DE102005050212A1

DE102005050212A1 - Vorrichtung zum Zusammenführen von Abgasen aus mehreren Wärmeerzeugern eines Heizwerks

Info

Publication number: DE102005050212A1
Application number: DE102005050212A
Authority: DE
Inventors: Erhard Dipl.-Ing. Keller; Rudi Dip.-Ing. Zilch
Original assignee: SENERTEC KRAFT WAERME ENERGIES; Senertec Kraft Warme Energiesysteme GmbH
Current assignee: SENERTEC KRAFT WAERME ENERGIES; Senertec Kraft Warme Energiesysteme GmbH
Priority date: 2005-10-20
Filing date: 2005-10-20
Publication date: 2007-05-03

Abstract

Eine Vorrichtung (8) zum Zusammenführen von Abgasen aus mehreren Wärmeerzeugern (2, 3) eines Heizwerks, insbesondere von Abgas aus Heizkesseln und/oder aus Anlagen zur Kraft-Wärme-Koppelung, hat ein Verbindungsstück (14), in welches mit Abgasleitungen (6, 7) verbundene Injektoren (12, 13) münden. Die Injektoren (12, 13) weisen einen kleineren Querschnitt auf als die Abgasleitungen (6, 7). Dies führt zu einer hohen Strömungsgeschwindigkeit in den Injektoren (12, 13) und verhindert, dass Abgas eines im Betrieb befindlichen Wärmeerzeugers (2, 3) in einen im Stillstand befindlichen Wärmeerzeuger (2, 3) überströmt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zusammenführen von Abgasen aus mehreren Wärmeerzeugern eines Heizwerks, insbesondere von Abgas aus Heizkesseln und/oder aus Anlagen zur Kraft-Wärme-Koppelung, mit einem gemeinsamen Verbindungsstück und mit jeweils einer von einem der Wärmeerzeuger führenden Abgasleitung in das gemeinsame Verbindungsstück.

Heizwerke mit mehreren Wärmeerzeugern zeichnen sich dadurch aus, dass die Wärmeerzeuger beispielsweise in Abhängigkeit von der angeforderten Wärme wahlweise einzeln oder gemeinsam im Betrieb sind. Daher weisen solche Heizwerke Steuereinrichtungen auf, mit denen die Wärmeerzeuger separat angesteuert werden können.

Solche Vorrichtungen werden bei einer Heizungsanlage mit mehreren Heizkesseln oder mehrere Anlagen zur Kraft-Wärme-Koppelung aufweisenden Blockheizkraftwerken oder einer Kombination aus Heizkesseln und Anlagen zur Kraft-Wärme-Koppelung eingesetzt. Bei einer aus der Praxis bekannten Vorrichtung werden beispielsweise als Rückschlagventile ausgebildete Ventile in die jeweilige Abgasleitung eingesetzt. Die Ventile verhindern, dass Abgas aus einem im Betrieb befindlichen Wärmeerzeuger in ein im Stillstand befindlichen Wärmeerzeuger eindringt und dort beispielsweise durch Schmutzeintrag oder Kondenswasserbildung Schäden verursacht.

Nachteilig bei der aus der Praxis bekannten Vorrichtung ist, dass die Ventile durch die Abgase verschmutzen und klemmen können. Weiterhin können Ventile Klappergeräusche verursachen oder undicht werden. Zudem führen diese Ventile zu einem hohen Anlagen- und Wartungsaufwand.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass sie einen Eintrag von Abgas aus einem im Betrieb befindlichen Wärmeerzeuger in einen im Stillstand befindlichen Wärmeerzeuger vermeidet und möglichst einfach aufgebaut ist.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Abgasleitungen an ihren in das Verbindungsstück mündenden Enden jeweils einen Injektor aufweisen und dass die Injektoren einen kleineren Querschnitt aufweisen als die jeweiligen Abgasleitungen, mit denen sie verbunden sind.

Durch diese Gestaltung steigt die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases des im Betrieb befindlichen Wärmeerzeugers in dem Injektor an. Der Impuls des Abgases erzeugt einen Unterdruck in dem Verbindungsstück. Der Unterdruck in dem Verbindungsstück hat wiederum zur Folge, dass kein Abgas in den im Stillstand befindlichen Wärmetauscher überströmt. Hierdurch wird vermieden, dass Abgas aus dem im Betrieb befindlichen Wärmetauscher in den im Stillstand befindlichen Wärmetauscher eingetragen wird. Da die erfindungsgemäße Vorrichtung keine schaltenden Bauteile aufweist, ist sie besonders einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht daher auf besonders einfache Weise die gemeinsame Belegung eines einzigen Schornsteins mit einer eine Brennkraftmaschine aufweisenden Anlagen zur Kraft-Wärme-Koppelung und einem Brennwert-Heizkessel oder einen Nie dertemperatur-Heizkessel. Selbstverständlich können auch mehrere Anlagen zur Kraft-Wärme-Koppelung oder mehrere Heizkessel an einem gemeinsamen Schornstein angeschlossen werden.

Ein von einer in Strömungsrichtung gesehen hinter dem Verbindungsstück anzuschließenden Abgassammelleitung erzeugter Gegendruck lässt sich gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach vermeiden, wenn der Querschnitt des Verbindungsstücks höchstens den minimalen Querschnitt einer sich in Strömungsrichtung gesehen an das Verbindungsstück anschließenden Abgassammelleitung aufweist.

Zur Verringerung von Geräuschen beim Eintritt in das Verbindungsstück trägt es gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei, wenn die Injektoren in das Verbindungsstück hineinragen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist konstruktiv besonders einfach aufgebaut und lässt sich kostengünstig fertigen, wenn die Injektoren und das Verbindungsstück zylindrisch gestaltet sind.

Eine gegenseitige Beeinflussung der Strömung der Injektoren lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach vermeiden, wenn mehrere Injektoren parallel zueinander und achsparallel zu dem Verbindungsstück angeordnet sind.

Der Übergang der Strömung von der jeweiligen Abgasleitung in den jeweiligen Injektor gestaltet sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders verwirbelungsarm, wenn die Injektoren mit der jeweiligen Abgasleitung jeweils über eine trichterförmige Verjüngung miteinander verbunden sind.

Zur weiteren Erhöhung des Unterdrucks in dem Verbindungsstück durch heiße Abgase trägt es gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei, wenn das die Injektoren aufweisende Ende des Verbindungsstücks in der vorgesehenen Montageposition niedriger ist als das zweite Ende des Verbindungsstücks.

In dem Verbindungsstück entstehendes Kondensat lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach abführen, wenn das Verbindungsstück an seinem den Injektoren zugewandten Ende eine Vertiefung mit einem Kondensatwasserablauf aufweist. Vorzugsweise hat der Kondensatwasserablauf einen wesentlich kleineren Durchmesser als das Verbindungsstück oder der Injektor.

Bei der Einführung von pulsierenden Abgasen einer Anlage zur Kraft-Wärme-Koppelung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Verbindungsstück an seinem den Injektoren zugewandten Ende eine Öffnung in die Umgebung aufweist. Durch diese Gestaltung wirkt der Impuls des aus dem Injektor ausströmenden Abgases als treibende Kraft, die die Nebenluft ansaugt. Damit können Gegendrücke von bis zu 15 Pa überwunden werden, ohne dass an der Öffnung Abgas austritt. Damit wirkt das Verbindungsstück als fehlersichere Nebenluftvorrichtung und baut die Pulsation des eingeleiteten Abgases wirksam ab.

Bei besonders kleinen Querschnitten der Abgasleitung einer Anlage zur Kraft-Wärme-Koppelung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Verbindungsstück an seinem den Injektoren zugewandten Ende geschlossen ist. Hierbei erzeugen die aus dem Injektor austretenden Abgase einen Unterdruck in dem Verbindungsstück, ohne dass Abgase über den anderen Injektor zu dem anderen Wärmeerzeuger überströmen können.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung lässt sich besonders einfach montieren, wenn das Verbindungsstück einen mit den Injektoren verbundenen Flansch und einen sich daran anschließenden, zur Verbindung mit der Abgassammelleitung vorgesehenen zylindrischen Abschnitt aufweist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung lässt sich einfach reinigen, wenn das Verbindungsstück abnehmbare Reinigungsdeckel aufweist.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in

1 schematisch eine Heizungsanlage mit mehreren Wärmeerzeugern und mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Zusammenführen von Abgasen,

2 stark vergrößert eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus 1,

3 eine Ansicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung mit angrenzenden Bauteilen der Heizungsanlage aus 1,

4 eine Ansicht von Position IV auf die erfindungsgemäße Vorrichtung aus 3.

1 zeigt eine in einem Raum 1 angeordnete Heizungsanlage mit zwei Wärmeerzeugern 2, 3 und mit einem gemeinsamen Schornstein 4. Die Wärmeerzeuger 2, 3 erhalten Luft für eine Verbrennung über eine Zuluftöffnung 5 des Raumes 1. Von den Wärmeerzeugern 2, 3 erzeugtes Abgas wird über Abgasleitungen 6, 7 zu einer Vorrichtung 8 zum Zusammenführen von Abgas geleitet. Von der Vorrichtung 8 zum Zusammenführen von Abgas führt eine Abgassammelleitung 9 zu dem Schornstein 4. Als Wärmeerzeuger 2, 3 können beispielsweise eine Brennkraftmaschine aufweisende Anlage zur Kraft-Wärme-Koppelung und ein Brennwert- oder Niedertemperatur-Heizkessel zum Einsatz kommen. Selbstverständlich können auch mehrere Anlagen zur Kraft-Wärme-Koppelung oder mehrere Heizkessel über die Vorrichtung zum Zusammenführen von Abgas an dem gemeinsamen Schornstein 4 angeschlossen werden.
2 zeigt in einer stark vergrößerten Darstellung auf die Vorrichtung 8 zum Zusammenführen von Abgas aus 1, dass an den Enden der Abgasleitungen 6, 7 über eine trichterförmige Verjüngung 10, 11 mit Injektoren 12, 13 verbunden sind. Die Injektoren 12, 13 ragen in ein Verbindungsstück 14 hinein. Das Verbindungsstück 14 ist in der dargestellten Montageposition geneigt angeordnet, so dass das die Injektoren 12, 13 aufweisende Ende des Verbindungsstücks 14 tiefer angeordnet ist als das andere, zu der Abgassammelleitung 9 führende Ende. An der tiefsten Stelle des Verbindungsstücks 14 ist ein Kondensatwasserablauf 15 angeordnet. Die Injektoren 12, 13 sind rohrförmig gestaltet und weisen einen kleineren Durchmesser auf als die jeweilige Abgasleitung 6, 7, mit der sie verbunden sind, und sind in ihrem in das Verbindungsstück 14 hineinragende Ende parallel zueinander angeordnet. Das Verbindungsstück 14 ist ebenfalls rohrförmig gestaltet und achsparallel zu den Injektoren 12, 13 angeordnet.
3 zeigt in einer Ansicht auf die Vorrichtung 8 mit angrenzenden Bauteilen der Heizungsanlage, dass das Verbindungsstück 14 einen Flansch 16 mit den Injektoren 6, 7 und einen zylindrischen Abschnitt 17 mit Reinigungsdec keln 18 hat. Die Reinigungsdeckel 18 lassen sich zu Reinigungszwecken abnehmen. An dem zylindrischen Abschnitt 17 wird die in 1 dargestellte Abgassammelleitung 9 angeschlossen. Weiterhin hat der zylindrische Abschnitt 17 einen Anschlussstutzen 19 zum Anschluss einer Messleitung. Der Kondensatwasserablauf 15 ist als Anschlussstutzen für einen Schlauch ausgebildet. Die Verhältnisse der Durchmesser und der Längen der Leitungen sind in 3 für ein vorgesehenes Ausführungsbeispiel mit einer eine Brennkraftmaschine aufweisenden Anlage zur Kraft-Wärme-Koppelung und einem Heizkessel maßstabgetreu dargestellt. So hat der eine Injektor 12 einen Durchmesser von 40 mm und der andere Injektor 13 einen Durchmesser von 50 mm. Die Abgasleitungen 6, 7 weisen jeweils einen Durchmesser von 80 mm auf, während das Verbindungsstück 14 einen Durchmesser von 125 mm hat. Die eine Brennkraftmaschine aufweisende Anlage zur Kraft-Wärme-Koppelung ist an der Abgasleitung 6 mit dem durchmesserkleinen Injektor 12 angeordnet, während in dem Ausführungsbeispiel der Heizkessel an der Abgasleitung 7 mit dem durchmessergroßen Injektor 13 angeschlossen ist. Der Heizkessel weist eine Leistung von weniger als 30 kW auf.
4 zeigt in einer Ansicht auf die Vorrichtung 8 aus 3 von Position IV aus gesehen, dass der Flansch 16 des Verbindungsstücks 14 einen mit den Injektoren 12, 13 dicht verschweißten Boden 20 hat. In einer alternativen, nicht dargestellten Ausführungsform hat der Boden 20 eine Öffnung, durch die Nebenluft angesaugt werden kann.

Claims

Vorrichtung zum Zusammenführen von Abgasen aus mehreren Wärmeerzeugern eines Heizwerks, insbesondere von Abgas aus Heizkesseln und/oder aus Anlagen zur Kraft-Wärme-Koppelung, mit einem gemeinsamen Verbindungsstück und mit jeweils einer von einem der Wärmeerzeuger führenden Abgasleitung in das gemeinsame Verbindungsstück, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasleitungen (6, 7) an ihren in das Verbindungsstück (14) mündenden Enden jeweils einen Injektor (12, 13) aufweisen und dass die Injektoren (12, 13) einen kleineren Querschnitt aufweisen als die jeweiligen Abgasleitungen (6, 7) mit denen sie verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Verbindungsstücks (14) höchstens den minimalen Querschnitt einer sich in Strömungsrichtung gesehen an das Verbindungsstück (14) anschließenden Abgassammelleitung (9) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektoren (12, 13) in das Verbindungsstück (14) hineinragen.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektoren (12, 13) und das Verbindungsstück (14) zylindrisch gestaltet sind.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Injektoren (12, 13) parallel zueinander und achsparallel zu dem Verbindungsstück (14) angeordnet sind.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektoren (12, 13) mit der jeweiligen Abgasleitung (6, 7) jeweils über eine trichterförmige Verjüngung (10, 11) miteinander verbunden sind.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die Injektoren (12, 13) aufweisende Ende des Verbindungsstücks (14) in der vorgesehenen Montageposition niedriger ist als das zweite Ende des Verbindungsstücks (14).
Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück (14) an seinem den Injektoren (12, 13) zugewandten Ende eine Vertiefung mit einem Kondensatwasserablauf (15) aufweist.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück (14) an seinem den Injektoren (12, 13) zugewandten Ende eine Öffnung in die Umgebung aufweist.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück (14) an seinem den Injektoren (12, 13) zugewandten Ende geschlossen ist.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück (14) einen mit den Injektoren (12, 13) verbundenen Flansch (16) und einen sich daran anschließenden, zur Verbindung mit der Abgassammelleitung (9) vorgesehenen zylindrischen Abschnitt (17) aufweist.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück (14) abnehmbare Reinigungsdeckel (18) aufweist.