauf es, nämlich im Verdampf er 5 gesammelt. Dadurch befindet sich nur noch weitgehend reines Wasser im Kocher, das durch die Pumpe 11 über den ersten Teil des Vorlaufes 7, die Umgehungsleitung 20, d.en Absorber 6 und d.ie Rücklaufleitung 8 umgewälzt wird, wobei der Absorber 6 zusammen mit dem Rieselwärmetauscher 17, den Wärmetausch zwischen dem Primärkreislauf und dem Heizmittelkreislauf 13 übernimmt. Beim Zurückschalten auf Wärmepumpenbetrieb gelangt das im Verd.ampfer 5 angesainmelte Ammoniak in den Absorber 6 und dient dort zur Anreicherung des über den Kältemittelkreislauf geförderte Kältemittelgemisches. Damit ist der Wärmepumpenbetrieb wiederhergestellt.The heat pump shown schematically in Fig. 1 consists of a Gas burner 1, the generator or cooker 2, in which there is an ammonia / water-refrigerant mixture is located, a refrigerant circuit 3, which has a condenser 4 and an evaporator 5 and an Ab rber 6 contains, the latter via the flow line 7 for arc Solution and. the return line 8 for rich solution is connected to the boiler 2. The flow and return lines 7, 8 are between boil 2 and absorber 6 via a Heat exchanger 9 out. In addition, there is a throttle valve in the flow line 7 10 and. A P-impe 11 is provided in the return line 8. A heating medium circuit 13, which has a circulation pump 14 and a plurality of space heaters 15, is via a Heat exchanger 16 with the condenser 4 and via a further heat exchanger 17, which is designed as a trickle exchanger, coupled to the absorber 6. In the cold middle circuit 3 is between the evaporator 5 and the absorber 6 e: in solenoid valve 18 and another solenoid valve 19 in the flow line 7 between the cooker 2 and the heat exchanger 9 switched on. In addition, one is the heat exchanger 9 and the throttle valve 10 bridging bypass; line 20 provide that another Includes solenoid valve 21. The solenoid valves 18 and 19 are by one at a The outside temperature appropriate temperature chalet 22 was closed and the solenoid valve 21 is opened. In addition, the output of the burner 1 is increased increased to a higher value, for example four times the value. Up to the switchover temperature the heat pump shown is operated in a known manner. After switching, the one interruption of the coolant circuit 3 and the flow it 7 for poor Solution and bridging the heat exchanger 9 and the throttle valve 10 to As a result, the ammonia contained in the coolant mixture is expelled and it is collected at the coldest point of the circuit, namely in the evaporator 5. Through this there is only largely pure water in the cooker that flows through the Pump 11 via the first part of the flow 7, the bypass line 20, i.e. the absorber 6 and d. The return line 8 is circulated, the absorber 6 together with the Trickle heat exchanger 17, the heat exchange between the primary circuit and the heating medium circuit 13 takes over. When switching back to heat pump operation, this gets into the evaporator 5 accumulated ammonia in the absorber 6 and is used there to enrich the over refrigerant mixture conveyed in the refrigerant circuit. This is the heat pump operation restored.

In den Fig. 2 und 3 ist als Einzelheit der in Fig. 1 mit 2 bezeichnete Kocher sowie die für den bivalenten Heizbetrieb vorgesehene Heizeinrichtung dargestellt. Dabei ist innerhalb eines lediglich nach oben offenen, d. h. mit einem asymmetrischen Abgasschacht 23 versehenen Gehäuses 24 ein über Anschlüsse 25, 26 und 27 mit dem Wärmepumpen- und Wärmetauscherkreislauf verbundener Behälter 28 angeordnet, der ringförmig ausgebildet, im wesentlichen zylindrische und. zueinander parallele Innen-und Außenwandungen 29 bzw. 30 besitzt, wobei die einen ringförmlgen Hohlraum 31 begrenzenden Innen- und Außenwandungen durch im wesentlichen scheibenförmige, sogenannte Klepperboden 32 miteinander verbunden sind. Der Kocher 28 besitzt eine axiale Rohröffnung 33> unterhalb welcher sich ei für den Wärmepumpenbetrieb vorgesehener Brenner 1' befindet.In FIGS. 2 and 3, the detail denoted by 2 in FIG. 1 is shown Cooker and the heating device provided for bivalent heating mode are shown. It is within an only open at the top, i. H. with an asymmetrical Exhaust duct 23 provided housing 24 via connections 25, 26 and 27 with the Heat pump and heat exchanger circuit connected container 28 arranged, the annular, substantially cylindrical and. interior and parallel to each other Has outer walls 29 and 30, which delimit an annular cavity 31 Inner and outer walls by essentially disc-shaped, so-called Klepperboden 32 are connected to each other. The digester 28 has an axial pipe opening 33> below which burner 1 'provided for heat pump operation is located.

In senkrechter Anordnung zu dem letzterwähnten Brenner 1' sowie parallel zu der Außenwandung 30 des Kochers 28 vorgesehen, ist ein weiterer Brenner 1", der gegenüber dem Brenner 1 eine zum Beispiel um den Faktor 4 mehrfache Anzahl von Brennstellen 34 besitzt. Beide Brenner sind al eine gemeinsame Brennstoffzuleitung 35 @ angeschlossen, wobei der zusätzliche Brenner lit mittels eines Magnetventiles 36 wäiirend dem Wärmepumpenbetrieb von d.er gemeinsamen Brennstoffzuleitung 35 abtrennbar ist. Wie insbesondere Fig. 3 zeigt, sind. für d.en Brenner 1' und. 1" getrennte Rauchgasführungen vorgesehen, wobei die Rauchgase des Brenners 1 durch die Rohröffnung 33 strömen und. in den Abgasschacht 23 gelangen, während die Rauchgase des Brenners 1" die rohrförmige Außenwandung 3 des aschers 28 jeweils halbkreisförmig umströmen (Pfeile 37) und einem Sammelschacht 38 zugeführt werden, von welchem aus diese Rauchgase in den gemeinsamen Abgasschacht 23 gelangen (Pfeile 39). Infolge der nun zur Verfügung stehenden großen Heizfläche, gebildet durch die Rohrwandung 30, kann nun die zum Beispiel vierfache Heizenergie zugeführt werden. Die Temperatur im Kocher 28 selbst wird nicht wesentlich steigen, da auch d.ie Wärmeabfuhr innen bei Direktheizbetrieb entsprechend vergrößert ist.In a perpendicular arrangement to the last-mentioned burner 1 'and in parallel to the outer wall 30 of the cooker 28 is provided another burner 1 ″, the compared to burner 1, for example, a multiple of the number of burning points by a factor of 4 34 owns. Both burners are connected as a common fuel supply line 35 @, the additional burner lit by means of a solenoid valve 36 during the heat pump operation from d.er common fuel supply line 35 can be separated. As in particular Fig. 3 shows are. for the burner 1 'and. 1 "separate flue gas ducts provided, the flue gases from the burner 1 flowing through the pipe opening 33 and. get into the exhaust duct 23, while the flue gases from the burner 1 ″ die Flow around the tubular outer wall 3 of the ashtray 28 in a semicircle (arrows 37) and a collecting duct 38, from which these flue gases get into the common exhaust duct 23 (arrows 39). As a result of now available standing large heating surface, formed by the pipe wall 30, can now be used for Example four times the heating energy are supplied. The temperature in the cooker 28 itself will not increase significantly, because the heat dissipation inside with direct heating operation is enlarged accordingly.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Bivalent heating system with a direct fueled absorption heat pumps, whose refrigerant circuit is via heat exchangers a Heizmittelkreislauf is coupled for space heating, wherein at a predetermined The value of the outside temperature increases the fuel supply to the heat pump burner and their refrigerant circuit switching from heat pump operation to heat exchanger operation Control means are provided according to patent. ... ... (patent application P 27 58 773.1), characterized in that in addition to that sufficient for the heat pump operation Burner (1 ') has at least one additional burner that can be switched on when the heat exchanger is in operation (1 ") is provided.

2. Blvalente heating system according to claim 1, characterized in that that the additional burner (1 ") on one in relation to the pure heat pump operation provided burner (1 ') another place on dr, a generator for the heat pump heat exchange circuit acting cooker (28).

3. Bivalent heating system according to claim 1 or 2, characterized in that that the intended for pure heat pump operation and the additional burners (1 ") have at least some sections of flue gas discharges that are separate from one another.

Bivalent heating system according to one or more of the preceding Claims, characterized in that for the cooker (28) an annular, im essentially cylindrical inner and outer walls (29 and 30) having container is provided, at the level of its axial, from the inner Wall enclosed Pipe opening (33) arranged for the burner (1 ') provided for heat pump operation is, while at least one additional burner (1 ") along the outer wall (30) of the cooker is placed in such a way that its smoke gases (37) form the outer wall in a semicircle flow around.

5. Bivalent heating system according to claim 4, characterized in that the additional burner (1 ") opposite the one intended for heat pump operation Burner (1 ') has a multiple number of separation points (34).

6. Bivalent heating system according to one or more of the preceding Claims, characterized in that a common one for all burners (1 '; l ") Fuel supply line (35) is provided, from which the additional burner is preferred can be disconnected by means of a solenoid valve (36) during heat pump operation.