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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Nutzung der Abwärme einer Feuerungsanlage, insbesondere einer Wohnungsheizung, mit einem von den durch einen Kamin abgeleiteten Rauchgasen beaufschlagbaren Wärmetauscher, der über zwei mit Abstand übereinander liegenden Rauchgasleitungen für den Rauchgasein-bzw.-auslass an den Rauchgaszug des Kamins anschliessbar ist und im Einlassbereich eine Absperrklappe od. dgl. zur Steuerung des Rauchgasdurchzuges aufweist.
Um die in Form von Abwärme in den ins Freie abgeleiteten Rauchgasen von Feuerungsanlagen enthaltenen beträchtlichen Energiemengen nutzbringend rückgewinnen zu können, werden Wärmetauscher verwendet, über die dem Rauchgas Wärmeenergie entzogen und mittels eines flüssigen oder gasförmigen Wärmeträgers einem geeigneten Verbraucher, beispielsweise einer Heizung, zugeführt wird.
Bekannte, in die Kaminwandung eingelassene oder über eigene Rauchgasleitungen in den Rauchgaszug des Kamins eingebundene Wärmetauscher verlangen allerdings recht umfangreiche Baumassnahmen am Kamin, wie Auskleidung des Kamins mit speziellen Rohrelementen, Einsatz von Rohrverzweigungen und Verlegen der Rauchgasleitungen, Anordnung der Absperrklappen u. dgl., so dass solche Wärmetauscher bereits bei der Errichtung der Feuerungsanlage einzuplanen sind und ein nachträglicher Einbau praktisch unmöglich ist. Zudem bedürfen auch die Wärmetauscher selbst und ihre Unterbringung eines beträchtlichen Aufwandes, was diese Wärmetauscher nur für grössere Feuerungsanlagen geeignet macht und ihre Anwendung bei einfachen Heizungen, wie vor allem Zimmer- oder Etagenheizungen, als unrentabel erscheinen lässt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs geschilderten Art zu schaffen, die sich durch eine besonders einfache Konstruktion auszeichnet, eine wirtschaftliche Rückgewinnung der in den Rauchgasen enthaltenen Abwärme auch bei kleineren Feuerungsanlagen erlaubt und ohne Schwierigkeiten jederzeit, auch nachträglich, mit wenigen Handgriffen installiert werden kann.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass der Wärmetauscher eine mit als Rauchgasleitungen dienenden Rohrstutzen in Maueröffnungen od. dgl. des Kamins einsetzbare Baueinheit bildet, wobei die am Eintrittsende des unteren Rohrstutzens gelagerte Absperrklappe im Öffnungssinn des Rauchgaseinlasses aus dem Rohrstutzen heraus aufwärts schwenkbar ist. Dieser Wärmetauscher lässt sich ohne Schwierigkeiten von aussen an den Rauchgaszug eines Kamins anschliessen, in dem er mit seinen Rohrstutzen einfach in zwei in den Kamin führende Maueröffnungen, wie sie etwa auch beim Anschluss eines gewöhnlichen Zimmerofens erforderlich sind, eingesetzt wird.
Da der Wärmetauscher eine fertige Baueinheit bildet, ist kein weiterer Umbau am Kamin oder der Feuerungsanlage notwendig und nach Anschluss des Heizkreises zur Wärmeabfuhr der Abwärme ist der Wärmetauscher schon voll funktionstüchtig. Diese besonders problemlose Installation macht den Wärmetauscher für jede auch noch so kleine Heizung sinnvoll, wozu noch kommt, dass er als Zusatzgerät vergleichsweise kleiner Abmessungen unmittelbar im einen Ofen aufnehmenden Zimmer montiert werden kann und sich so für jeden einzelnen die aufwandsarme Möglichkeit der Energierückgewinnung aus den Rauchgasen bietet.
Soll der installierte Wärmetauscher in Betrieb genommen werden, ist lediglich die Absperrklappe zu öffnen, wodurch die nach aussen aufschwenkbare Klappe die im Kamin hochsteigenden Rauchgase umlenkt und in den Wärmetauscher leitet, aus dem die auf Grund der Wärmerückgewinnung abgekühlten Rauchgase durch den oberen Rohrstutzen dem Kamin wieder zuströmen. Die dem Rauchgas entzogene Wärme kann dabei für die Warmwasseraufbereitung, für eine Fussbodenheizung, aber auch zur Unterstützung einer vorhandenen Zentralheizung, für eine Lufterwärmung u. dgl. ausgenutzt werden, wobei der eigentlichen Ausgestaltung des Wärmetauschers praktisch keine Grenzen gesetzt sind.
Aus Platzgründen und wegen der guten Hantierbarkeit eignet sich beispielsweise ein Wärmetauscher in Form eines die Rohrstutzen verbindenden lotrechten Rohrstückes, das koaxial ineinandersitzende Rohrschlangen für den Wärmeträger des angeschlossenen Heizkreises aufnimmt. Ein solcher Wärmetauscher besitzt einen guten Wirkungsgrad, lässt sich relativ billig herstellen und kann sogar von einer Einzelperson eingebaut werden.
In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand rein schematisch in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, u. zw. zeigen Fig. l eine erfindungsgemässe Vorrichtung im Längsschnitt und Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1 in grösserem Massstab.
Um die Abwärme der durch einen Kamin --1-- ins Freie abgeleiteten Rauchgase nutzbringend rückgewinnen zu können, ist ein von den Rauchgasen beaufschlagbarer Wärmetauscher --2-- vor-
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gesehen. Dieser Wärmetauscher --2-- bildet eine eigene Baueinheit und besteht aus einem etwa lotrechten Rohrstück --3--, von dem im unteren Endbereich ein als Rauchgaseinlass dienender Rohrstutzen --4-- ausgeht und an das am oberen Ende ein als Rauchgasauslass dienender Rohr- stutzen --5-- anschliesst. Das Rohrstück --3-- selbst nimmt zu einer Montageeinheit --6-- zusammengefasste Rohrschlangen für den Wärmeträger eines nicht weiter dargestellten Heizkreises auf und ist abwärts über den unteren Rohrstutzen --4-- hinaus zu einem Reinigungsansatz --7-verlängert,
der einen abnehmbaren topfartigen Verschluss --8-- trägt. Der untere Rohrstutzen - ist ausserdem im Bereich seines Eintrittsendes --9-- mit einer nach aussen aufschwenkbaren Absperrklappe --10-- ausgerüstet, die über einen Handhebel --11-- und ein Gestänge --12-- betätigt werden kann. Im oberen Rohrstutzen--5--, dem Rauchgasauslass, kann, um die Zugverhältnisse im Wärmetauscher --2-- zu beeinflussen, ein Ventilator --13-- eingebaut sein.
Das Installieren des Wärmetauschers --2-- ist schnell und mühelos durchzuführen, da dieser Wärmetauscher mit seinen Rohrstutzen --4, 5-- nur in entsprechende Maueröffnungen --14, 15-- des Kamins --1--, die genauso einfach wie übliche Rauchgasanschlüsse von Öfen hergestellt werden können, eingesetzt werden muss, um betriebsbereit zu sein. Die Rohrstutzen--4, 5--bringen ja dann den Anschluss des Wärmetauschers an den Rauchgaszug des Kamins mit sich, wobei das Öffnen der Absperrklappe --10-- die Umleitung der Rauchgase durch den Wärmetauscher --2-- bewirkt und ein Schliessen der Absperrklappe --10-- den Wärmetauscher wieder stillegt.
Um auf kleinem Raum möglichst grosse Übertragungsflächen für den Wärmeübergang zwischen Rauchgasen und Wärmeträger des Heizkreises zu erreichen, sind, wie in Fig. 2 angedeutet, drei koaxial ineinandersitzende Rohrschlangen --16-- über Verstrebungen --17-- zu der gemeinsamen Montageeinheit --6-- zusammengefasst, welche Rohrschlangen --16-- über geeignete Anschlüsse
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sie in Serie bzw. parallelgeschaltet in die Heizkreise einzubringen.
Die Montageeinheit --6-- wird beispielsweise durch Fixierschrauben --19-- innerhalb des Rohrstückes --3-- festgehalten und kann nach Lösen dieser Schrauben --19-- als Ganzes durch den Reinigungsansatz --7-- des Wärmetauschers --2-- ausgebaut werden. Der Innenraum des Wärmetauschers --2-- wird durch Abnahme des topfartigen Verschlusses --8-- vom Reinigungsansatz --7-- gut zugänglich, so dass nicht nur der Ausbau der Montageeinheit --6-- ohne weiteres möglich ist, sondern auch eine gründliche Reinigung des Wärmetauscherinneren erreicht werden kann. Der topfartige Verschluss dient dabei neben seiner Funktion als Abschluss des Rohrstückes zum Auffangen von sich absetzendem Kondensat und andern anfallenden Verunreinigungen, was Wartung und Reinigung erleichtert.
Vor allem für im Zimmer installierte Wärmetauscher gibt es zusätzlich noch Russbeutel, die statt des Verschlusses --8-- auf den Reinigungsansatz --7-- aufge- klemmt werden und beim Ausbau der Montageeinheit --6-- oder bei den Reinigungsarbeiten ein Verschmutzen der Wärmetauscherumgebung verhindern.
Der erfindungsgemässe Wärmetauscher ist überall, auch nachträglich mit wenigen Handgriffen einzubauen, er lässt sich bei allen, insbesondere bei kleinen Feuerungsanlagen optimal einsetzen und ist auf Grund seiner Wartungsfreundlichkeit und seiner vergleichsweise geringen Baugrösse sogar im Wohnbereich unterzubringen.
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The invention relates to a device for utilizing the waste heat of a combustion system, in particular an apartment heating system, with a heat exchanger which can be acted upon by the flue gases derived from a chimney and which can be connected to the flue gas duct of the chimney via two flue gas lines for the flue gas inlet and outlet which are spaced one above the other and has a butterfly valve or the like in the inlet area for controlling the flue gas passage.
In order to be able to usefully recover the considerable amounts of energy contained in the form of waste heat in the flue gases from combustion plants that are discharged outdoors, heat exchangers are used, via which heat energy is extracted from the flue gas and supplied to a suitable consumer, for example a heating system, by means of a liquid or gaseous heat transfer medium.
Known heat exchangers embedded in the chimney wall or integrated into the flue gas duct of the chimney via their own flue gas pipes, however, require quite extensive construction measures on the chimney, such as lining the chimney with special pipe elements, using pipe branches and laying the flue gas pipes, arranging the butterfly valves and the like. Like. So that such heat exchangers are to be included in the installation of the furnace and subsequent installation is practically impossible. In addition, the heat exchangers themselves and their accommodation require considerable effort, which makes these heat exchangers only suitable for larger combustion systems and makes their use in simple heating systems, such as room or floor heating systems, appear unprofitable.
The invention is therefore based on the object to provide a device of the type described, which is characterized by a particularly simple construction, economic recovery of the waste heat contained in the flue gases allowed even with smaller combustion plants and without difficulty at any time, even retrospectively, with a few Handles can be installed.
The invention solves this problem in that the heat exchanger forms a structural unit which can be used with pipe sockets serving as flue gas lines in wall openings or the like of the chimney, the shut-off valve mounted at the inlet end of the lower pipe socket being pivotable upwards out of the pipe socket in the opening direction of the flue gas inlet. This heat exchanger can be easily connected from the outside to the flue gas flue of a fireplace, in which it is simply used with its pipe socket in two wall openings leading into the fireplace, as are also required when connecting a conventional room stove.
Since the heat exchanger forms a finished structural unit, no further modifications to the chimney or the combustion system are necessary and after connecting the heating circuit to dissipate the waste heat, the heat exchanger is already fully functional. This particularly problem-free installation makes the heat exchanger useful for every heating, however small, and what is more, as an additional device of comparatively small dimensions, it can be installed directly in a room that accommodates an oven, thus giving everyone the low-cost option of energy recovery from the flue gases offers.
If the installed heat exchanger is to be put into operation, only the shut-off flap has to be opened, whereby the flap that can be swung outwards deflects the smoke gases rising in the chimney and directs them into the heat exchanger, from which the smoke gases cooled due to the heat recovery through the upper pipe socket back to the chimney stream in. The heat extracted from the flue gas can be used for hot water preparation, for underfloor heating, but also to support an existing central heating system, for air heating and the like. The like. Are used, the actual design of the heat exchanger being virtually no limits.
For reasons of space and because it is easy to handle, a heat exchanger in the form of a vertical piece of pipe connecting the pipe socket is suitable, for example, which coaxially accommodates coils for the heat transfer medium of the connected heating circuit. Such a heat exchanger has good efficiency, can be manufactured relatively cheaply and can even be installed by an individual.
In the drawings, the subject matter of the invention is shown purely schematically in one embodiment, u. 1 shows a device according to the invention in longitudinal section and FIG. 2 shows a cross section along the line II-II of FIG. 1 on a larger scale.
In order to be able to recover the waste heat from the flue gases discharged through a chimney --1--, a heat exchanger --2-- that can be acted upon by the flue gases must be
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seen. This heat exchanger --2-- forms its own unit and consists of an approximately vertical pipe section --3--, from which a pipe socket --4-- serving as a flue gas inlet emerges in the lower end area and to the one at the upper end serving as a flue gas outlet Connect pipe socket --5--. The pipe section --3-- itself accommodates --6-- combined pipe coils for the heat transfer medium of a heating circuit, not shown, and is extended downward beyond the lower pipe socket --4-- to a cleaning approach --7-extended,
which carries a removable pot-like closure --8--. The lower pipe socket - is also equipped in the area of its inlet end --9-- with a shut-off flap --10-- that can be swung outwards, which can be operated via a hand lever --11-- and a linkage --12--. A fan --13-- can be installed in the upper pipe socket - 5--, the flue gas outlet, to influence the draft in the heat exchanger --2--.
The installation of the heat exchanger --2-- can be carried out quickly and easily, since this heat exchanger with its pipe socket --4, 5-- only in corresponding wall openings --14, 15-- of the chimney --1--, which is just as easy how conventional flue gas connections can be made from stoves, must be used in order to be ready for operation. The pipe sockets - 4, 5 - then bring the connection of the heat exchanger with the flue gas flue of the chimney, whereby opening the butterfly valve --10-- causes the flue gases to be diverted through the heat exchanger --2-- and closes the butterfly valve --10-- shuts down the heat exchanger again.
In order to achieve the largest possible transfer areas for the heat transfer between the flue gases and the heat transfer medium of the heating circuit in a small space, as indicated in FIG. 2, three coaxial coils --16-- via struts --17-- to the common assembly unit - 6-- summarized which pipe coils --16-- via suitable connections
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to introduce them into the heating circuits in series or in parallel.
The assembly unit --6-- is held in place, for example, by means of fixing screws --19-- within the pipe section --3-- and, after loosening these screws --19-- as a whole, through the cleaning attachment --7-- of the heat exchanger - 2-- be removed. The interior of the heat exchanger --2-- is easily accessible by removing the pot-like closure --8-- from the cleaning attachment --7--, so that not only can the assembly unit --6-- be easily removed, but also thorough cleaning of the interior of the heat exchanger can be achieved. In addition to its function, the pot-like closure serves as the end of the pipe section for collecting condensate that has settled out and other accumulating impurities, which makes maintenance and cleaning easier.
Especially for heat exchangers installed in the room, there are also soot bags that are clipped onto the cleaning attachment --7-- instead of the closure --8-- and soiled when the assembly unit is removed --6-- or during cleaning work prevent the heat exchanger environment.
The heat exchanger according to the invention can be installed anywhere, even in a few simple steps, it can be optimally used in all, in particular in small combustion plants and, due to its ease of maintenance and its comparatively small size, can even be accommodated in the living area.