AT411188B - Vorrichtung zur ausnützung der fühlbaren wärme der abgase eines gas-, öl- oder biomasseheizkessels - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ausnützung der fühlbaren Wärme der Abgase eines Gas-,   ÖI- oder Biomasseheizkessels, welche   den Heizkessel mit etwa   130  C   bis   250  C   verlassen. Diese Abgastemperatur wird zur Erwärmung eines flüssigen Wärmetauschermediums und in weiterer Folge zur Erwärmung der Frischluftzufuhr zum Heizkessel verwendet. 



   Bisherige Kamine sind dergestalt ausgebildet, dass sie aus einem Mantelstein, einer innerhalb einer kreisrunden Öffnung im Mantelstein liegenden Isolationsschicht und einer von dieser Isolationsschicht vollständig umfassten Rauchabzugsrohr bestehen. Die Rauchgase einer Heizungsanlage, weiche etwa Erdgas, Heizöl oder Biomasse, wie Hackgut oder Hackschnitzel möglichst vollständig verbrennt, verlassen den Heizkessel mit einer Temperatur von etwa 130    C   bis 250    C.   



  Diese Temperatur geht bei herkömmlichen Kaminanlagen beinahe vollständig verloren. 



   Um hier eine gewisse Wärmerückgewinnung zu ermöglichen, ist es bekannt, die Rauchgase vor ihrem Eintritt in den Rauchgasabzug einem Warmwasserwärmetauscher zuzuführen. Die dadurch abgekühlten Abgase, welche immer noch eine erhebliche Wärmemenge mit sich führen, werden keiner weiteren Nutzung dieser Abwärme zugeführt, sondern verlassen das Kaminrohr ungenützt. 



   Weiters ist aus der DE 35 39 311   A 1   ein Schornstein-,   Lüftungs- und   Feuerungssystem bekannt, bei dem im Kamin ein längs durch ihn hindurchführendes Rauchrohr angeordnet ist, über welches die Brennerabgase ins Freie abgeleitet werden. Die Verbrennungsluft wird im Gegenstrom zu den Abgasen durch den Kamin hindurch dem Luftansaugraum des Brenners zugeführt, wobei durch Wärmeaustausch eine Vorwärmung der Verbrennungsluft erfolgt. Eine vergleichbare   Ausfüh-   rungsform eines Abzugkamins mit gegenläufiger Gasführung ist aus der US 4, 262, 608 A bekannt. 



  Auch hier wird das Abgasrohr innerhalb eines Zuführungsrohres für Verbrennungsluft geführt, um eine Vorwärmung der Verbrennungsluft über den Wärmeinhalt der Abgase zu erzielen. 



   Eine ähnliche Anordnung zur Aus nützung des fühlbaren Wärmeinhaltes der Abgase einer Heizungsanlage geht aus der FR 2 461 198   A 1   hervor. Hier wird eine Heizungsanlage mit mindestens einem Heizgerät beschrieben, dessen Abgasableitung an eine kaminartige Abgasführung angeschlossen ist und dessen Luftzufuhr von der Abgasführung unabhängig ist, wobei mindestens der mit den   Heiz- bzw.   Abgasen in Verbindung stehende Bereich des Heizgerätes in einer gegenüber dem Aufstellraum des Gerätes geschlossenen Kammer eingeschlossen ist, die gegenüber dem Aufstellraum abgedichtet an die kaminartige Abgasführung angeschlossen ist, und weiter ein eigener eine Verbindung zum Freien herstellender Luftzufuhrkanal vorgesehen ist, an den diese Kammer gleichfalls gegenüber dem Aufstellraum abgedichtet angeschlossen ist. 



   Die vorliegende Erfindung stellt sich nun die Aufgabe, eine Vorrichtung zu schaffen, welche diese Abgaswärme zu einem grösstmöglichen Teil zusätzlich verwertet, um damit den Anlagenwirkungsgrad gegenüber den bekannten Anlagen um etwa 12% noch weiter zu erhöhen. 



   Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Merkmale, die die Erfindung vorteilhaft weiterbilden, sind den nachgeordneten Ansprüchen zu entnehmen. 



   Um die fühlbare Wärme der Abgase eines Gas-,   ÖI- oder Biomasseheizkessels   in optimaler Weise zur Steigerung des Wirkungsgrades der Anlage heranziehen zu können, weist das für die Gasführung ausgebildete Doppelmantelrohr im unteren Bereich des Raumes zwischen dem inneren Rohr und dem äusseren Rohr eine Warmwasserführungseinrichtung und im oberen Bereich einen Lamellenwärmetauscher auf. Die Abgase verlassen die Brennkammer mit einer Temperatur von   130  C   bis 250    C.   Ein Gutteil dieses Wärmeinhaltes kann über die Warmwasserführungseinrichtung im unteren Bereich des Raumes zwischen dem inneren und dem äusseren Rohr zur Warmwassergewinnung genützt werden.

   Es verbleibt jedoch noch ein fühlbarer Wärmeinhalt des Abgases, welcher im oberen Bereich über einen Lamellenwärmetauscher zu einem Gutteil an die in den Raum zwischen dem inneren und dem äusseren Rohr eintretende Frischluft abgegeben werden kann, wodurch die Frischluft vorgewärmt wird. 



   In einer bevorzugten Ausführungsform weist das innere Rohr an seiner höchsten Stelle eine Rauchgasklappe auf. Dadurch wird das Eindringen von Frischluft oder anderer Stoffe in das innere Rohr verhindert. 



   Eine weitere bevorzugte Ausführung verhindert das Eindringen von unerwünschten Stoffen, etwa von Regenwasser, in den Zwischenraum zwischen dem inneren und dem äusseren Rohr, indem im Nahbereich der Rauchgasklappe das äussere Rohr in einen seitlichen Frischluftzufuhr- 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 stutzen mündet, der - um diesen Effekt noch zu   verstärken-bevorzugt   nach unten geneigt verläuft. 



   In einer bevorzugten Ausführungsvariante besteht die Warmwasserführungseinrichtung aus einem Rohr, welches als dritter Rohrmantel ausgebildet ist, der zentrisch zwischen dem inneren und dem äusseren Fbhr angeordnet ist. 



   In einer alternativen Ausführungsform ist die Warmwasserführungseinrichtung als Spiralrohr ausgebildet, welches um das innere Rohr gewunden verläuft. 



   Um die natürliche Luftzirkulation positiv zu unterstützen kann in einer besonders bevorzugten Ausführungsform vorgesehen sein, nach dem Heizkessel und vor dem inneren Rohr einen Ventilator anzuordnen. 



   Je nach eingesetztem Verbrennungsmedium weisen die Abgase mehr oder minder aggressive Inhaltsstoffe auf, welche in kondensiertem Zustand das Material, aus welchem die Rohre gefertigt sind korrosiv angreifen können. Um hier Abhilfe zu schaffen, werden die Rohre in einer besonders bevorzugten Ausführungsform aus Edelstahl gefertigt. 



   Die erfindungsgemässe Vorrichtung wird anhand der Figuren näher erläutert. Darin stellt Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch den   Brennwert-Kondensationskamin   dar. Fig. 2 zeigt einen Horizontalschnitt durch den erfindungsgemässen Kamin im Bereich des Lamellenwärmetauschers entlang der Schnittlinie A-A von Fig. 1. Fig. 3 zeigt einen vergrösserten Ausschnitt des oberen Teiles aus Fig. 

Claims (7)

1. In Fig. 4 ist der untere Teil aus Fig. 1 vergrössert dargestellt. Der Brennwert-Kondensationskamin besteht-wie in Fig. 1 dargestellt, aus einem inneren Rohr 1 und einem äusseren Rohr 2, welche zentrisch zueinander angeordnet sind, wobei der Luftraum zwischen dem inneren Rohr 1 und dem äusseren Rohr 2 über seine gesamte Länge für die Frischluftzuführung dient. Das äussere Rohr 2 wird an seiner gesamten Aussenfläche von einer Isolationsschicht 3 umfasst. Das innere Rohr 1 verläuft nach unten und nach oben über das äussere Rohr 2 hinaus und weist an seiner tiefsten Stelle einen Kondensatablauf 4, sowie nahe dem Kondensatablauf 4 eine seitliche Reinigungsöffnung 5 auf. An seiner höchsten Stelle - siehe auch Fig. 3 - wird das innere Rohr in einer bevorzugten Ausführungsform von einer Rauchgasklappe 6 gegen eindringendes Niederschlagswasser bei still stehender Heizungsanlage abgeschlossen. Der Kamin setzt sich aus einem unteren Bereich 7 und einem oberen Bereich 8 zusammen. Im unteren Bereich 7 befindet sich zwischen dem inneren Rohr 1 und dem äusseren Rohr 2 eine Warmwasserführungseinrichtung. Diese kann, wie aus Fig. 4 hervorgeht, als drittes Rohr 9 ausgebildet sein, welches zentrisch zwischen dem inneren Rohr 1 und dem äusseren Rohr 2 angeordnet ist. In einer weiteren, hier nicht dargestellten Ausführungsform kann die Warmwasserführungseinrichtung als Spiralrohr ausgebildet sein, welches im Kontakt zum inneren Rohr 1 um seine Aussenfläche verläuft. Die Warmwasserführungseinrichtung besitzt je einen Vorlaufanschluss 12 und einen Rücklauf- anschluss 13. Im oberen Bereich des Kamins ist-wie auch aus Fig.

2 hervorgeht-zwischen dem inneren Rohr und dem äusseren Rohr ein Lamellenwärmetauscher 10 angeordnet, der die eindringende Frischluft zum Heizkessel hin vorwärmt. Dadurch wird das Abgas abhängig von der Aussentemperatur auf eine Austrittstemperatur bis etwa 20 OC abgekühlt und einer vollständigen Kondensation unterworfen. Das über den Lamellenwärmetauscher 10 und die äussere Wandung der Warmwasserführungseinrichtung 9 abtropfende Kondensat führt zu einer permanenten Reinigung der Oberflächen dieser Einbauteile. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Frischluft, wie dargestellt, über ein seitliches Knie 11 eingebracht. Die Vorteile dieser erfindungsgemässen Vorrichtung sind : - eine Erhöhung des gesamten Wirkungsgrades der Heizungsanlage von etwa 12% ; - für den Kamin ist kein Wartungsaufwand erforderlich, da dieser selbstreinigend ist ; - für die Erreichung der Wirkungsgradsteigerung ist kein wesentlicher Platzbedarf erforderlich ; - aufgrund der einfachen Bauweise sind keine wesentlichen Zusatzkosten nötig ; - bei Hackgutheizungen kann mit der auf etwa 70 OC erwärmten Verbrennungsluftzufuhr ein um 5% bis 10% feuchteres Hackgut verbrannt werden. In weiterer Folge erhöht die höhere Feuchtigkeit in den Rauchgasen die Kondensation und die Wärmeabgabe ; - der Kamin ist zu 100% feuchtigkeitsunempfindlich, da sämtliche Bauteile, welche mit den Rauchgasen bzw. mit dem Kondensat in Berührung kommen aus Edelstahl gefertigt sind. Voraussetzungen für den erfolgreichen Einsatz des erfindungsgemässen KondensationBrennwertkamins sind ein vollständiger Ausbrand des Brennstoffes und der Rauchgase, sowie <Desc/Clms Page number 3> eine Ableitung der Rauchgase aus dem Heizkessel in den Kamin mittels eines Ventilators. Bei einem modernen Biomasseheizkessel mit Abgaswärmerückgewinnung ist bei einem 100 kW Heizkessel eine Wärmetauscherfläche von wenigstens 2 m2 erforderlich, wobei eine ständige Reinigung des Wärmetauschers erforderlich ist. Beim erfindungsgemässen KondensationBrennwertkamin stehen bei einer Kaminlänge von etwa 11 m etwa 10 m Wärmetauscherfläche zur Verfügung, die selbsttätig gereinigt wird. Es sind lediglich jährliche Kehrungen über die Erwähnte Reinigungsöffnung nötig. PATENTANSPRÜCHE : 1. Vorrichtung zur Ausnützung der fühlbaren Wärme der Abgase eines Gas-, Öl- oder Bio- masseheizkessels, welche den Heizkessel mit etwa 130 C bis 250 C verlassen, mit einem an seiner Aussenfläche vollständig von einer Isolierschicht umfassten und fast über die gesamte Länge als Doppelmantelrohr ausgebildeten Rauchrohr, wobei das innere Rohr (1) nach unten und nach oben über das äussere Rohr (2) hinaus ragt und an seiner tiefsten Stelle Einen Kondensatablauf (4), sowie nahe dem Kondensatablauf eine seitliche Reinigungsöffnung (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass im unteren Bereich (7) des Raumes zwischen dem inneren Rohr (1) und dem äusseren Rohr (2) eine Warmwasserfüh- rungseinrichtung (9) und im oberen Bereich (8) ein Lamellenwärmetauscher (10) angeord- net sind. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Rohr (1) an sei- ner höchsten Stelle eine Rauchgasklappe (6) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Nahbereich der Rauchgasklappe (6) das äussere Rohr (2) in einen seitlichen Frischluftzufuhrstutzen (11) mündet, der bevorzugt nach unten geneigt verläuft.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Warmwasser- führungseinrichtung (9) als dritter Rohrmantel ausgeführt ist, der zentrisch zwischen dem inneren Rohr (1) und dem äusseren Rohr (2) verläuft.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Warm- wasserführungseinrichtung (9) als Spiralrohr ausgebildet ist, weiches um das innere Rohr (1) verläuft.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Heizkessel und vor dem inneren Rohr (1) ein Ventilator angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das innere Rohr (1) und das äussere Rohr (2), als auch die Warmwasserführungseinrichtung (9) aus Edelstahl gefertigt sind.