AT12668U1 - Wärmetauscher für den rauchgaskanal einer feuerung - Google Patents

Abstract

Der Wärmetauscher 1 für die Rauchgase einer Heizung besitzt einen Rauchgasteiler 2, der eintretende Rauchgase 3 in parallele Teilströme 7, 8, 9 aufteilt, wobei jede der Trennwände 4, 5, 6 von einem Wärme transportierenden Medium durchflossen ist, welches die Wärme der Rauchgase aufnimmt und in den Heizungskreislauf einspeist. Der Wärmetauscher kann in den Rauchgaskanal einer Heizung eingesetzt werden.

Description

österreichisches Patentamt AT12 668U1 2012-09-15

Beschreibung

WÄRMETAUSCHER FÜR DEN RAUCHGASKANAL EINER FEUERUNG

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmetauscher gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1.

[0002] Solche Wärmetauscher werden in einem Kamin oder in einer Leitung für die Rauchgase angeordnet und sollen einen möglichst grossen Teil der Restwärme des Rauchgases einer Wärmequelle wie einer Heizung oder eines Cheminees oder eines einer sonstigen Feuerung wieder verwendbar machen. Sie sind in verschiedensten Ausführungsformen bekannt.

[0003] So zeigt DE 201 03 124 einen Wärmetauscher, der aus einem Doppelrohr besteht. Das innere Rohr dient als Leitung für die Rauchgase, das äussere Rohr bildet die Aussenseite des Wärmetauschers. Der ringförmige Zwischenraum zwischen innerem Rohr und äusserem Rohr wird für den Wärmetausch verwendet. In einer Ausführungsform ist eine Wasserleitung vorgesehen, die um das innere Rohr, an dieses anliegend, herumgewunden ist, so dass das durch die Rauchgase erhitzte innere Rohr die Wärme an die Wasserleitung abgeben kann, wo sie durch das Wasser abgeführt wird. Hier ist vorteilhaft, dass einerseits die Leitung für Rauchgase nach wie vor leicht zu reinigen ist, da das innere Rohr eine glatte Innenseite besitzt, und dass andererseits die Wasser führende Wendel (die nur aufwendig zu reinigen wäre) im Ringraum vor Verschmutzung geschützt ist. Nachteilig ist jedoch, dass der Wärmeübergang vom inneren Rohr an die Wendel problematisch ist, da diese das innere Rohr im Wesentlichen entlang einer Linie berührt.

[0004] In einer weiteren Ausführungsform ist deshalb der Ringraum zwischen dem inneren und dem äusseren Rohr von Wasser durchflossen, so dass das innere Rohr von einem Wassermantel umgeben ist. Auf Grund der im Betrieb des Wärmetauschers sich ergebenden unregelmässigen Strömung im Wassermantel ergibt sich eine unregelmässige Kühlung des inneren, die Rauchgase führenden Rohrs, mit der Folge, dass die Wärmeabfuhr nicht optimal ist.

[0005] Die DE 10 2004 023 026 zeigt eine Kombination von Wassermantel und Wendel, mit dem Vorteil, dass der Wärmetauscher über seinen modularen Aufbau beliebig verlängerbar ist, so dass wenigstens bei langen Kaminen trotz unregelmässigem oder wenig effizientem Wärmeübergang ein grösserer Anteil der Restwärme verfügbar gemacht werden kann. Hier steigt jedoch der konstruktive Aufwand an, insbesondere dann, wenn die oft vorgeschriebene thermische Ablaufsicherung zusätzlich vorgesehen werden muss.

[0006] In der CA 02499775 wird offenbart, im inneren, die Rauchgase führenden Rohr mit diesem verbundene Wärmeleitbleche anzuordnen, die das innere Rohr durchsetzen, so dass nun auch Wärme aus dem inneren Kern der aufsteigenden Rauchgase entnommen werden kann, was den schnellen Wärmeübergang zwischen Rauchgasen und dem inneren Rohr erleichtert und zur Verkürzung des Wärmetauschers führen könnte. Ungelöst bleibt aber der Wärmeübergang vom inneren Rohr zur dieses umschlingenden Wendel.

[0007] Das Problem des Wärmeübergangs von der Wand des die Rauchgase leitenden Rohrs zum kühlenden Wasserkreislauf wird verbessert gelöst durch die in DE 40 10 151 gezeigte Anordnung, die aus vier koaxial verlaufenden Rohren besteht, die zusammen drei Ringräume bilden. Der mittlere Ringraum dient als Leitung für die Rauchgase; der innere sowie der äussere Ringraum je als Leitung für das Kühlmedium, auch hier in der Regel Wasser. Zudem verläuft im mittleren Ringraum ein schraubenlinienförmiges Leitblech, so dass die Rauchgase diesen nicht mehr parallel zur Längsachse der Rohre, sondern entlang dieses Leitblechs durchfliessen müssen. Einerseits wird damit der Weg der Rauchgase verlängert und andererseits fliessen diese zwischen zwei ihre Wärme aufnehmenden Wänden, so dass die Nachteile des unregelmässigen Wärmeübergangs in den umgebenden Wassermantel vermindert werden. Nachteilig ist dieser Konstruktion, dass sie aufwendig ist und dann notwendigerweise entweder einen übergrossen Gesamtdurchmesser oder knappen bzw. zu kleinen Strömungsquerschnitt für die Rauchgase aufweist. Schliesslich ist diese Anordnung nur unter grösstem Aufwand zu reinigen. 1 /10 österreichisches Patentamt AT12 668U1 2012-09-15 [0008] Entsprechend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wärmetauscher für den Rauchgaskanal zu schaffen, der die Wärme der Rauchgase effizient abführt, leicht zu reinigen ist und so auch als Einsatz in vorbestehenden Rauchgaskanälen, wie z.B. Kaminen verwendet werden kann.

[0009] Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 bzw. der Ansprüche 14 und 15 gelöst.

[0010] Dadurch, dass der Wärmetauscher einen Rauchgasteiler aufweist, der selbst vom Wärme tauschenden Medium durchflossen ist, kann die Wärme den Rauchgasen auch in deren Kernbereich mit maximaler Effizienz entnommen werden, da der Temperaturunterschied zwischen den Rauchgasen und den Wänden, an denen diese entlang streichen, stets so gross wie möglich bleibt. Durch die geeignete Aufteilung des Rauchgasstroms wird überdies auch die Wärmestrahlung der Rauchgase effizient absorbiert, Dies gilt über den ganzen Querschnitt des Rauchgasstroms, und nicht nur für dessen äussere Peripherie. Strömungshemmnisse bzw. Wirbelleitbleche im Rauchgaskanal sind nicht mehr notwendig.

[0011] Da alle Wände parallel zur Längsachse des Wärmetauschers verlaufen, ergibt sich kein nennenswerter Strömungswiderstand für die Rauchgase. Dies ist vorteilhaft, da der natürliche Kaminzug bei der nun auch in der Kernzone erfolgenden starken Abkühlung der Rauchgase beträchtlich an Wirkung verliert. Weiter ist nach wie vor einfache Reinigung möglich, da die einzelnen durch die Trennwände gebildeten Kammern von den Reinigungswerkzeugen der Länge nach leicht durchfahren werden können.

[0012] Überraschend hat sich gezeigt, dass bei der Kühlung auch in der Kernzone (d.h. über den ganzen Querschnitt des Rauchgasstroms) der Auswurf an Feststoffen wie Russpartikel erheblich abnimmt. Dies wird auf die nun auch in der Kernzone verminderte Strömungsgeschwindigkeit zurückgeführt, die nun wenigstens für grössere Feinstaubpartikel nicht mehr ausreichend ist, um sie durch einen vertikalen Rauchgaskanal hinaus zu befördern. Diese Partikel fallen in den Kamin zurück, lagern sich am untern Ende ab, was zu einem erhöhten Reinigungsbedarf führt, der wiederum den verminderten Feststoffauswurf belegt. Bei Holzheizungen zeigt es sich weiter, dass Färbungen, z.B. die Braunfärbung des Rauchs vermindert auftreten, was ebenso den verminderten Feststoffauswurf und die damit gesteigerte Umwelt-freundlichkeit belegt.

[0013] Bei einem Verfahren zum Betrieb des erfindungsgemässen Wärmetauschers kann dieser vor dem Anfeuern der vorgeschalteten Feuerung z.B. mit heissem Speichenwasser geflutet werden. Die Gase im Rauchgaskanal werden so über dessen ganzen Querschnitt auf einer minimalen Temperatur gehalten und erst dann gekühlt, wenn die Betriebstemperatur des Systems erreicht ist. Dadurch herrscht bereits in der Phase des Anfeuerns ein Zug, der demjenigen des Normalbetriebs nahe kommt, was das Anfeuern selbst erheblich erleichtert und zugleich die Bildung von Schadstoffen im Verbrennungsprozess während dem Anfeuerprozess vermindern kann.

[0014] Es ergibt sich, dass neben der Wärmerückgewinnung als solcher auch der Feinstaubauswurf verbessert wird.

[0015] Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigt: [0016] Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Wärmetauschers gemäss der vorliegenden

Erfindung [0017] Fig. 2 eine zweite Ausführungsform eines Wärmetauschers gemäss der vorliegenden

Erfindung, und [0018] Fig. 3 eine dritte Ausführungsform eines Wärmetauschers gemäss der vorliegenden

Erfindung.

[0019] Fig. 1 zeigt einen Wärmetauscher 1 mit einem Rauchgasteiler 2 für einen in den Rauchgasteiler 2 eintretenden Rauchgasstrom 3. Drei Trennwände 4, 5, 6 trennen den eintretenden 2/10 österreichisches Patentamt AT 12 668 U1 2012-09-15

Rauchgasstrom 3 in drei Teile 7, 8, 9 von Rauchgasstrom, die sich hinter dem Rauchgasteiler 2 wieder zu einem abgekühlten Rauchgasstrom 10 vereinigen.

[0020] Die Trennwände 4, 5, 6 sind vorzugsweise dünn, aber hohl ausgebildet; sie können aus im spitzen Winkel abgekanteten zusammengeschweissten Blechen aus V4A bestehen. Dadurch kann in den Trennwänden 4, 5, 6 ein Wärme tauschendes Medium, z.B. Wasser, hindurchfliessen, welches über die Anschlussstutzen 12, 13, 14 eintreten und über die Ausgabestutzen 15, 16, 17 wieder austreten kann. Anschlussstutzen 12, 13, 14 und Ausgabestutzen 15, 16, 17 sind in der Figur nur schematisch dargestellt und können vom Fachmann für den konkreten Anwendungsfall leicht geeignet konzipiert und in den Rauchgasteiler 2 eingebaut werden. Der Rauchgasteiler 2 ist mit anderen Worten für den Durchfluss des Wärme tauschenden Mediums ausgebildet.

[0021] Vorliegend sind die Trennwände 4, 5, 6 über ein Zentralrohr 20 mit einander verbunden, wobei das Zentralrohr 20 vom Wärme tauschenden Medium nicht durchflossen ist. Hingegen kann alternativ zur Darstellung in Fig. 1 an den Enden des Zentralrohrs 20 je eine zentraler Anschluss- bzw. Ausflussstutzen angeordnet werden, mit je einer Verzweigungsleitung unmittelbar danach, die in die Enden der Trennwände hinein führt (bzw. aus diesen hinaus), so dass sich das Wärme transportierende Medium vom zentralen Zufluss in die Trennwände hinein verteilt, und danach zentral abgeführt werden kann. Dadurch fliesst das die Wärme tauschende Medium nach wie vor im Wesentlichen durch die Trennwände 4, 5, 6.

[0022] Der Rauchgasteiler 2 ist langgestreckt und besitzt eine Längsachse 21; er kann seiner Länge nach in einen beliebigen Rauchgaskanal eingesetzt werden, z.B in einen Kamin eines Cheminees, in einen Kamin oder ein Rauchgasrohr einer Heizung oder in irgend einen heisse Rauchgase führenden Kanal. Im Fall einer Heizung, wie auch in den anderen Fällen, ist die Führung der Vorlauf- und Rücklaufleitungen für das die Wärme transportierende Medium, vorzugsweise Wasser, vom Fachmann zu bestimmen; die Führung dieser Leitungen wird von den lokal in einer Baute herrschenden Verhältnissen vorgegeben. Dabei ist es nicht zwingend, aber vorteilhaft, dass der Rauchgasteiler 2 derart dimensioniert ist, dass die äusseren Längskanten 25, 26, 27 an den Wänden des gegebenen Rauchgaskanals anliegen.

[0023] Wie erwähnt, wird im Betrieb ein fliessender Rauchgastrom 3 in Teile 7, 8, 9 aufgetrennt, die parallel zu einander und parallel zur Längsachse 20 geführt werden; somit fliessen die Teile 7, 8, 9 auch parallel zur Längsachse des Rauchgaskanals. Die heissen Rauchgase heizen über Wärmestrahlung und Kontakt mit den Trennwänden 4, 5, 6 diese auf, welche ihrerseits die Wärme an das Wärme transportierende Medium (Wasser) abgeben.

[0024] Durch diese Anordnung wird insbesondere dem in der Mitte des Rauchgaskanals fliessenden heissen Kern der Rauchgase die Wärme wirksam entzogen, ohne dass Strömungshindernisse zur Verwirbelung der Rauchgase, welche ihrerseits den Kaminzug und die Reinigung erschweren oder verunmöglichen, vorgesehen werden müssen.

[0025] Besonders vorteilhaft sind die Trennwände 4, 5, 6 dünn ausgeführt, so dass der Strömungsquerschnitt für die Rauchgase wenig verringert wird, mit der Folge, dass zusätzliche Gebläse für den Zug im Rauchgaskanal nicht nötig sind oder nur geringe Leistung aufweisen müssen.

[0026] Bei einer weiteren Ausführungsform wird das Zentralrohr 20 an einen weiteren Kühlmittelkreislauf angeschlossen, der aufgrund von Übertemperatur durch einen Temperaturfühler 72 (Figur 3) aktiviert und so als Notkühlung im Sinn der thermischen Ablaufsicherung dient. Da das Zentralrohr 20 vom Wärme tauschenden Medium bevorzugt nicht durchflossen wird (die Wandfläche des Zentralrohrs 20 ist klein im Vergleich zu derjenigen der Trennwände 4 bis 6) kann es dennoch, trotz der vergleichsweise kleinen Effizienz, als Notkühlleitung dienen.

[0027] Figur 2 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemässen Wärmetauschers 30. Dargestellt sind Trennwände 31 bis 36 eines Rauchgasteilers 37, die Teile des Rauchgasstroms 38 kanalisieren.

[0028] Wie die Trennwände 4 bis 7 in Figur 1 sind auch hier die Trennwände 31 bis 36 im 3/10 österreichisches Patentamt AT 12 668 Ul 2012-09-15

Querschnitt sternförmig angeordnet. Bevorzugt, aber nicht notwendigerweise, stehen diese Trennwände radial von einer mittigen Längsachse 21 (Figur 1) bzw. 39 des Rauchgasteilers 2 (Figur 1) bzw. 37 ab. Damit bildet sich im Querschnitt ein symmetrischer, mehrzackiger Stern, durch welchen der Rauchgasstrom 38 in die entsprechende Anzahl parallel zu einander fliessenden Teilströme aufgeteilt wird.

[0029] Die optimale Anzahl der Trennwände, seien dies (im Sinn des Sterns) minimal zwei (Figur 3), oder drei (Figur 1), oder mehr, wird durch den Fachmann anhand der Temperatur der eintretenden Rauchgase sowie den lokal vorherrschenden Gegebenheiten wie z.B. den gegebenen Massen des Rauchgaskanals bestimmt.

[0030] Die Figur zeigt weiter, dass die Trennwände 31 bis 36 mit einem inneren Rohr 40 verbunden sind, welches seinerseits koaxial in einem äusseren Rohr 41 angeordnet ist. Das innere Rohr 41 und das äussere Rohr 42 bilden ein Doppelrohr 43, welches einen Ringraum 44 ein-schliesst. Dieser Ringraum 44 kann ebenfalls für den Durchfluss von Wärme tauschendem Medium vorgesehen werden. Dann wird jeder Teilstrom an Rauchgasen allseitig gleichmässig gekühlt.

[0031] Besonders hier, aber auch in der Anordnung von Figur 1, ist vorteilhaft, wenn sich die Trennwände nach aussen hin verjüngen, so dass deren Dicke an der äusseren Längskante 25, 26, 27 (Figur 1) geringer ist als an deren Wurzel. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Dicke kontinuierlich abnimmt.

[0032] Z.B beträt die Dicke der Trennwände an der Wurzel in einem Rauchgaskanal mit 200 mm Durchmesser 22mm, vorzugsweise nur 16 mm. Zum einen wird so, wie oben erwähnt, der Querschnitt des Rauchgaskanals nicht zu sehr beschränkt; dann wird sich das Wasser in den Trennwänden schnell etwas erwärmen, so dass die Rauchgase nicht unter eine Temperatur von z.B. 55° C fallen, also der unerwünschte Kaltrauch und die Bildung von Kondenswasser im Wesentlichen unterbleiben.

[0033] In Figur 2 nicht dargestellt ist eine Ausführungsform, bei welcher der Rauchgasteiler 37 nicht von einem Doppelrohr 43, sondern nur von einem einfachen Rohr umschlossen ist. Solch ein einfaches Rohr dient der Stabilisierung der Trennwände, so dass z.B. Zentralrohr 18 entfallen kann; weiter entsteht dadurch ein Wärmetauscher, der als Einsatz in einen beliebigen, z.B. gemauerten Rauchgaskanal, wie er etwa in älteren Bauten zu finden ist, verwendet werden kann. Alternativ ist es auch möglich, dass das so gebildete Wärmetauscherrohr als auszutauschender Abschnitt in eine vorhandene Rauchgas-Rohrleitung eingesetzt wird. Wie oben im Zusammenhang mit Figur 1 erwähnt, kann der Wärmetauscher aber auch ohne äusseres Rohr im Rauchgaskanal verwendet werden.

[0034] Vorteilhaft ist dann, dass ein Wärmetauscher auch in einem Rauchgaskanal mit unregelmässigen Wänden, zb. einem grob gemauerten Kamin, leicht eingesetzt werden kann, was bei einem Aussenrohr nicht mehr möglich wäre.

[0035] Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Wärmetauschers 50 gemäss der vorliegenden Erfindung in einer Ansicht von aussen. Ein Rauchgasteiler 51 (der im Querschnitt einem Stern mit zwei Zacken entspricht) ist von einem doppelwandigen Rohr 52, bestehend aus einem inneren Rohr 53 und einem äusseren Rohr 54 umschlossen. Zwischen dem inneren Rohr 53 und dem äusseren Rohr 54 liegt ein Ringraum 55, in welchem wiederum ein Leitungsrohr 56 für ein Kühlmedium wie Wasser angeordnet ist. Das Rohr 56 verläuft vorzugsweise um das innere Rohr 53 herum, derart, dass es auf einer Schraubenlinie liegt, die sich über einen Längenabschnitt, oder die ganze Länge des Wärmetauschers 50 erstreckt.

[0036] Weiter besitzt das Rohr 56 einen Durchmesser, der dem Abstand zwischen dem inneren Rohr 53 und dem äusseren Rohr 54 entspricht. Es ist also mit beiden Rohren 53, 54 im Kontakt. Dadurch wird das den Ringraum 55 durchfliessende Medium auf einen schraubenlinienförmigen Durchflussweg gebracht, der durch den Ringraum 55 hindurch führt. An Stelle der Rohrleitung 56 können auch ein einfaches Blech oder ähnliche Mittel vorgesehen werden; bei der Verwendung einer Leitung 56 ergeben sich aber die weiter unten näher beschriebenen Vorteile. 4/10 österreichisches Patentamt AT 12 668 U1 2012-09-15 [0037] Mit anderen Worten sind im Ringraum 55 Mittel vorgesehen, die den Durchflussweg des Wärme tauschenden Mediums bestimmen, derart, dass dieses den Ringraum 55 einer Schraubenlinie entlang durchfliesst. Dadurch ergibt sich ein längerer Strömungsweg und eine längere Verweilzeit des Mediums durch den Ringraum 55 hindurch, mit dem Vorteil des verbesserten Wärmeübergangs zwischen Rauchgas und Wärme transportierendem Medium.

[0038] Schematisch in sind weiter die Anschlüsse für den Ringraum 55 dargestellt: Ein Anschluss 57 dient dem Zufluss von kaltem Wasser und ein Anschluss 58 dem Abfluss des erwärmten Wassers. Ebenso dient ein Anschluss 59 dem Zufluss von kaltem Wasser in den Rauchgasteiler 51 und ein Anschluss 60 dem Abfluss von erwärmten Wasser aus diesem hinaus. Je nach der Auslegung im konkreten Fall kann das bereits im Ringraum 55 erwärmte Wasser vom Anschluss 58 direkt in den Anschluss 59, und dann im Gegenstrom durch den Rauchgasteiler 51 geleitet werden, wo es sich schliesslich auf eine Betriebstemperatur von gegen 95° C erhitzt und dem Anschluss 60 entnommen werden kann. Selbstverständlich sind auch andere Schaltungen der Wasserströme möglich, die der Fachmann wiederum nach den örtlichen Gegebenheiten bestimmt.

[0039] Das äussere Rohr 54 ist zur Veranschaulichung entlang der Linie 62 aufgeschnitten, so dass der Blick auf das innere Rohr 53 und einen Abschnitt des Leitungsrohrs 56 frei ist. Ersichtlich ist weiter ein als Querschott 63 ausgebildetes Strömungshindernis für das den Ringraum 55 durchfliessende Medium. Das Querschott besteht hier aus einem den Durchflussweg für das Medium versperrenden Blech, das einen Schlitz 64 besitzt, durch welchen das Medium hin-durchfliessen kann. Die Ränder des Schlitzes 64 sind vorzugsweise gebogen ausgebildet, wie dies in der Figur ersichtlich ist; was die Durchmischung und damit die gleichmässige Erwärmung des Mediums fördert. Bevorzugt ist solch ein Strömungshindernis in jeder vierten Windung des schraubenlinienförmigen Durchflusswegs vorgesehen. Zudem kann so eine zu schnelle Durchströmung des Wärme transportierenden Mediums vermieden werden, wenn die Pumpenleistung zu gross eingestellt ist.

[0040] Ein Rauchgasadapter für die eintretenden Rauchgase 64' durchstösst den Boden 65 des Wärmetauschers 50 und entlässt die in den Wärmetauscher 50 einzubringenden Rauchgase 64' etwas oberhalb des unteren Randes 66 des inneren Rohrs 53. Durch das äussere Rohr 54, den Boden 55 und den oberen Teil des Rauchgasadapters 64 wird eine Rinne 67 gebildet, die an der inneren Seitenwand des inneren Rohrs 53 herablaufendes Kondenswasser auffängt, welches durch den ebenfalls schematisch angedeuteten Anschluss 68 abfliessen kann.

[0041] Am unteren Ende des Rauchgasteilers 51 seitlich von diesem abstehende Leitbleche 70 erfüllen eine analoge Funktion: Allfälliges am Rauchgasteiler 51 herablaufendes Kondenswasser wird durch diese Leitbleche 70 gegen die Wand des inneren Rohrs 53 geleitet und rinnt dann nach unten, in die Rinne 67.

[0042] Weiter ist in der Figur ein Temperaturfühler 72 dargestellt, der die Temperatur des erhitzten Wassers feststellt. Der Temperaturfühler 72 ist mit einer zur Entlastung der Figur nicht dargestellten Steuerung verbunden, die bei Übertemperatur einen Kühlwasseranschluss 74 aktiviert, so dass die Leitung 56 von Kühlwasser durchflossen wird und das Medium im Wärmetauscher 50 abkühlt. Dadurch ergibt sich eine thermische Ablaufsicherung für den Fall, dass der Durchfluss vom Wärme tauschenden Medium gestört ist. Vorteilhafterweise erfüllt damit die Leitung 56 zwei Funktionen: einmal die eines Leitblechs für den Durchflussweg des Wärme tauschenden Mediums durch den Ringraum 55 hindurch, dann die der Notkühlung im Sinn der thermischen Ablaufsicherung.

[0043] Bei einer weiteren Ausführungsform ist der Rauchgasteiler nicht vorgesehen, aber das Doppelrohr 52 mit allen in der Figur dargestellten Elementen versehen, und damit mit einer schraubenlinienförmigen Leitung 56, Strömungshindernissen 63, einer Rinne 67 für Kondenswasser sowie einem Temperaturfühler 72 für eine durch die Leitung 56 gebildeten thermischen Ablaufsicherung ausgerüstet.

[0044] Der erfindungsgemässe Wärmetauscher kann auch mit einem vorgewärmten Medium 5/10

Claims (16)

1. österreichisches Patentamt AT12 668U1 2012-09-15 beschickt werden, wenn z.B. im Rauchgaskanal die Betriebstemperatur nicht erreicht ist, wie dies beim Anfeuern einer Heizung der Fall sein kann. Ist der Rauchgaskanal zu kalt, kühlen sich die Rauchgase zu stark ab, es herrscht ungenügender Zug, was wiederum zu einer verlängerten Anfeuerphase mit den bekannten Nachteilen wie z.B. erhöhter Schadstoffproduktion führen kann. Die Untertemperatur (und auch die einmal erreichte untere Betriebstemperatur) im Rauchgaskanal kann über Wärmefühler detektiert oder über das allgemeine Temperaturniveau in Verbindung mit der seit dem Anfeuern verflossenen Zeit bestimmt werden. Je nach den örtlichen Verhältnissen kann der Fachmann die geeigneten Parameter bestimmen. Ist eine untere Betriebstemperatur einmal erreicht, werden durch das Wärme transportierende Medium die Rauchgase, dem Normalbetrieb entsprechend, gekühlt. Ansprüche 1. Wärmetauscher für den Rauchgaskanal einer Heizung, gekennzeichnet durch einen langgestreckten Rauchgasteiler (2,37,51) für den Rauchgasstrom (3, 38), der im Betrieb Teile eines fliessenden Rauchgasstroms (38) von einander trennt und parallel zu einander und zur Längsachse (21,39) des Wärmetauschers und damit zu derjenigen des Rauchgaskanals mit sich führt, wobei der Rauchgasteiler (2,37,51) für den Durchfluss eines Wärme tauschenden Mediums ausgebildet ist, über welches im Betrieb Wärme der kanalisierten Rauchgase (7,8,9) abgeführt wird.
2. 2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, wobei der Rauchgasteiler (2,37,51) Trennwände (4, 5, 6; 31 bis 36) für den Rauchgasstrom (3, 38) aufweist, die im Querschnitt sternförmig angeordnet sind.
3. 3. Wärmetauscher nach Anspruch 2, wobei der Rauchgasteiler (2,37,51) mindestens drei radial von der mittigen Längsachse (21,39) des Wärmetauschers abstehende Trennwände (4, 5, 6; 31 bis 36) aufweist, die im Querschnitt einen symmetrischen dreizackigen Stern bilden, derart, dass im Betrieb ein Rauchgasstrom (38) in mindestens drei parallel zu einander fliessende Teilströme (7, 8, 9) aufgeteilt wird.
4. 4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei die Dicke der Trennwände (4,5,6) an ihrer äusseren Längskante (25,26,27) kleiner ist als im Bereich ihrer Wurzel, wobei die Dicke vorzugsweise kontinuierlich abnimmt.
5. 5. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Dicke der Trennwände an der Wurzel 22 mm, vorzugsweise 16 mm nicht übersteigt.
6. 6. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei das Wärme tauschende Medium im Wärmetauscher im Wesentlichen nur durch die Trennwände (4,5,6,31 bis 36) fliesst.
7. 7. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei der Rauchgasteiler (2,37,51) den äusseren Längskanten seiner Trennwände entlang mit einem Rohr verbunden ist, das den Rauchgasteiler (2,37,51) umschliesst.
8. 8. Wärmetauscher nach Anspruch 7, wobei das Rohr doppelwandig, als Doppelrohr ausgebildet ist, das einen Ringraum (55) bildet, der für den Durchfluss von Wärme tauschendem Medium vorgesehen ist.
9. 9. Wärmetauscher nach Anspruch 8, wobei im Ringraum (55) Mittel vorgesehen sind, die den Durchflussweg des Wärme tauschenden Mediums bestimmen, derart, dass dieses den Ringraum (55) einer Schraubenlinie entlang durchfliesst, und wobei vorzugsweise im Durchflussweg mindestens ein Strömungshindernis vorgesehen ist.
10. 10. Wärmetauscher nach Anspruch 9, wobei das mindestens eine Strömungshindernis als geschlitztes Querschott (63) ausgebildet ist, das vorzugsweise nach jeder vierten Windung der Schraubenlinie vorgesehen ist.
11. 11. Wärmetauscher nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in vom Wärme tauschenden Medium durchflossenen Bereichen eine Leitung (56) für ein Kühlmedium vorgesehen ist. 6/10 österreichisches Patentamt AT 12 668 Ul 2012-09-15
12. 12. Wärmetauscher nach Anspruch 11 und 9, wobei die Mittel zur Bestimmung des Durchflusswegs als Leitung, vorzugsweise als Rohrleitung 56 für das Kühlmedium ausgebildet sind, wobei die Leitung (56) den Ringraum (55) einer Schraubenlinie entlang durchsetzt und dabei die innere Rohrwand (53) sowie die äussere Rohrwand (54) berührt.
13. 13. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei ein als Teil einer thermischen Ablaufsicherung ausgebildeter Temperaturfühler (72) am Rauchgasteiler (2,37,51) angeordnet ist und wobei ein Zentralrohr (20) oder die Leitung (56) für das Kühlmedium über eine Steuerung in Abhängigkeit eines Temperatursignals des Temperaturfühlers mit Kühlmedium beaufschlagt werden kann.
14. 14. Heizung mit einem Rauchgaskanal, der einen Wärmetauscher nach einem der vorangehenden Ansprüche aufweist.
15. 15. Gebäude mit einer Heizung nach Anspruch 14.
16. 16. Verfahren zum Betrieb eines Wärmetauschers nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass er bei Untertemperatur im Rauchgaskanal mit einem vorgewärmten, Wärme tauschenden Medium geflutet wird, solange, bis der Zug im Rauchgaskanal einen unteren Betriebswert erreicht hat, wonach dann das Wärme tauschende Medium zur Kühlung der Rauchgase eingesetzt wird. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 7/10