<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizungsanordnung zur Auswertung heisser Abgase, insbesondere von Heizungs- und Industrieöfen, Verbrennungsmotoren u. dgl., mit einem in eine Erweiterung des Abgaskanals eingebauten Wärmetauscher, der aus einer mit Wasser gefüllten Kammer und einer mit dieser in Verbindung stehenden Heizschlange besteht, und der über ein eigenes Leitungssystem mit allenfalls eingebauter Umlaufpumpe wenigstens einen Radiator speist.
EMI1.1
Wärmemenge mit den in das Freie entweichenden heissen Abgasen ungenutzt verloren. Um die in den Abgasen enthaltene Wärmemenge besser zu verwerten, wurde z. B. bei Heizungsöfen der Rauchabzugskanal verlängert sowie mit Leitblechen und Umlenkungen versehen, damit die Abgase möglichst abkühlen, bevor sie in den Kamin gelangen.
Insbesondere in Industrieanlagen und bei Dampfmaschinen wurden Wärmetauscher in den Abgaskanal eingebaut. Hiebei ist jedoch nachteilig, dass bei unsachgemässer Anordnung eines Wärmetauschers der Kaminzug unzulässig verschlechtert und dadurch die Funktion der ganzen Anlage gefährdet wird.
Aus der USA-Patentschrift Nr. 2, 020, 686 ist eine Heizungsanordnung der eingangs angeführten Art bekannt, bei welcher der Wärmetauscher zur Bereitung von Warmwasser für Haushaltszwecke dient und aus einem Wassermantel und einer Heizschlange besteht, die in dem vom Wassermantel umschlossenen Innenraum des
Wärmetauschers angeordnet ist. Die heissen Abgase sind zunächst durch diesen Innenraum der Heizschlange entlang nach unten und sodann an der Aussenseite des Wassermantels nach oben geführt. Die Entnahme des
Heisswassers erfolgt bei dieser Ausführung am oberen Ende des Wassermantels, wogegen kaltes Wasser am unteren
Ende des Wassermantels zugeführt wird. Diese bekannte Anordnung ist auf Grund des hohlen Wassermantels und der mehrmaligen Umlenkung der Abgase verhältnismässig kompliziert.
Ausserdem können die Abgase zu stark abgekühlt werden, so dass es nicht möglich ist, die in den Abgasen enthaltene Wärmeenergie auf wirtschaftliche
Weise voll auszunutzen, ohne den Kaminzug zu gefährden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Heizungsanordnung zu schaffen, mit der die in den Abgasen enthaltene Wärmeenergie ohne Beeinträchtigung des Kaminzuges auf wirtschaftliche Weise ausgewertet werden kann.
Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe mit einer Heizungsanordnung der eingangs angeführten Art dadurch gelöst, dass die mit Wasser gefüllte Mischkammer in der Mitte der von der Erweiterung des Abgaskanals gebildeten Rauchkammer unter Freilassung seitlicher Durchgänge für die Abgase angeordnet und von der
Heizschlange umgeben ist, und dass der zum Radiator führende Vorlauf aus dem unteren Teil der Mischkammer wegführt und der vom Radiator kommende Rücklauf durch die Heizschlange geführt ist, die mit ihrem oberen
Ende in den oberen Teil der Mischkammer mündet. Auf diese Weise entsteht eine vor allem als Zusatzgerät verwendbare Heizungsanordnung, die eine in sich abgeschlossene Anlage bildet und ausschliesslich von den Abgasen entzogener Wärmeenergie beheizt wird.
Vorteilhaft ist hiebei, dass auf Grund des Absaugens des Vorlaufwassers aus dem unteren Teil der Mischkammer und der Einmündung der Heizschlange im oberen Teil derselben in dieser praktisch überall die gleiche Temperatur aufrechterhalten wird, so dass auch in der Rauchkammer eine gleichmässige Temperaturverteilung herrscht. Das so in entgegengesetzter Richtung als üblich umlaufende Wasser stabilisiert diese Temperatur, weshalb es möglich ist, die in den Abgasen mitgeführte Wärmeenergie weitgehend zu entziehen, ohne den Kaminzug zu beeinträchtigen. In der Rauchkammer wird immer eine genügend hohe Temperatur aufrechterhalten, um gerade noch einen ausreichenden Kaminzug zu gewährleisten. Ausserdem wirkt die Rauchkammer als Ausgleichsraum zur Beruhigung des Kaminzuges.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der zum Radiator führende Vorlauf im unteren Teil des Radiators in diesen münden, so dass auch im Radiator die Durchlaufrichtung des Wassers umgekehrt als bei üblichen Heizungsanlagen ist. Auch diese Massnahme trägt zur Aufrechterhaltung einer möglichst gleichmässigen Temperatur in der Mischkammer und damit in der Rauchkammer bei, wodurch ein gleichmässiger Kaminzug gesichert wird.
Die Mischkammer kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung mit einem Thermostat versehen sein, der z. B. auf die Umlaufpumpe wirkt oder den Wasserkreislauf drosselt und durch den die Wassertemperatur in der Mischkammer auf einer gleichbleibenden Temperatur, vorzugsweise etwa 80 , gehalten ist. Durch diese einfache Regelung der erfindungsgemässen Heizungsanordnung kann die vorhandene Wärmeenergie der Abgase praktisch vollständig ausgenutzt werden, ohne Gefährdung des Kaminzuges, weil die für einen ausreichend grossen Kaminzug notwendige minimale Temperatur in der Rauchkammer erhalten bleibt.
Die Mischkammer kann an ihrer Oberseite offen ausgebildet sein, damit Wasserdampf zur Luftbefeuchtung austreten kann. Diese Massnahme ist natürlich nur bei Heizungsanlagen sinnvoll, bei denen der Ofen in einem zu beheizenden Raum oder zumindest in der Nähe desselben aufgestellt ist, wobei notfalls eine Befeuchtungsleitung an die gewünschte Stelle des beheizten Raumes geführt sein kann. Es ist aber auch möglich, die erfindungsgemässe Heizungsanordnung mit geschlossenem Kreislauf auszuführen.
Wenn erfindungsgemäss die Heizschlange die Mischkammer in annähernd elliptischen Windungen umgibt, die in engem gegenseitigen Abstand angeordnet sind, ergibt sich in der Rauchkammer ein verhältnismässig geringer Durchgangswiderstand für die Abgase, so dass auch bei verhältnismässig niedriger Temperatur derselben
<Desc/Clms Page number 2>
beim Eintritt in den Kamin ein ausreichender Zug gewährleistet ist. überhaupt ist es bei der erfindungsgemässen Anordnung zweckmässig, die Rauchkammer so auszubilden und zu dimensionieren, dass die Rauchgase weder scharf umgelenkt noch auf andere Weise gebremst oder bei ihreem Durchgang zusammengedrängt werden.
Die erfindungsgemässe Heizungsanordnung hat sich vor allem als Zusatzgerät bei Ofenheizungen bewährt, u. zw. sowohl bei mit öl oder Gas beheizten Feuerungen als auch bei solchen mit festen Brennstoffen. Wie sich gezeigt hat, kann bei einer Heizungsanlage mittlerer Grösse mit Hilfe der erfindungsgemässen Anordnung ein weiterer Raum zusätzlich beheizt werden, u. zw. ausschliesslich unter Verwertung der Abgase. Es ist aber auch möglich, die erfindungsgemässe Anordnung in industriellen Anlagen vorzusehen und die Abgase von Verbrennungsmotoren vorteilhaft zu verwerten. So kann beispielsweise eine Heizung für Kraftfahrzeuge im Rahmen der Erfindung verwirklicht werden, die durch die Auspuffgase gespeist wird.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Heizungsanordnung dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine mit der erfindungsgemässen Anordnung versehene Heizungsanlage in schematischer Darstellung, teilweise im Schnitt, und in Fig. 2 ist ein Querschnitt durch den Wärmetauscher nach der Linie II-II in Fig. 1 gezeigt.
Die in Fig. 1 gezeigte Anordnung besteht aus einem Heizungsofen --1--, der über einen Abgaskanal
EMI2.1
eine Umlaufpumpe --8-- eingeschaltet. Der Ofen --1-- und der Radiator --6-- befinden sich in verschiedenen, benachbarten Räumen, die durch die Kaminwand--9--voneinander getrennt sind. Die Vorlaufleitung--5--und die Rücklaufleitung --7-- sind durch die Kaminwand --9-- hindurchgeführt.
In Fig. 2 ist der Wärmetauscher --4-- vergrössert dargestellt. Er besteht aus einer kastenförmigen
EMI2.2
kreisförmige Öffnung --11-- für den Anschluss des Abgaskanals --2-- aufweist. In der Mitte ist eine verhältnismässig schmale Mischkammer --12-- von oben in die Rauchkammer--10-eingesetzt. Die Mischkammer --12-- ist schmäler als die Rauchkammer--10--, so dass zu ihren beiden Seiten ausreichend grosse Durchgänge --13 und 14-für die Abgase verbleiben.
Ausserdem ist die Mischkammer --12-- von einer Heizschlange --15-- umgeben, die mit etwa vertikaler Achse und verhältnismässig eng aneinander
EMI2.3
--12-- imAbgaskanal --2-- in den Kamin--3--. Sie treten durch die an der Vorderseite des Wärmetauschers--4-- liegende Öffnung --11-- in das Innere der Rauchkammer --10-- ein, wo sie auf die Heizschlange--15auftreffen, um diese und um die Mischkammer --12-- herumströmen, durch die Durchgänge --13 und 14-auf die Rückseite der Rauchkammer--10--gelangen und aus dieser in die Fortsetzung des Abgaskanals - austreten. Das Wasser in der Heizschlange --15-- wird hiebei erwärmt.
Durch die Umlaufpumpe - wird zugleich Wasser vom Boden der Mischkammer --12-- abgesaugt, durch den Radiator--6--
EMI2.4
in diese aus. Das erwärmte Wasser mischt sich dort mit dem vorhandenen, etwas kühleren Wasser, wodurch auf Grund des Umlaufes des Wassers von oben nach unten in der Mischkammer --12-- bewirkt wird, dass in dieser immer eine ungefähr gleichbleibende Temperatur herrscht. Dieser Effekt wird auch noch dadurch unterstützt, dass die Vorlaufleitung --5-- im unteren Teil des Radiators --6-- in diesen mündet und die Rücklaufleitung - aus dem oberen Teil des Radiators--6-wegführt. Falls notwendig, kann auch eine
EMI2.5
Mit der erfindungsgemässen Anordnung kann somit die in den Abgasen enthaltene Wärmeenergie weitgehend ausgewertet werden, so dass die Energieverluste bei der Beheizung und bei sonstigen Verbrennungsvorgängen erheblich verringert werden können. Die erfindungsgemässe Anordnung ist für alle Arten von Brennstoffen geeignet und kann überall dort mit gleichem Vorteil angewendet werden, wo heisse Abgase in einen Kamin entweichen. Der an den erfindungsgemässen Wärmetauscher angeschlossene Wasserkreislauf kann offen oder geschlossen ausgeführt sein und kann einen oder mehrere Radiatoren speisen. Die gleiche Anordnung kann auch z. B. für eine Kraftfahrzeugheizung verwendet werden, wobei der Wärmetauscher in die Auspuffleitung des Motors eingebaut wird.