CH628970A5

CH628970A5 - Verfahren und bauelement zur waermerueckgewinnung aus kaminen, im besonderen von cheminee-anlagen.

Info

Publication number: CH628970A5
Application number: CH1609677A
Authority: CH
Inventors: Hans Dr Lutz
Original assignee: Lutz Hans
Priority date: 1977-12-27
Filing date: 1977-12-27
Publication date: 1982-03-31
Also published as: EP0007316A1; WO1979000437A1

Description

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PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Wärmerückgewinnung aus Kaminen, gekennzeichnet dadurch, dass die zu erwärmende Luft räumlich vom rauchführenden Kanal (2) des Kamins (4) durch eine wärmeleitende Wand (2a) getrennt, entgegen der Stromrichtung des Rauches geführt wird, wodurch, entspre chend dem Wärmegradienten, dem Rauch die Wärme entzogen wird.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ausser Luft auch andere der Wärmeübertragung dienende Stoffe dem rauchführenden System Wärme entziehen.

3. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gewonnene Wärme nicht der Raumheizung, sondern der Energieumwandlung oder Energiespeicherung dient.

4. Bauelement zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieses mindestens zwei durch Wandungen getrennte Kanäle (2, 3) umfasst.

5. Bauelement nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeleitende Wand zwischen dem Kanal (3), der die zu erhitzende Luft führt und demjenigen (2), der den Rauch abführt, eine Vorrichtung zur Oberflächenvergrösserung erhält, wodurch die Wärmeübertragung verbessert wird.

6. Bauelement nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeleitende Wand zwischen dem Kanal, der die zu erhitzende Luft führt und demjenigen, der den Rauch abführt, aus gut wärmeleitendem, korrosionssicherem Metall besteht.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, mit welchem die Wärmerückgewinnung aus Kaminen, im besonderen von Cheminee-Anlagen ermöglicht wird. Im weiteren gehört dazu ein Bauelement zur Durchführung des Verfahrens.

Es sind heute verschiedene Verfahren und Vorrichtungen bekannt, mit welchen die vor allem in Cheminee-Feuern entstehende Wärme besser ausgenützt werden kann. Dabei werden Wärmeaustauschersysteme verschiedenster Art in der Regel unmittelbar durch die Flammen erhitzt. Die bis heute bekannten Wärmeaustauschersysteme weisen folgende Nachteile auf: 1. der Wirkungsgrad ist relativ klein, 2.

Systeme mit gutem Wirkungsgrad sind räumlich und finanziell sehr aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die durch den Kamin verlorengehende Energie mit einem hohen Wirkungsgrad zurückzugewinnen.

Erfindungsgemäss wird dies durch die Merkmale des Patentanspruches 1 erreicht. Durch den im Patentanspruch 1 geforderten zweiten Kanal wird in der dem Rauchstrom entgegengesetzten Richtung Luft geblasen, welche sich am rauchführenden Kanal immer mehr erwärmt. Die im Gegenstromprinzip erwärmte Luft wird dem zu erwärmenden System zugeführt.

Im folgenden werden anhand der Zeichnungen zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen schematischen Querschnitt. Im Feuer 1 entstehen heisse Gase, welche durch das Kamin 4 aufsteigen und bei 7 ins Freie geleitet werden. Durch das Gebläse 5 wird kalte Frischluft angesogen und durch einen Kanal 3 von oben nach unten zur Austrittsöffnung 6 befördert. Im Kamin 4 besteht vom Feuer 1 bis zur Austrittsöffnung des Kamins 7 ein Wärmegradient, indem nahe beim Feuer sehr hohe, bei der Austrittsöffnung 7 geringere Temperaturen bestehen.

Entsprechend diesem Gradienten erwärmt sich nun die durch das Gebläse 5 von oben nach unten durch den Kanal 3 beförderte Luft und entzieht den aufsteigenden Gasen soviel Wärme, dass im Idealfall der bei 7 austretende Rauch Aussentemperatur aufweist. Die Wärmeregulation im zu erwärmenden Raum erfolgt durch Ein- und Ausschalten des Gebläses. Bei abgeschaItetem Gebläse kann sich der Kamin 4 wieder soweit erwärmen, dass vorgängig kondensierte Rauchbestandteile wieder verdampfen.

Das in Fig. 1 gezeigte Prinzip kann nicht nur durch nachträglichen Einbau eines I(anals 3 in bestehende Kamine verwirklicht werden, sondern lässt sich schon beim Bau des Kamines durch geeignete Konstruktion der verwendeten Bau-Elemente realisieren.

In Fig. 2 ist als Beispiel eines solchen Bauelementes der Aufbau eines Kaminsteines näher ersichtlich: Fig. 2a zeigt einen schematischen Längsschnitt an der mit X-X gekennzeichneten Stelle des Steines in Fig. 2b. Fig. 2b zeigt die Aufsicht auf einen solchen Stein. Legende zu Fig. 2: Im Kanal 2 steigt der heisse Rauch auf. Im Kanal 3, welcher den Kanal 2 ringförmig umfasst, wird die zu erwärmende Luft von oben nach unten geblasen. Längsrippen 2b verbinden die Kanalwände 2a und 4b miteinander. Die beiden Kanäle 2 und 3 sind im eigentlichen Kaminstein 4a eingelassen. Der Kaminstein 4a sorgt nicht nur für mechanische Festigkeit des Kamins , sondern isoliert gleichzeitig auch die zu erwärmende Luft des Kanals 3. Durch geeignete Formgebung der Wand 2a und der Längsrippen 2b sowie durch Verwendung eines geeigneten Materials (z.B. Stahl) lassen sich Oberfläche und Wärmedurchgang vergrössern.

Durch Aufeinanderschichten solcher Kaminsteine ergibt sich ein Kamin mit eingebautem Wärmeaustauscher.

Das hier beschriebene Verfahren führt zu einem Wirkungs- grad, der auch in der Praxis sehr hoch liegt. Insbesondere wenn die beschriebene Vorrichtung schon beim Bau des Kamins berücksichtigt wird, sind die finanziellen Aufwendungen minimal.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Wärmerückgewinnung aus Kaminen, gekennzeichnet dadurch, dass die zu erwärmende Luft räumlich vom rauchführenden Kanal (2) des Kamins (4) durch eine wärmeleitende Wand (2a) getrennt, entgegen der Stromrichtung des Rauches geführt wird, wodurch, entspre chend dem Wärmegradienten, dem Rauch die Wärme entzogen wird.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ausser Luft auch andere der Wärmeübertragung dienende Stoffe dem rauchführenden System Wärme entziehen.
3. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gewonnene Wärme nicht der Raumheizung, sondern der Energieumwandlung oder Energiespeicherung dient.
4. Bauelement zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieses mindestens zwei durch Wandungen getrennte Kanäle (2, 3) umfasst.
5. Bauelement nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeleitende Wand zwischen dem Kanal (3), der die zu erhitzende Luft führt und demjenigen (2), der den Rauch abführt, eine Vorrichtung zur Oberflächenvergrösserung erhält, wodurch die Wärmeübertragung verbessert wird.
6. Bauelement nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeleitende Wand zwischen dem Kanal, der die zu erhitzende Luft führt und demjenigen, der den Rauch abführt, aus gut wärmeleitendem, korrosionssicherem Metall besteht.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, mit welchem die Wärmerückgewinnung aus Kaminen, im besonderen von Cheminee-Anlagen ermöglicht wird. Im weiteren gehört dazu ein Bauelement zur Durchführung des Verfahrens.

Es sind heute verschiedene Verfahren und Vorrichtungen bekannt, mit welchen die vor allem in Cheminee-Feuern entstehende Wärme besser ausgenützt werden kann. Dabei werden Wärmeaustauschersysteme verschiedenster Art in der Regel unmittelbar durch die Flammen erhitzt. Die bis heute bekannten Wärmeaustauschersysteme weisen folgende Nachteile auf: 1. der Wirkungsgrad ist relativ klein, 2.

Systeme mit gutem Wirkungsgrad sind räumlich und finanziell sehr aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die durch den Kamin verlorengehende Energie mit einem hohen Wirkungsgrad zurückzugewinnen.

Erfindungsgemäss wird dies durch die Merkmale des Patentanspruches 1 erreicht. Durch den im Patentanspruch 1 geforderten zweiten Kanal wird in der dem Rauchstrom entgegengesetzten Richtung Luft geblasen, welche sich am rauchführenden Kanal immer mehr erwärmt. Die im Gegenstromprinzip erwärmte Luft wird dem zu erwärmenden System zugeführt.

Im folgenden werden anhand der Zeichnungen zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen schematischen Querschnitt. Im Feuer 1 entstehen heisse Gase, welche durch das Kamin 4 aufsteigen und bei 7 ins Freie geleitet werden. Durch das Gebläse 5 wird kalte Frischluft angesogen und durch einen Kanal 3 von oben nach unten zur Austrittsöffnung 6 befördert. Im Kamin 4 besteht vom Feuer 1 bis zur Austrittsöffnung des Kamins 7 ein Wärmegradient, indem nahe beim Feuer sehr hohe, bei der Austrittsöffnung 7 geringere Temperaturen bestehen.

Entsprechend diesem Gradienten erwärmt sich nun die durch das Gebläse 5 von oben nach unten durch den Kanal 3 beförderte Luft und entzieht den aufsteigenden Gasen soviel Wärme, dass im Idealfall der bei 7 austretende Rauch Aussentemperatur aufweist. Die Wärmeregulation im zu erwärmenden Raum erfolgt durch Ein- und Ausschalten des Gebläses. Bei abgeschaItetem Gebläse kann sich der Kamin 4 wieder soweit erwärmen, dass vorgängig kondensierte Rauchbestandteile wieder verdampfen.

Das in Fig. 1 gezeigte Prinzip kann nicht nur durch nachträglichen Einbau eines I(anals 3 in bestehende Kamine verwirklicht werden, sondern lässt sich schon beim Bau des Kamines durch geeignete Konstruktion der verwendeten Bau-Elemente realisieren.

In Fig. 2 ist als Beispiel eines solchen Bauelementes der Aufbau eines Kaminsteines näher ersichtlich: Fig. 2a zeigt einen schematischen Längsschnitt an der mit X-X gekennzeichneten Stelle des Steines in Fig. 2b. Fig. 2b zeigt die Aufsicht auf einen solchen Stein. Legende zu Fig. 2: Im Kanal 2 steigt der heisse Rauch auf. Im Kanal 3, welcher den Kanal 2 ringförmig umfasst, wird die zu erwärmende Luft von oben nach unten geblasen. Längsrippen 2b verbinden die Kanalwände 2a und 4b miteinander. Die beiden Kanäle 2 und 3 sind im eigentlichen Kaminstein 4a eingelassen. Der Kaminstein 4a sorgt nicht nur für mechanische Festigkeit des Kamins , sondern isoliert gleichzeitig auch die zu erwärmende Luft des Kanals 3. Durch geeignete Formgebung der Wand 2a und der Längsrippen 2b sowie durch Verwendung eines geeigneten Materials (z.B. Stahl) lassen sich Oberfläche und Wärmedurchgang vergrössern.

Durch Aufeinanderschichten solcher Kaminsteine ergibt sich ein Kamin mit eingebautem Wärmeaustauscher.

Das hier beschriebene Verfahren führt zu einem Wirkungs- grad, der auch in der Praxis sehr hoch liegt. Insbesondere wenn die beschriebene Vorrichtung schon beim Bau des Kamins berücksichtigt wird, sind die finanziellen Aufwendungen minimal. **WARNUNG** Ende CLMS Feld konnte Anfang DESC uberlappen**.