DE10100885C1 - Heat exchanger, for heat recovery, has a heat transfer dividing wall between the channels for the hot fluid flow and the receiving fluid flow, with passages in the wall to give a compact structure and a low flow resistance - Google Patents

Heat exchanger, for heat recovery, has a heat transfer dividing wall between the channels for the hot fluid flow and the receiving fluid flow, with passages in the wall to give a compact structure and a low flow resistance

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Abstract

The heat exchanger (4) has at least one initial channel for a flow of fluid (1) to deliver heat, and a second channel for a flow of fluid (2) to receive the heat. At least one heat transfer wall (3) is between the channels, with at least one fluid passage (1a,1b) in the wall. The channel dividing wall can be porous, e.g. of a ceramic material.

Description

Stand der TechnikState of the art

Bislang sind Wärmetauscher in vielfältigsten Varianten und Einsatzgebieten bekannt. Häufig werden Wärmetauscher zur Abgaswärmerückgewinnung bei Verbrennungsvorgängen oder dergleichen verwendet. Der Wirkungsgrad von Verbrennungsvorgängen hängt im Wesentlichen von der Temperatur des Abgases nach Abführen der Nutzwärme aus dem Abgas ab. Insbesondere bei Prozessen, bei denen die Nutzwärme auf einem hohen Temperaturniveau abgeführt wird, wird lediglich ein vergleichsweise schlechter Wirkungsgrad des Verbrennungsvorganges erreicht. Eine Verbesserung des Wirkungsgrades wird hierbei häufig durch die Nutzung der Restwärme im Abgas zur rekuperativen oder regenerativen Vorwärmung der Verbrennungsluft ermöglicht. Entsprechende Verfahren werden insbesondere in der Industriebrennertechnik, Hausbrennertechnik oder dergleichen eingesetzt. So far, heat exchangers are in a wide variety of variants and Areas of application known. Heat exchangers are often used Exhaust gas heat recovery during combustion processes or the like used. The efficiency of Combustion processes essentially depend on the Temperature of the exhaust gas after removal of the useful heat from the Exhaust gas. Especially in processes where the useful heat is dissipated at a high temperature level only a comparatively poor efficiency of the Combustion process reached. An improvement of the Efficiency is often determined by using the Residual heat in the exhaust gas for recuperative or regenerative Preheating the combustion air allows. Appropriate Processes are used particularly in industrial burner technology, Home burner technology or the like used.  

Nachteilig bei Wärmetauschern gemäß dem Stand der Technik ist jedoch, dass vergleichsweise großflächige Wärmetauscherwände zur möglichst vollständigen Wärmerückgewinnung benötigt werden. Dies fuhrt unter anderem zu entsprechend aufwendigen Wärmetauschern. Diese werden gegebenenfalls mit Hilfe zahlreicher Kanäle realisiert, die vergleichsweise kleine Querschnitte aufweisen, wodurch sowohl der apparative Aufwand als auch der Strömungswiderstand des Wärmetauschers vergleichsweise groß wird.A disadvantage of heat exchangers according to the prior art however, that relatively large heat exchanger walls for heat recovery as complete as possible are required. This leads, among other things, to correspondingly complex heat exchangers. If necessary, these are implemented using numerous channels, which have comparatively small cross sections, which means both the expenditure on equipment and the flow resistance of the Heat exchanger becomes comparatively large.

Aus der DE 295 436 C ist ein Wärmetauscher mit einem ersten Kanal, der von einem wärmeabgebenden ersten Fluid durchströmt ist, und einem zweiten Kanal, der von einem wärmeaufnehmenden zweiten Fluid durchströmt ist, bekannt. Zwischen den beiden Kanälen ist eine wärmeübertragende Wand angeordnet.DE 295 436 C describes a heat exchanger with a first channel, which is flowed through by a heat-emitting first fluid, and a second channel that is provided by a heat-absorbing second fluid is known. There is one between the two channels arranged heat transfer wall.

Aufgabe und Vorteile der ErfindungObject and advantages of the invention

Demgegenüber hat die Erfindung die Aufgabe, einen Wärmetauscher mit wenigstens zwei Kanälen für ein wärmeabgebendes und ein wärmeaufnehmendes Fluid vorzuschlagen, der den apparativen Aufwand sowie den Strömungswiderstand wesentlich reduziert und gleichzeitig eine kompakte, platzsparende Bauform ermöglicht.In contrast, the invention has the task of having a heat exchanger at least two channels for one emitting and one to propose heat-absorbing fluid, which requires the equipment as well as the flow resistance significantly reduced and at the same time enables a compact, space-saving design.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Wärmetauscher der einleitend genannten Art durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelost.This task is initiated by a heat exchanger mentioned type solved by the features of claim 1.

Durch die in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung möglich.By the measures mentioned in the subclaims advantageous embodiments and developments of the invention are possible.

Dementsprechend zeichnet sich ein erfindungsgemäßesr Wärmetauscher dadurch aus, dass die Wand wenigstens einen Fluid-Durchlass umfasst. Dies stellt eine Abkehr von den bislang gebräuchlichen Wärmetauschern dar, die eine Vermischung der beiden Fluidströme, zum Teil mit vergleichsweise großem Aufwand, verhindern. Für bestimmte Anwendungsfälle ist jedoch eine gewisse Vermischung der beiden Fluidströme nicht nachteilig, sondern aufgrund des vorteilhaften, insbesondere konvektiven, Transports des Wärme abgebenden, ersten Fluids durch den erfindungsgemäßen Fluid- Durchlass wird eine vollständige Wärmeüberführung von diesem Fluidstrom-Anteil auf das zweite Fluid in vorteilhafter Weise realisierbar.Accordingly, a heat exchanger according to the invention is distinguished characterized in that the wall comprises at least one fluid passage. This represents a departure from the previously used Heat exchangers, which are a mixture of the two fluid flows to Part with  comparatively large effort, prevent. For certain Use cases, however, is a certain mix of two fluid flows not disadvantageous, but due to the advantageous, in particular convective, transport of the heat dispensing first fluid through the fluid according to the invention Passage is a complete heat transfer from this Fluid flow share on the second fluid in an advantageous manner realizable.

Gegenüber einem Wärmetauscher gemäß dem Stand der Technik kann bei gleich großer zu übertragender Wärmemenge die Größe der Wärme übertragenden Wand bei einem erfindungsgemäßen Wärmetauscher entscheidend verkleinert werden, was insbesondere eine vergleichsweise platzsparende, kompakte Baueinheit des Wärmetauschers ermöglicht. Dementsprechend ist auch eine vergleichsweise kostengünstige Umsetzung des erfindungsgemäßen Wärmetauschers realisierbar.Compared to a heat exchanger according to the prior art the size can be the same for the same amount of heat to be transferred the heat-transferring wall in an inventive Heat exchangers can be significantly reduced what in particular a comparatively space-saving, compact Unit of the heat exchanger allows. Is accordingly also a comparatively inexpensive implementation of the heat exchanger according to the invention realizable.

Darüber hinaus ist es beispielsweise beim Einsatz des erfindungsgemäßen Wärmetauschers in der Verbrennungstechnik vorteilhaft, dass hierdurch eine externe Abgasrezirkulation mit vergleichsweise geringem Aufwand realisierbar ist. Hierbei werden die Abgase nach der Verbrennung vorzugsweise der Brennkammer und/oder dem Abgaskamin entnommen und anschließend der Verbrennung wieder zugeführt, insbesondere durch das Beimischen der Abgase in die Verbrennungsluft und/oder mittels Eindüsen in die Flamme. In vorteilhafter Weise werden hierdurch die Schadstoffemissionen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Wärmeerzeugung deutlich reduziert, was eine besonders umweltschonende Betriebsweise dieser Gesamtanlage ermöglichen kann.In addition, it is for example when using the Heat exchanger according to the invention in combustion technology advantageous that this results in an external exhaust gas recirculation can be realized with comparatively little effort. Here, the exhaust gases are preferred after combustion removed from the combustion chamber and / or the flue and then fed back to the combustion, in particular by mixing the exhaust gases into the combustion air and / or by injecting into the flame. In advantageous This way the pollutant emissions become one Device for heat generation according to the invention clearly reduces what a particularly environmentally friendly mode of operation can enable this entire system.

In einer besonderen Weiterbildung der Erfindung ist wenigstens ein Verteiler zur gleichmäßigeren Vermischung der beiden Fluide vorgesehen. Hierdurch wird gewährleistet, dass insbesondere das Wärme aufnehmende, zweite Fluid für eine nachfolgende Verwendung keine nachteiligen, lokal vergleichsweise hohen Konzentrationen des Wärme abgebenden ersten Fluids aufweist. Gleichzeitig wird hierdurch die Wärmeaufnahme des zweiten Fluids verbessert.In a special development of the invention at least one distributor for more uniform mixing of the provided both fluids. This ensures that in particular the heat-absorbing, second fluid for a  subsequent use no adverse, local comparatively high concentrations of the heat emitted has first fluid. At the same time, the Heat absorption of the second fluid improved.

Beispielsweise ermöglicht ein entsprechender Verteiler für den anschließenden Verbrennungsvorgang eine vorteilhafte Vermischung des rezirkulierenden Abgases in der Verbrennungsluft, wodurch in vorteilhafter Weise die Reduzierung der Schadstoffemissionen des Verbrennungsvorganges zusätzlich verbessert wird.For example, a corresponding distributor for the subsequent combustion process an advantageous one Mixing of the recirculating exhaust gas in the Combustion air, which advantageously the Reduction of pollutant emissions Combustion process is additionally improved.

Vorzugsweise ist der Fluid-Durchlass als Verteiler ausgebildet. Gegebenenfalls weist der Verteiler zahlreiche, vergleichsweise kleine Öffnungen auf, wodurch die gleichmäßigere Vermischung der beiden Fluidströme in vorteilhafter Weise ohne großen Aufwand umgesetzt werden kann. Alternativ und/oder ergänzend hierzu kann der Fluid- Durchlass auch strömungsverändernde Elemente zur Vermischung der beiden Fluidströme aufweisen, wie z. B. Leit-, Drallelemente oder dergleichen.The fluid passage is preferably a distributor educated. The distributor may have numerous comparatively small openings, which makes the more uniform mixing of the two fluid flows in be implemented advantageously without great effort can. Alternatively and / or in addition to this, the fluid Passage also flow-changing elements for mixing of the two fluid streams, such as. B. Control, Swirl elements or the like.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Wand wenigstens teilweise einen Bereich mit einer porösen Struktur als Verteiler auf. Mit Hilfe einer entsprechenden porösen Struktur kann eine besonders günstige Vermischung der beiden Fluide mittels vorzugsweise zahlreicher durchgehender Poren mit vergleichsweise geringem Aufwand realisiert werden.In an advantageous embodiment of the invention the wall at least partially has an area with a porous one Structure as a distributor. With the help of an appropriate porous structure can be a particularly favorable mixing of the two fluids by means of preferably numerous continuous Pores can be realized with comparatively little effort.

Vorzugsweise besteht die Wand wenigstens teilweise aus Keramik, wodurch die vorteilhafte, poröse Struktur bei gleichzeitig vorteilhaft hoher Wärmebeständigkeit realisierbar ist.The wall preferably consists at least partially Ceramic, which contributes to the advantageous, porous structure at the same time advantageous high heat resistance is feasible.

Vorzugsweise ist wenigstens eine Steuereinheit zur Steuerung der Durchströmung vorgesehen. Hierdurch wird gewährleistet, dass insbesondere ein nachteiliges Rückströmen des Wärme aufnehmenden, zweiten Fluids durch den Fluid-Durchlass vollständig vermeidbar ist.At least one control unit is preferably used for control the flow provided. This ensures  that in particular an adverse backflow of heat receiving second fluid through the fluid passage is completely avoidable.

Gleichzeitig kann hierdurch der für die Wärmeübertragung relevante Massenstrom des Wärme abgebenden, ersten Fluids eingestellt werden. Hierfür ist insbesondere aufgrund der Temperaturabhängigkeit des durch den Fluid-Durchlass strömenden Volumenstroms ein Temperatursensor zur exakten Steuerung bzw. Regelung von Vorteil. Der Anteil des rezirkulierten Massenstroms, der insbesondere für Verbrennungsvorgänge zur Optimierung der Reduzierung von Schadstoffemissionen besonders relevant ist, am Massenstrom des zweiten Fluids kann vor allem mittels entsprechender Druck-, Temperatur- und/oder weiterer Sensoren sowie der Steuereinheit in vorteilhafter Weise festgelegt bzw. gesteuert werden.At the same time, this can be used for heat transfer relevant mass flow of the heat-giving first fluid can be set. This is due in particular to the Temperature dependence of the fluid passage flowing volume flow a temperature sensor for exact Control or regulation is an advantage. The share of recirculated mass flow, particularly for Combustion processes to optimize the reduction of Pollutant emissions are particularly relevant to the mass flow of the second fluid can, above all, by means of appropriate Pressure, temperature and / or other sensors and the Control unit set in an advantageous manner or to be controlled.

Insbesondere bei einem einzelnen oder bei vergleichsweise wenigen Fluid-Durchlässen ist es denkbar, dass dieser bzw. diese ein Rückschlagventil oder dergleichen zur Steuerung der Durchströmung umfassen. In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die Steuereinheit jedoch wenigstens eine Druckerzeugungseinheit zur Steuerung der Durchströmung. Hierdurch wird ermöglicht, dass das Wärme abgebende, erste Fluid im Vergleich mit dem Wärme aufnehmenden, zweiten Fluid mit höherem Druck beaufschlagbar ist, so dass die Durchströmungsrichtung durch den Durchlass vorteilhaft festgelegt ist, d. h., dass ausschließlich die Durchströmung des Wärme abgebenden, ersten Fluids durch den Fluid-Durchlass erfolgt.In particular with an individual or with comparative few fluid passages, it is conceivable that this or this a check valve or the like to control the Include flow. In an advantageous Embodiment of the invention comprises the control unit however, at least one pressure generating unit for control the flow. This allows the heat releasing, first fluid compared to the heat absorbing, second fluid can be pressurized with higher pressure is, so the direction of flow through the passage is advantageously set, d. that is, only the Flow of the first fluid emitting heat through the Fluid passage occurs.

Gleichzeitig kann mittels der erfindungsgemäßen Druckerzeugungseinheit die Durchlassmenge des Wärme abgebenden, ersten Fluids vorteilhaft eingestellt bzw. bei Bedarf verändert werden. At the same time, by means of the Pressure generating unit, the amount of transmission of heat dispensing, first fluid advantageously set or at Needs to be changed.  

Grundsätzlich kann auch durch Veränderung des relevanten Durchlassquerschnitts die Durchlassmenge eingestellt werden. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die relevante Fläche des porösen Bereichs veränderbar ausgebildet ist. Gegebenenfalls kann dies mit Hilfe eines regelbaren Schiebers oder dergleichen, der je nach Bedarf einen gewissen Teil der Gesamtfläche abdeckt, realisiert werden.Basically, you can also change the relevant Passage cross section the passage amount can be set. This can be achieved, for example, in that the relevant area of the porous area is designed to be changeable is. If necessary, this can be done with the help of an adjustable Slider or the like, which a certain as required Covers part of the total area.

Vorzugsweise ist wenigstens ein Druckregelelement vorgesehen. Hierdurch wird ermöglicht, dass die Durchlassmenge des Wärme abgebenden, ersten Fluids in vergleichsweise einfacher Weise einstellbar ist und gegebenenfalls dem entsprechenden Prozess, insbesondere dem Verbrennungsprozess, optimal angepasst werden kann. Das Druckregelelement kann beispielsweise als Pumpe, Drossel oder dergleichen zur Einstellung der Fluidstrommenge ausgebildet werden.At least one pressure control element is preferably provided. This allows the amount of heat to pass dispensing, first fluid in a comparatively simple manner is adjustable and, if necessary, the corresponding one Process, especially the combustion process, optimal can be customized. The pressure control element can for example as a pump, throttle or the like Adjustment of the amount of fluid flow are formed.

In einer besonderen Weiterbildung umfasst der Wärmetauscher wenigstens ein katalytisch aktives Material. Ist beispielsweise eine chemische Umformung wenigstens eines Fluidstroms für den Gesamtprozess von Vorteil, so wird mittels des entsprechend ausgebildeten, erfindungsgemäßen Wärmetauschers eine ansonsten zusätzlich benötigte Katalysatoreinheit entbehrlich. Hierdurch kann eine besonders platzsparende, kompakte Ausführung des erfindungsgemäßen Wärmetauschers, der gleichzeitig eine katalytische Umformung wenigstens eines Fluidstroms realisiert, in vorteilhafter Weise umgesetzt werden. Insbesondere zur katalytischen Abgasnachbehandlung zur zusätzlichen Schadstoffreduzierung ist eine katalytische Beschichtung des Wärmetauschermaterials, wie z. B. der porösen Keramik oder dergleichen, vorteilhaft.In a special development, the heat exchanger comprises at least one catalytically active material. is for example a chemical transformation of at least one Fluid flow is advantageous for the overall process by means of the appropriately trained, according to the invention Heat exchanger an otherwise required Catalyst unit unnecessary. This can make a special space-saving, compact design of the invention Heat exchanger, which is also a catalytic conversion realized at least one fluid stream, advantageously Be implemented in a way. Especially for catalytic Exhaust gas treatment for additional pollutant reduction is a catalytic coating of the Heat exchanger material, such as. B. the porous ceramic or the like, advantageous.

Ausführungsbeispielembodiment

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend näher erläutert.An embodiment of the invention is in the drawing shown and will be explained in more detail below with reference to the figures explained.

Im Einzelnen zeigen:Show in detail:

Fig. 1 einen schematischen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers, FIG. 1 shows a schematic section of a heat exchanger according to the invention,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Wärmeerzeugung und Fig. 2 is a block diagram of an inventive device for heat generation and

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer weiteren, erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Wärmeerzeugung. Fig. 3 is a block diagram of another inventive device for heat generation.

In Fig. 1 ist ein schematischer Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers 4 mit einer Wärme übertragenden Wand 3 dargestellt. Die Wärme übertragende Wand 3 ist z. B. als Keramikwand 3 mit definierter Porosität realisiert. Vorzugsweise wird die Porosität der Keramikwand 3 für die jeweilige Anwendung angepasst. Derzeit können beispielsweise entsprechende Keramikwände 3 mit unterschiedlichster, vorgegebener Porosität hergestellt werden.In Fig. 1 shows a schematic section of a heat exchanger according to the invention is 4-transmitting with a thermal wall 3 is shown. The heat-transferring wall 3 is e.g. B. realized as a ceramic wall 3 with a defined porosity. The porosity of the ceramic wall 3 is preferably adapted for the respective application. Corresponding ceramic walls 3 with the most varied, predetermined porosity can currently be produced, for example.

Aufgrund der Porosität der Keramikwand 3 weist diese zahlreiche Fluid-Durchlässe auf, die erfindungsgemäß zugleich als Verteiler zur gleichmäßigeren Vermischung der Fluidströme 1 bzw. 2 ausgebildet sind. Bei einer Verwendung des Wärmetauschers 4 in einer Wärmeerzeugungseinheit 15 gemäß Fig. 2 oder 3 ist der Fluidstrom 1 beispielsweise ein Abgasstrom 1 und der Fluidstrom 2 ein Luftstrom 2. Because of the porosity of the ceramic wall 3 , it has numerous fluid passages which, according to the invention, are also designed as distributors for more uniform mixing of the fluid streams 1 and 2 . When the heat exchanger 4 is used in a heat generation unit 15 according to FIG. 2 or 3, the fluid stream 1 is, for example, an exhaust gas stream 1 and the fluid stream 2 is an air stream 2 .

Erfindungsgemäß ist, wie nachfolgend näher beschrieben, der Abgasstrom 1 gegenüber dem Luftstrom 2 mit einem höheren Druck beaufschlagbar, so dass mittels der erfindungsgemäßen Fluid-Durchlässe der Keramikwand 3 einzelne Abgasteilströme 1a bzw. 1b durch die Wand 3 durchströmen. Somit ist der Abgasstrom 1, der dem Wärmetauscher 4 zuströmt, um die Summe der Abgasteilströme 1a und 1b größer als ein Abgasabstrom 1c, der vom Wärmetauscher 4 abströmt.According to the invention, as described in more detail below, the exhaust gas stream 1 can be subjected to a higher pressure than the air stream 2 , so that individual exhaust gas streams 1 a or 1 b flow through the wall 3 by means of the fluid passages of the ceramic wall 3 according to the invention. Thus, the exhaust gas flow 1 , which flows into the heat exchanger 4 , is greater by the sum of the partial exhaust gas flows 1 a and 1 b than an exhaust gas flow 1 c, which flows out from the heat exchanger 4 .

Dementsprechend vergrößert sich aufgrund der Durchströmung der beiden Abgasteilströme 1a, 1b durch die Wärme übertragende Wand 3 der Luftstrom 2, um die Summe der Abgasteilströme 1a und 1b zu einem Luftabstrom 2a. Die Abgasteilströme 1a, 1b stellen somit den rezirkulierenden Abgasanteil des Abgasstroms 1 dar, der zusammen mit dem Luftstrom 2 beispielsweise der Verbrennung zugeführt wird.Accordingly, due to the flow of the two exhaust gas streams 1 a, 1 b through the heat-transferring wall 3, the air flow 2 increases by the sum of the exhaust gas streams 1 a and 1 b to an air outflow 2 a. The partial exhaust gas streams 1 a, 1 b thus represent the recirculating exhaust gas component of the exhaust gas stream 1 , which is fed together with the air stream 2, for example, for combustion.

Die Wärmerückgewinnung erfolgt im Wärmetauscher 4 vor allem sowohl durch eine Wärmeleitung über die Wärmetauscherwand 3 als auch durch einen konvektiven Transport der Abgasteilströme 1a und 1b. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise die vollständige Wärmerückgewinnung insbesondere der Abgasteilströme 1a, 1b unabhängig von der Größe bzw. Wärmeleitfähigkeit der wärmeübertragenden Wand 3 realisiert. Dies führt insbesondere zu einer besonders effizienten Wärmerückgewinnung und somit auch zu einem besonders kompakt realisierbaren Wärmetauscher 4. Grundsätzlich kann der erfindungsgemäße Wärmetauscher 4 im Gleich-, Gegen- oder Kreuzstrom betrieben werden.The heat recovery takes place in the heat exchanger 4 primarily both by heat conduction via the heat exchanger wall 3 and by a convective transport of the partial exhaust gas flows 1 a and 1 b. As a result, the complete heat recovery, in particular of the partial exhaust gas flows 1 a, 1 b, is advantageously achieved regardless of the size or thermal conductivity of the heat-transmitting wall 3 . This leads in particular to a particularly efficient heat recovery and thus also to a heat exchanger 4 which can be implemented in a particularly compact manner. In principle, the heat exchanger 4 according to the invention can be operated in cocurrent, countercurrent or crossflow.

In Fig. 2 und 3 ist die Wärmeerzeugungseinheit 15 als Blockschaltbild dargestellt. Die Wärmeerzeugungseinheit 15 umfasst hierbei jeweils eine Brennkammer 5, eine Nutzwärmeauskopplung 6 sowie eine Wärmetauschereinheit 14a bzw. 14b, die jeweils ein Gebläse 7, eine in Strömungsrichtung hinter dem Wärmetauscher 4 angeordnete Drossel 8 und eine in Strömungsrichtung vor dem Wärmetauscher 4 angeordnete Drossel 9 umfasst. Die Bezugszeichen der in Fig. 2 und 3 dargestellten Ströme entsprechend den Bezugszeichen der in Fig. 1 dargestellten Ströme.In FIGS. 2 and 3, the heat generating unit 15 is shown as a block diagram. The heat generation unit 15 in each case comprises a combustion chamber 5 , a useful heat output 6 and a heat exchanger unit 14 a or 14 b, each with a blower 7 , a throttle 8 arranged in the flow direction behind the heat exchanger 4 and a throttle 9 arranged in the flow direction upstream of the heat exchanger 4 includes. The reference numerals of the currents shown in FIGS. 2 and 3 correspond to the reference numerals of the currents shown in FIG. 1.

Die Wärmetauschereinheit 14a gemäß der Fig. 2 unterscheidet sich zu der Wärmetauschereinheit 14b gemäß der Fig. 3 lediglich in der Anordnung des Gebläses 7. Gemäß Fig. 2 ist das Gebläse 7 in Strömungsrichtung betrachtet vor der Brennkammer 5 und gemäß Fig. 3 in Strömungsrichtung betrachtet hinter der Brennkammer 5 angeordnet. Vorzugsweise wird im Allgemeinen die Anordnung gemäß Fig. 2 verwendet, da sich hierdurch zusätzlich eine vorteilhafte Steuerung der Verbrennung in der Brennkammer 5 realisieren lässt.The heat exchanger unit 14 a according to FIG. 2 differs from the heat exchanger unit 14 b according to FIG. 3 only in the arrangement of the blower 7 . According to FIG. 2, the fan 7 , viewed in the flow direction, is arranged in front of the combustion chamber 5 and, according to FIG. 3, viewed behind the combustion chamber 5 in the flow direction. The arrangement according to FIG. 2 is preferably used in general, since this additionally enables an advantageous control of the combustion in the combustion chamber 5 .

Den beiden Varianten gemeinsam ist jedoch, dass das Gebläse 7 auf der Ausgangsseite des Luftabstromes 2a angeordnet ist. Hierdurch wird insbesondere ein Unterdruck durch Ansaugen des Luftabstromes 2a mittels dem Gebläse 7 realisiert und gleichzeitig mittels einem vom Abgasstrom 1 zu überwindenden Strömungswiderstandes im Wärmetauscher 4 wird eine Druckdifferenz zwischen den beiden Fluidströmen 1 und 2 realisierbar. Diese Druckdifferenz führt insbesondere dazu, dass die Durchströmung der Wärme übertragenden Wand 3 vom Abgasstrom 1 zum Luftstrom 2 gewährleistet wird. Die optional vorzusehenden, z. T. einstellbaren Drosseln 8 und 9 können insbesondere zur Erhöhung der vorteilhaften Druckdifferenz vorgesehen werden.However, the two variants have in common that the blower 7 is arranged on the outlet side of the air outflow 2 a. In this way, in particular a negative pressure is achieved by sucking in the air outflow 2 a by means of the fan 7 and at the same time a pressure difference between the two fluid streams 1 and 2 can be realized by means of a flow resistance in the heat exchanger 4 to be overcome by the exhaust gas stream 1 . This pressure difference in particular means that the flow through the heat-transferring wall 3 from the exhaust gas stream 1 to the air stream 2 is ensured. The optional to be provided, e.g. T. adjustable throttles 8 and 9 can be provided in particular to increase the advantageous pressure difference.

Mittels der beiden Drosseln 8 und 9 kann zudem beispielsweise sowohl die Rezirkulationsrate des Wärmetauschers 4 als auch die der Brennkammer 5 zuzuführende Luftabstrommenge an unterschiedlichste Verbrennungsbedingungen in der Brennkammer 5 optimal angepasst werden, was insbesondere zu einer zusätzlich verbesserten Wärmerückgewinnung als auch zu einer verbesserten Schadstoffreduzierung der gesamten Wärmeerzeugungseinheit 15 führt.By means of the two inductors 8 and 9 can also that of the combustion chamber can be optimally adapted 5 to be supplied to Luftabstrommenge to different combustion conditions in the combustion chamber 5, for example, both the recirculation of the heat exchanger 4 as well, which in particular to a further improved heat recovery as well as to an improved emissions reduction of total Heat generating unit 15 leads.

Vorzugsweise wird mittels der Nutzwärmeauskopplung 6 Wärme ausgekoppelt, beispielsweise für eine nicht näher dargestellte Zentralheizung, Prozesseinheit oder dergleichen. Darüber hinaus verbessert eine nicht näher dargestellte katalytische Beschichtung, insbesondere der wärmeübertragenden Wand 3, die Schadstoffreduzierung der gesamten Wärmeerzeugungseinheit 15. Heat is preferably extracted by means of the useful heat extraction 6 , for example for a central heating, process unit or the like, which is not shown in any more detail. In addition, a catalytic coating, not shown, in particular the heat-transferring wall 3 , improves the pollutant reduction of the entire heat generation unit 15 .

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Abgasstrom
exhaust gas flow

11

a Abgasteilstrom
a partial exhaust gas flow

11

b Abgasteilstrom
b partial exhaust gas flow

11

c Abgasabstrom
c exhaust gas outflow

22

Luftstrom
airflow

22

a Luftabstrom
a Airflow

33

Wand
wall

44

Wärmetauscher
heat exchangers

55

Brennkammer
combustion chamber

66

Nutzwärmeauskopplung
Nutzwärmeauskopplung

77

Gebläse
fan

88th

Drossel
throttle

99

Drossel
throttle

1414

a Wärmetauschereinheit
a Heat exchanger unit

1414

b Wärmetauschereinheit
b Heat exchanger unit

1515

Wärmeerzeugereinheit
Heat generator unit

Claims (10)

1. Wärmetauscher (4) mit wenigstens einem ersten Kanal, der von einem Wärme abgebenden, ersten Fluid (1) durchströmt ist, und einem zweiten Kanal, der von einem Wärme aufnehmenden, zweiten Fluid (2) durchströmt ist, wobei wenigstens eine Wärme übertragende Wand (3) zwischen den beiden Kanälen angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (3) wenigstens einen Fluid-Durchlass umfasst.1. Heat exchanger ( 4 ) with at least a first channel through which a heat-emitting first fluid ( 1 ) flows and a second channel through which a heat-absorbing second fluid ( 2 ) flows, at least one heat-transferring Wall ( 3 ) is arranged between the two channels, characterized in that the wall ( 3 ) comprises at least one fluid passage. 2. Wärmetauscher (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Verteiler zur gleichmäßigeren Vermischung der beiden Fluide (1, 2) vorgesehen ist.2. Heat exchanger ( 4 ) according to claim 1, characterized in that at least one distributor is provided for more uniform mixing of the two fluids ( 1 , 2 ). 3. Wärmetauscher (4) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluid-Durchlass als Verteiler ausgebildet ist.3. Heat exchanger ( 4 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the fluid passage is designed as a distributor. 4. Wärmetauscher (4) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (3) wenigstens teilweise einen Bereich mit einer porösen Struktur als Verteiler aufweist.4. Heat exchanger ( 4 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the wall ( 3 ) at least partially has an area with a porous structure as a distributor. 5. Wärmetauscher (4) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (3) wenigstens teilweise aus Keramik besteht.5. Heat exchanger ( 4 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the wall ( 3 ) consists at least partially of ceramic. 6. Wärmetauscher (4) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Steuereinheit (7, 8, 9) zur Steuerung der Durchströmung vorgesehen ist.6. Heat exchanger ( 4 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one control unit ( 7 , 8 , 9 ) is provided for controlling the flow. 7. Wärmetauscher (4) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (7, 8, 9) wenigstens eine Druckerzeugungseinheit (7) zur Steuerung der Durchströmung umfasst.7. Heat exchanger ( 4 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit ( 7 , 8 , 9 ) comprises at least one pressure generating unit ( 7 ) for controlling the flow. 8. Wärmetauscher (4) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Druckregelelement (8, 9) vorgesehen ist.8. Heat exchanger ( 4 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one pressure control element ( 8 , 9 ) is provided. 9. Wärmetauscher (4) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (4) wenigstens ein katalytisch aktives Material umfasst.9. Heat exchanger ( 4 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the heat exchanger ( 4 ) comprises at least one catalytically active material. 10. Vorrichtung (15) zur Wärmeerzeugung, insbesondere Haushaltsheizungen, Gasthermen, Gasturbinen, Prozessgaserzeugern, Reformern einer Brennstoffzellenanlage oder dergleichen, mit einem Wärmetauscher (4) zur Wärmerückgewinnung, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (4) nach einem der vorgenannten Ansprüche ausgebildet ist.10. The device ( 15 ) for heat generation, in particular household heating, gas heaters, gas turbines, process gas generators, reformers of a fuel cell system or the like, with a heat exchanger ( 4 ) for heat recovery, characterized in that the heat exchanger ( 4 ) is designed according to one of the preceding claims.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102004031474A1 (en) * 2004-06-30 2006-01-19 Martin Hess Protective housing, in particular instrument protection house for electric instruments and analyzers
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CN104949544A (en) * 2015-06-25 2015-09-30 北京建筑大学 Electro-osmosis type total heat exchanger
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