DE102012106896A1 - Waste-gas heat exchanger for use in shaft or chimney in building, has wire passage part provided for additional heat-collection and another wire passage part for enclosing exhaust pipe - Google Patents

Waste-gas heat exchanger for use in shaft or chimney in building, has wire passage part provided for additional heat-collection and another wire passage part for enclosing exhaust pipe Download PDF

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Abstract

The exchanger has a wire passage part (3) staying in heat conducting connection with a central single piece exhaust pipe (2). The wire passage part transmits an endothermic fluid e.g. such as water/ glycol mixture or solution. Another wire passage part (4) is arranged such that the fluid is transmitted along the exhaust pipe and separated from the exhaust pipe by a high-heat insulating damping unit (5). The former wire passage part is provided for additional heat-collection and the latter wire passage part encloses the exhaust pipe. The insulating damping unit is formed from a high performance insulating material based on aero-gel or a ceramic material.

Description

Die Erfindung betrifft einen Abgaswärmetauscher für ein Blockheizkraftwerk und für den Verbundbetrieb oder für den Parallelbetrieb mit 5 einer Wärmepumpe nach Patentanspruch 1, wobei der Abgaswärmetauscher zum Einbau in Schächte oder Kamine ausgebildet ist.The invention relates to an exhaust gas heat exchanger for a combined heat and power plant and for the combined operation or for parallel operation with 5 a heat pump according to claim 1, wherein the exhaust gas heat exchanger is designed for installation in manholes or chimneys.

Bei Gebäuden und Einrichtungen verschiedenster Art wird die Energieversorgung zunehmend mit Blockheizkraftwerken sichergestellt, und diese werden, oft auch um den jahreszeitlich bedingten Energiebedarf möglichst effizient und kostengünstig abdecken zu können, immer öfters auch im Verbund oder parallel mit Wärmepumpen betrieben. Wärmepumpen sind grundsätzlich dazu ausgelegt, Wärme aus einem geeigneten Medium, so etwa aus der Erde, aus Wasser oder aus Luft, aufzunehmen und in der Form von Wärmeenergie an den Verbraucher abzugeben. Allerdings unterliegt die Energiegewinnung mittels Wärmepumpen den bekannten jahreszeitlichen Schwankungen, weshalb die erwähnten Kombinationen mit Blockheizkraftwerken oft auch sinnvoll sind. Werden veraltete und ineffiziente Heizungsanlagen von Gebäuden ersetzt, kann also eine Kombination eines Blockheizkraftwerkes mit einer Wärmepumpe in Erwägung gezogen werden. Vielfach diktieren dann aber auch noch die örtlichen Verhältnisse, beispielsweise in bereits stark überbauten Siedlungsräumen, dass sich nur bestimmte Typen von Wärmepumpen sinnvoll und kostengünstig integrieren lassen. Die Einbaumöglichkeit solcher Anlagen in bereits bestehende Räume und bestehende bauliche Gegebenheiten steht deshalb bei derartigen Erneuerungen oft im Vordergrund. Kamine sind zwar meist vorhanden und sie werden zur Ableitung der Abgase aus dem Blockheizkraftwerk oft auch weiter verwendet. Im Allgemeinen ist es aber so, dass die Leitungsführung von verbundbetrieben Blockheizkraftwerken und Wärmepumpen ausserhalb des Maschinenraums, örtlich getrennt erfolgt. Technische Lösungen, die insbesondere auch bei Umbauten und beim Einbau in bereits bestehende Gebäude und räumliche Gegebenheiten kostengünstige Lösungen für einen Verbundbetrieb oder den Parallelbetrieb von einem Blockheizkraftwerk mit einer Wärmepumpe ermöglichen, sind deshalb erwünscht.In buildings and facilities of various kinds, the energy supply is increasingly ensured with cogeneration units, and these are often, even to meet the seasonal energy needs as efficient and cost-effective, more and more frequently operated in conjunction or in parallel with heat pumps. Heat pumps are basically designed to absorb heat from a suitable medium, such as from the earth, water or air, and deliver it to the consumer in the form of heat energy. However, energy production by means of heat pumps is subject to the known seasonal fluctuations, which is why the mentioned combinations with combined heat and power plants often make sense. If obsolete and inefficient heating systems are replaced by buildings, then a combination of a combined heat and power plant with a heat pump can be considered. In many cases, however, dictate the local conditions, for example, in already heavily overbuilt settlement areas, that only certain types of heat pumps can be meaningful and inexpensive to integrate. The possibility of installing such systems in existing rooms and existing structural conditions is therefore often in the foreground with such renovations. Although chimneys are usually present and they are often used to dissipate the exhaust gases from the cogeneration plant. In general, however, it is the case that the wiring of verbundbetrieben combined heat and power plants and heat pumps outside the engine room, takes place locally separated. Technical solutions that allow cost-effective solutions for a combined operation or parallel operation of a combined heat and power plant with a heat pump, especially in conversions and installation in existing buildings and spatial conditions are therefore desirable.

Die Aufgabe besteht darin, einen Abgaswärmetauscher für ein Blockheizkraftwerk anzugeben, der zum Einbau in Schächte oder Kamine ausgebildet ist und der bei einem Parallelbetrieb oder bei einem Verbundbetrieb mit einer Wärmepumpe eine sinnvolle und kostengünstige Integration und Kombination der Leitungsführungen erlaubt. Natürlich gibt es auch schon seit längerer Zeit Bestrebungen, möglichst viel von der Restwärmeenergie, die noch in Verbrennungsabgasen von Heizungen und dergleichen enthalten ist und durch Kamine in die Umgebungsluft ausgeleitet wird, zu nutzen und zurückzugewinnen. Ein Beispiel einer solchen Einrichtung ist in der DD 212 288 gezeigt. Diese Schrift offenbart eine Einrichtung zur Ausnutzung der Schornsteinwärme für Heisswasseraufbereitung durch ein konstruktiv verändertes Fertigteilelement. Dazu sind in den Fertigteilelementen, aus denen der Schornstein aufgebaut ist, Aussparungen zur Aufnahme von Wasserrohren angeordnet. Die Rohrleitungsmontage der Wasserrohre erfolgt dabei während der Montage des Schornsteins und die eingebauten Wasserrohre verlaufen entlang eines Rauchrohrkanalelements. The object is to provide an exhaust gas heat exchanger for a combined heat and power plant, which is designed for installation in shafts or chimneys and allows a parallel operation or in a combined operation with a heat pump meaningful and cost-effective integration and combination of wiring. Of course, there have long been attempts to use as much of the residual heat energy that is still contained in combustion gases from heating systems and the like and is discharged through chimneys in the ambient air, and recover. An example of such a device is in DD 212 288 shown. This document discloses a device for utilizing the chimney heat for hot water treatment by a structurally modified precast element. For this purpose, recesses for receiving water pipes are arranged in the precast elements from which the chimney is constructed. The pipe assembly of the water pipes takes place during the installation of the chimney and the built-in water pipes run along a flue pipe channel element.

Neuere Lösungen von Kaminabgaswärmetauschern (KAWT) sind ebenfalls bekannt. So zeigt die CH-699'393 einen Wärmetauscher für den Rauchgaskanal einer Feuerung unter anderem mit einer Ausführungsform, bei der in einem Ringraum zwischen einem inneren Rohr, das als Rauchgaskanal dient, und einem äusseren Rohr vorzugsweise spiralförmig ein Leitungsrohr für ein Kühlmedium wie Wasser um das innere Rohr herum angeordnet ist. Dieser Kaminabgaswärmetauscher ist im Wesentlichen einstückig gebaut und erstreckt sich über einen Grossteil der Länge des Rauchgaskanals. Dieser Kaminabgaswärmetauscher kann entweder beim Bau oder bei Umbauten als Ganzes von oben in den Kamin oder Schornstein eingeführt werden.Newer solutions for chimney flue gas heat exchangers (KAWT) are also known. That's how it shows CH-699'393 a heat exchanger for the flue gas duct of a furnace, inter alia, with an embodiment in which in an annular space between an inner tube serving as a flue gas channel, and an outer tube, preferably a spiral conduit for a cooling medium such as water is arranged around the inner tube. This Kaminabgaswärmetauscher is essentially built in one piece and extends over a majority of the length of the flue gas duct. This chimney flue gas heat exchanger can either be introduced from above into the chimney or chimney during construction or during renovations as a whole.

Die Lösung der genannten Aufgabe besteht nun darin, dass ein zum Einbau in Schächte oder Kamine geeigneter Abgaswärmetauscher gemäss der Merkmalskombination des Patentanspruchs 1 so ausgebildet wird, dass sowohl der Vorlauf wie auch der Rücklauf des in einer Wärmepumpe verwendeten Fluides entlang dem Abgasrohr des Blockheizkraftwerkes geführt sind und dass zusätzlich der Rücklauf des in der Wärmepumpe verwendeten Fluides auch noch zur Aufnahme der Restwärme des den Schacht oder den Kamin durchströmenden Abgases genutzt werden kann.The solution of the above problem is that a suitable for installation in manholes or chimneys exhaust heat exchanger according to the feature combination of claim 1 is designed so that both the flow and the return of the fluid used in a heat pump along the exhaust pipe of the cogeneration plant are performed and that in addition the return of the fluid used in the heat pump can also be used to absorb the residual heat of the duct or the flue gas flowing through the exhaust gas.

Einer der Hauptvorteile des erfindungsgemässen Abgaswärmetauschers besteht unter anderem darin, dass sowohl der Einbau der Verrohrung (für Blockheizkraftwerk und Wärmepumpe) in neue Gebäude wie auch der nachträgliche Einbau der Verrohrung in bestehende Gebäude oder Gebäudeteile sehr viel kompakter, platzsparender und kostengünstiger erfolgen kann. Dies wird insbesondere durch den Einsatz hochwärmeisolierender Dämmungen erreicht, die es ermöglichen, dass Leitungen nun nahe beabstandet parallel geführt werden können, die man bisher aus Gründen der störenden Wärmeübertragung nicht benachbart anordnen konnte.One of the main advantages of the inventive exhaust gas heat exchanger is, inter alia, that both the installation of the piping (for cogeneration plant and heat pump) in new buildings as well as the subsequent installation of the piping in existing buildings or parts of buildings can be done much more compact, space-saving and cost-effective. This is achieved in particular by the use of highly heat insulating insulation, which make it possible that lines can now be performed closely spaced parallel, which could not be arranged adjacent for reasons of disturbing heat transfer adjacent.

Wird ein Blockheizkraftwerk im Verbund oder parallel mit einer Wärmepumpe eingesetzt, so lässt sich darüber hinaus auch noch eine zusätzliche Nutzung der meist immer noch vorhandenen Restwärme der im Kamin aufsteigenden Abgase aus dem Blockheizkraftwerk erzielen. Zwar wird bei Blockheizkraftwerken die Restwärme im Abgas ohnehin innerhalb des Blockheizkraftwerkes vor der Ausleitung in einen Kamin oder ein Abzugsrohr grösstenteils bereits genutzt, dennoch verbleibt in der Regel aber noch ungenutzte Restwärme. Diese Restwärme kann zur Verbesserung des Wirkungsgrades einer Wärmepumpe eingesetzt werden. Man geht also davon aus, dass das wärmeaufnehmende Medium der eingesetzten Wärmepumpe nicht nur Wärme aus der gewählten Primärwärmequelle (also aus Erde, Luft oder Wasser) aufnehmen soll, sondern zusätzlich auch noch Restwärme aus den im Kamin aufsteigenden Abgasen des Blockheizkraftwerkes.If a combined heat and power plant is used in combination or in parallel with a heat pump, then there is also an additional use of the residual heat, which usually still exists Achieve the rising in the chimney flue gases from the cogeneration plant. Although the residual heat in the exhaust gas is already mostly used in cogeneration plants before the discharge into a chimney or a flue pipe in cogeneration plants, but still remains unused residual heat as a rule. This residual heat can be used to improve the efficiency of a heat pump. It is therefore assumed that the heat-absorbing medium of the heat pump used should not only absorb heat from the selected primary heat source (ie from earth, air or water), but also also residual heat from the rising in the chimney flue gases of the combined heat and power plant.

Ein grosser Vorteil besteht natürlich in der besonders einfachen und kompakten Bauweise der erfindungsgemässen Abgaswärmetauschers, weil alle hochzuziehenden Leitungen – was natürlich insbesondere dann der Fall ist, wenn die Ausseneinheit der Wärmepumpe auf dem Dach eines Hauses installiert werden soll – in einem integrierten Bauteil untergebracht sind, das einen im wesentlichen kreisförmigen Gesamtquerschnitt hat. Somit kann mit kleinstem Gesamtdurchmesser die grösste Leitungsquerschnittesumme realisiert werden und die Einbaubarkeit wird so natürlich ebenfalls verbessert.Of course, a great advantage is the particularly simple and compact design of the exhaust gas heat exchanger according to the invention, because all the cables to be pulled up - which of course is particularly the case when the outdoor unit of the heat pump to be installed on the roof of a house - are housed in an integrated component, which has a substantially circular overall cross section. Thus, with the smallest total diameter, the largest cable cross-section sum can be realized and the installability is of course also improved.

Durch den Einsatz einer hochwärmeisolierende Dämmung, beispielsweise einem der heute bekannten Hochleistungsdämmstoffe, lässt sich eine Anlage bei der ein Blockheizkraftwerk und eine Wärmepumpe im Verbund- oder im Parallelbetrieb eingesetzt werden, im Normalbetrieb sicher betreiben. Im Normalbetrieb ist die Abgastemperatur des Blockheizkraftwerks relativ niedrig (< 120°C). Bei einem Ausfall der Blockheizkraftwerk-eigenen Abgaswärmetauscher wird das Blockheizkraftwerk beim Überschreiten einer definierten Abgastemperatur im Kamin oder einer definierten, maximalen Soletemperatur im Solekreis automatisch abgeschaltet. Die hochwärmeisolierende Dämmung vermag sowohl den Vorlauf des Wärmepumpen-Fluidkreislaufes wie auch die ebenfalls Abgasrohr-nahen elektrische Versorgungs- und Steuerleitungen kurzzeitig wirksam zu schützen.By using a highly heat-insulating insulation, for example, one of the high-performance insulation materials known today, a system in which a combined heat and power plant and a heat pump in compound or parallel operation can be operated safely in normal operation. In normal operation, the exhaust gas temperature of the combined heat and power plant is relatively low (<120 ° C). In case of failure of the cogeneration plant-own exhaust gas heat exchanger, the combined heat and power plant is automatically switched off when exceeding a defined exhaust gas temperature in the chimney or a defined maximum brine temperature in the brine circuit. The highly heat-insulating insulation is able to effectively protect both the flow of the heat pump fluid circuit as well as the also close to the exhaust pipe electrical supply and control lines effectively.

Selbstverständlich muss aber – insbesondere auch im Hinblick auf mögliche Störfälle – der Abgaswärmetauscher so konstruiert sein, dass Wärmedehnungen stets wirksam aufgefangen werden. Weil das Abgasrohr aus Sicherheitsgründen (Verhinderung des Austrittes von gefährlichen und Gesundheitsschädigenden Gasen) einstückig gefertigt sein muss, können sich wegen der sich oft über mehrere Stockwerke erstreckenden Gesamtlänge des Abgasrohres grosse Ausdehnungsveränderungen ergeben. Deshalb muss das Abgasrohr gegenüber dem Durchleitungsteil auch verschieblich angeordnet sein.Of course, however - especially with regard to possible incidents - the exhaust gas heat exchanger must be designed so that thermal expansion is always effectively absorbed. Because the exhaust pipe for safety reasons (prevention of the escape of dangerous and harmful gases) must be made in one piece, may arise because of the often over several floors extending total length of the exhaust pipe large expansion changes. Therefore, the exhaust pipe must also be arranged displaceable relative to the passage part.

Insgesamt eignet sich der vorgeschlagene Abgaswärmetauscher besonders gut für Anlagen mit Luftwärmepumpen bei denen die Ausseneinheit (d.h. der Verdampfer) auf dem Hausdach installiert ist. Insbesondere beim Ersatz alter Feuerungsanlagen können bauliche Änderungen am Gebäude durch Umnutzung bestehender Kamine und Schornsteine mittels Einbau des erfindungsgemässen Abgaswärmetauschers mit derart integrierter Führung des wärmeaufnehmende Medium der Wärmepumpe weitgehend vermieden werden.Overall, the proposed exhaust gas heat exchanger is particularly well suited for installations with air heat pumps in which the outdoor unit (i.e., the evaporator) is installed on the house roof. In particular, when replacing old furnaces structural changes to the building by conversion of existing fireplaces and chimneys by installing the novel exhaust gas heat exchanger with such integrated management of the heat-absorbing medium of the heat pump can be largely avoided.

Es hat sich gezeigt, dass bei Wärmepumpen der beschriebenen Art das wärmeaufnehmende Medium vorzugsweise ein Wasser/Glykol Gemisch, also eine Sole ist. Solekreisläufe erweisen sich als besonders geeignet für Systeme, bei denen Wärme aus verschiedenen Quellen alternativ oder gleichzeitig aufgenommen werden soll.It has been shown that in heat pumps of the type described, the heat-absorbing medium is preferably a water / glycol mixture, ie a brine. Brine circuits are particularly suitable for systems where heat from different sources should be taken up alternatively or simultaneously.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Abgaswärmetauschers anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigtIn the following, an embodiment of an inventive exhaust gas heat exchanger will be described in more detail with reference to drawings. It shows

1 einen schematisierter Längsschnitt durch eine Abgaswärmetauscher, und 1 a schematic longitudinal section through an exhaust gas heat exchanger, and

2 einen schematisierten Querschnitt durch den Abgaswärmetauscher gemäss 1. 2 a schematic cross section through the exhaust gas heat exchanger according to 1 ,

Die 1 und 2 zeigt einen schematisierter Längsschnitt und einen schematisierten Querschnitt durch einen erfindungsgemässen Abgaswärmetauscher. Ein derartiger Abgaswärmetauscher kann für ein Blockheizkraftwerk das für den Verbundbetrieb mit einer Wärmepumpe oder für den Parallelbetrieb mit einer Wärmepumpe ausgelegt ist, verwendet werden und er ist zum Einbau oder zum nachträglichen Einbau in Schächte oder Kamine (1) ausgebildet. Unter Verbundbetrieb ist dabei eine Betriebsweise zu verstehen, bei der ein Blockheizkraft in Abhängigkeit von der Wärmeenergie, die eine Wärmepumpe bereitstellen kann, bei einem verbraucherseitigen Mehrbedarf zugeschaltet wird. Unter Parallelbetrieb ist eine Betriebsweise zu verstehen, bei der ein Blockheizkraftwerk und eine Wärmepumpe unabhängig voneinander betreibbar sind.The 1 and 2 shows a schematic longitudinal section and a schematic cross section through an inventive exhaust gas heat exchanger. Such an exhaust gas heat exchanger can be used for a combined heat and power plant that is designed for the combined operation with a heat pump or for parallel operation with a heat pump, and it is for installation or retrofitting in shafts or chimneys ( 1 ) educated. Under composite operation is to be understood as an operating mode in which a block heating in dependence on the heat energy that can provide a heat pump is switched on at a consumer-side demand. Under parallel operation is a mode of operation in which a combined heat and power plant and a heat pump are operated independently.

Der Abgaswärmetauscher besteht aus einem zentralen, einstückigen Abgasrohr (2) und mindestens einem entlang des Abgasrohres (2) angeordneten und mit dem Abgasrohr in wärmeleitendem Kontakt stehenden Durchleitungsteil (3) zur Durchleitung eines wärmeaufnehmenden Fluides. Zudem ist ein von dem Abgasrohr (2) durch eine hochwärmeisolierende Dämmung (5) getrenntes weiteres Durchleitungsteil (4) vorhanden, das ebenfalls zur Durchleitung des Fluides entlang dem Abgasrohr (2) dient. Dabei sind das Durchleitungsteil (3) und das weitere Durchleitungsteil (4) so ausgeformt, dass sie jeweils halbschalenartig das Abgasrohr (2) umschliessen. Weiterhin ist ein Hüllrohr (6) zur Aufnahme von elektrischen Leitungen, vom Abgasrohr (2) ebenfalls durch die hochwärmeisolierende Dämmung (5) getrennt, dem Abgasrohr (2) entlang angeordnet.The exhaust gas heat exchanger consists of a central, one-piece exhaust pipe ( 2 ) and at least one along the exhaust pipe ( 2 ) arranged and with the exhaust pipe in heat-conducting contact passage part ( 3 ) for the passage of a heat-absorbing fluid. In addition, one of the exhaust pipe ( 2 ) by a highly heat-insulating insulation ( 5 ) separate further passage part ( 4 ), which also for the passage of the fluid along the exhaust pipe ( 2 ) serves. The pass-through part ( 3 ) and the further passage part ( 4 ) shaped so that they each half-shell like the exhaust pipe ( 2 ) enclose. Furthermore, a cladding tube ( 6 ) for receiving electrical lines, from the exhaust pipe ( 2 ) also by the highly heat insulating insulation ( 5 ), the exhaust pipe ( 2 ) arranged along.

Der Gesamtquerschnitt des erfindungsgemässen Abgaswärmetauschers ist im Wesentlichen kreisförmig. So entsteht in platzsparender Weise eine Konstruktion die sehr gut in eine bestehende Kaminanlage eingeführt /eingebaut werden kann und natürlich auch in Neuanlagen einsetzbar ist.The total cross section of the inventive exhaust gas heat exchanger is substantially circular. This results in a space-saving way a construction that can be very well introduced into an existing chimney / installed and of course can also be used in new plants.

Die erwähnte hochwärmeisolierende Dämmung (5) ist vorzugsweise ein Hochleistungsdämmstoff auf Aerogelbasis in flexiblen Hochtemperaturfasern eingebettet, beispielsweise Pyrogel XT oder XTF, oder ein Keramikmaterial. Das Abgasrohr (2) ist gegenüber dem Durchleitungsteil (3) und gegenüber der Wärmedämmung (5) verschieblich angeordnet um Wärmedehnungen aufzufangen.The mentioned high heat insulating insulation ( 5 Preferably, an airgel-based high performance insulation is embedded in high temperature flexible fibers, such as Pyrogel XT or XTF, or a ceramic material. The exhaust pipe ( 2 ) is opposite to the passage part ( 3 ) and the thermal insulation ( 5 ) slidably arranged to absorb thermal expansion.

Das Durchleitungsteil (3) und das weitere Durchleitungsteil (4) sind für die Durchleitung eines wärmeaufnehmenden Fluides einer Wärmepumpe, vorzugsweise einer Luft-Wärmepumpe, ausgelegt. Vorzugsweise ist das Fluid, also das wärmeaufnehmende Medium der Wärmepumpe, ein Wasser/Glykol Gemisch, also eine Sole.The passage part ( 3 ) and the further passage part ( 4 ) are designed for the passage of a heat-absorbing fluid of a heat pump, preferably an air heat pump. Preferably, the fluid, so the heat-absorbing medium of the heat pump, a water / glycol mixture, ie a brine.

Funktionsbeschreibung:Function Description:

Aus einem Blockheizkraftwerk (BHKW) anfallendes Abgas wird über einen Abgaskanal E zum Kamin 1 geführt. Dort durchströmt das Abgas den Kamin 1 durch das Abgasrohr 2 bis zum Austritt aus dem Kamin.From a combined heat and power plant (CHP) accumulating exhaust gas is via an exhaust duct E to the fireplace 1 guided. There, the exhaust gas flows through the chimney 1 through the exhaust pipe 2 until it leaves the chimney.

Der Vorlauf des Solekreislaufs D der Wärmepumpe (WP) wird über das weitere Durchleitungsteil 4 entlang dem Abgasrohr 2 zu einer Ausseneinheit A auf dem Dach eines Hauses geführt. Die Ausseneinheit A des Solekreislaufes dient der Wärmeaufnahme der Wärmepumpe aus der Aussenluft. Der Rücklauf, also die erwärmte Sole, wird über das Durchleitungsteil 3, wiederum entlang dem Abgasrohr 2 einem Verdampfer der Wärmepumpe zugeleitet. Somit werden sowohl Vorlauf wie auch Rücklauf kompakt am Abgasrohr 2 entlang geführt. Der Solekreis-Vorlauf (d. h. das weitere Durchleitungsteil 4) wird mit der Wärmedämmung 5 vor der Erwärmung durch das Abgasrohr 2 geschützt. Sowohl beim Verbundbetrieb wie auch beim Parallelbetrieb des Blockheizkraftwerkes mit der Wärmepumpe muss die Wärmeisolation des Vorlaufs gegenüber dem Abgasrohr gewährleistet sein. Der Solekreis-Rücklauf (d.h. das Durchleitungsteil 3) hingegen wird mit dem Abgasrohr 2 in Kontakt gebracht, womit eine zusätzliche Wärmeaufnahme am Solekreis Rücklauf erfolgt.The flow of the brine circuit D of the heat pump (WP) is via the further passage part 4 along the exhaust pipe 2 led to an outdoor unit A on the roof of a house. The outdoor unit A of the brine circuit is used for heat absorption of the heat pump from the outside air. The return, so the heated brine, is on the passage part 3 , again along the exhaust pipe 2 fed to an evaporator of the heat pump. Thus, both flow and return are compact on the exhaust pipe 2 guided along. The brine circuit supply (ie the further passage part 4 ) comes with the thermal insulation 5 before heating through the exhaust pipe 2 protected. Both in combined operation as well as in parallel operation of the combined heat and power plant with the heat pump, the heat insulation of the flow must be guaranteed compared to the exhaust pipe. The brine circuit return (ie the passage part 3 ), however, is with the exhaust pipe 2 brought into contact, whereby an additional heat absorption takes place at the brine circuit return.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Kamin fireplace
22
Abgasrohr exhaust pipe
33
Durchleitungsteil (Solekreis Rücklauf) Passage part (brine circuit return flow)
44
weiteres Durchleitungsteil (Solekreis Vorlauf) further passage part (brine circuit flow)
55
Wärmedämmung thermal insulation
66
Hüllrohr cladding tube
AA
Ausseneinheit (Verdampfer im Solekreis der Wärmepumpe) Outdoor unit (evaporator in the brine circuit of the heat pump)
BB
Steuerung der Ausseneinheit Control of the outdoor unit
CC
Stromversorgung der Ausseneinheit Power supply of the outdoor unit
DD
Solekreislauf der Wärmepumpe Brine circuit of the heat pump
Ee
Abgaskanal des Blockheizkraftwerks Exhaust duct of the combined heat and power plant

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DD 212288 [0003] DD 212288 [0003]
  • CH 699393 [0004] CH 699393 [0004]

Claims (7)

Abgaswärmetauscher für ein Blockheizkraftwerk und für den Verbundbetrieb oder Parallelbetrieb mit einer Wärmepumpe, wobei der Abgaswärmetauscher zum Einbau in Schächte oder Kamine (1) ausgebildet ist und aus einem zentralen, einstückigen Abgasrohr (2) und mindestens einem entlang des Abgasrohres (2) angeordneten und mit dem Abgasrohr in wärmeleitendem Kontakt stehenden Durchleitungsteil (3) zur Durchleitung eines wärmeaufnehmenden Fluides besteht, dadurch gekennzeichnet, dass ein von dem Abgasrohr (2) durch eine hochwärmeisolierende Dämmung (5) getrenntes weiteres Durchleitungsteil (4) zur Durchleitung des Fluides entlang dem Abgasrohr (2) angeordnet ist, wobei das Durchleitungsteil (3) welches zur zusätzlichen Wärmeaufnahme vorgesehen ist und das weitere Durchleitungsteil (4) jeweils halbschalenartig das Abgasrohr (2) umschliessen.Exhaust gas heat exchanger for a combined heat and power plant and for combined operation or parallel operation with a heat pump, wherein the exhaust gas heat exchanger for installation in manholes or chimneys ( 1 ) is formed and from a central, one-piece exhaust pipe ( 2 ) and at least one along the exhaust pipe ( 2 ) arranged and with the exhaust pipe in heat-conducting contact passage part ( 3 ) for the passage of a heat-absorbing fluid, characterized in that one of the exhaust pipe ( 2 ) by a highly heat-insulating insulation ( 5 ) separate further passage part ( 4 ) for the passage of the fluid along the exhaust pipe ( 2 ) is arranged, wherein the passage part ( 3 ) which is provided for additional heat absorption and the further passage part ( 4 ) each half-shell like the exhaust pipe ( 2 ) enclose. Abgaswärmetauscher nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin ein Hüllrohr (6) zur Aufnahme von elektrischen Leitungen vom Abgasrohr (2) durch die hochwärmeisolierende Dämmung (5) getrennt dem Abgasrohr (2) entlang angeordnet ist.Exhaust heat exchanger according to claim 1, characterized in that furthermore a cladding tube ( 6 ) for receiving electrical lines from the exhaust pipe ( 2 ) by the highly heat-insulating insulation ( 5 ) separated from the exhaust pipe ( 2 ) is arranged along. Abgaswärmetauscher nach Patentanspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gesamtquerschnitt im wesentlichen kreisförmig ist.Exhaust gas heat exchanger according to claim 1 and 2, characterized in that the total cross-section is substantially circular. Abgaswärmetauscher nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die hochwärmeisolierende Dämmung (5) ein Hochleistungsdämmstoff auf Aerogelbasis oder ein Keramikmaterial ist.Exhaust-gas heat exchanger according to one of the claims 1 to 3, characterized in that the highly heat-insulating insulation ( 5 ) is an airgel-based high performance insulation or ceramic material. Abgaswärmetauscher nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasrohr (2) gegenüber dem Durchleitungsteil (3) und gegenüber der Wärmedämmung (5) verschieblich angeordnet ist um Wärmedehnungen aufzufangen.Exhaust gas heat exchanger according to one of the claims 1 to 4, characterized in that the exhaust pipe ( 2 ) opposite the passage part ( 3 ) and the thermal insulation ( 5 ) is arranged displaceably to absorb thermal expansion. Abgaswärmetauscher nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchleitungsteil (3) und das weitere Durchleitungsteil (4) für den Rücklauf und für den Vorlauf des wärmeaufnehmenden Fluides einer Luft-Wärmepumpe ausgelegt sind.Exhaust gas heat exchanger according to one of the claims 1 to 5, characterized in that the passage part ( 3 ) and the further passage part ( 4 ) are designed for the return and for the flow of the heat-absorbing fluid of an air heat pump. Abgaswärmetauscher nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid eine Sole ist.Exhaust gas heat exchanger according to one of the claims 1 to 6, characterized in that the fluid is a brine.
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