DE102014015331A1 - Hydraulic lock - Google Patents
Hydraulic lock Download PDFInfo
- Publication number
- DE102014015331A1 DE102014015331A1 DE102014015331.2A DE102014015331A DE102014015331A1 DE 102014015331 A1 DE102014015331 A1 DE 102014015331A1 DE 102014015331 A DE102014015331 A DE 102014015331A DE 102014015331 A1 DE102014015331 A1 DE 102014015331A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- liquid
- hydraulic
- heat exchanger
- heat
- closure according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES
- F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
- F23J15/06—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of coolers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/30—Technologies for a more efficient combustion or heat usage
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Ein hydraulischer Verschluss mit einem Zulauf und einem Ablauf ist als Siphon ausgebildet, wobei zwischen dem Zulauf und dem Ablauf ein Flüssigkeitsbereich angeordnet ist, der mit Flüssigkeit gefüllt ist und einen Wärmetauscher aufweist.A hydraulic closure with an inlet and a drain is designed as a siphon, wherein between the inlet and the outlet, a liquid region is arranged, which is filled with liquid and having a heat exchanger.
Description
Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Verschluss mit einem Zulauf und einem Ablauf, zwischen denen ein Flüssigkeitsbereich angeordnet ist. Außerdem betrifft die Erfindung einen Wärme- oder Kälteerzeuger mit einem Gasauslass und einem derartigen hydraulischen Verschluss und Verwendungen eines derartigen hydraulischen Verschlusses.The invention relates to a hydraulic closure with an inlet and a drain, between which a liquid region is arranged. Moreover, the invention relates to a heat or cold generator with a gas outlet and such a hydraulic closure and uses of such a hydraulic closure.
Ferner betrifft die Erfindung Heizkessel, Elemente des Maschinenbaus, Klimatisierungsanlagen und Belüftungsanlagen.Furthermore, the invention relates to boilers, elements of mechanical engineering, air conditioning systems and ventilation systems.
Bekanntermaßen verbrennt Brennstoff, ob es nun Gas, Benzin, Kohle oder ähnliches ist, in Kesseln, Automotoren, Diesellokomotiven, Schiffsturbinen und Heizkraftwerken. Für die Kühlung von Luft und Räumen wird in der Regel elektrische Energie verwendet.As is known, fuel burns, whether it is gas, gas, coal or the like, in boilers, car engines, diesel locomotives, marine turbines and cogeneration plants. For the cooling of air and rooms usually electrical energy is used.
Durch die Abgas leitenden Rauchrohre von Verbrennungsanlagen und insbesondere von Kesselanlagen sowie durch die Entlüftungsrohre gelangen Abgase in die Atmosphäre, die Wärme- oder Kälteenergie mit sich tragen. Dabei geht zumindest ein Teil dieser Energie unwiederbringlich verloren.By the flue-gas flue pipes of incineration plants and in particular of boiler plants and through the vent pipes reach exhaust gases into the atmosphere, the heat or cold energy carry with it. At least part of this energy is irretrievably lost.
Es gibt Methoden, die Wärme aus Abgasen zu rekuperieren. Rekuperation bedeutet die Rückgewinnung eines Teils von Materialien oder Energie für die erneute Verwendung im gleichen technologischen Prozess.There are methods to recuperate heat from exhaust gases. Recuperation means the recovery of some of the materials or energy for reuse in the same technological process.
Die Erfindung betrifft daher insbesondere die Rückgewinnung von Wärme bzw. Kälte.The invention therefore relates in particular to the recovery of heat or cold.
Eine bekannte Methode der Rekuperation nutzt einen Economiser. Der Economiser ist ein Element eines Kesselaggregats, ein Wärmetauscher, in dem das Speisewasser vor der Zufuhr in den Kessel durch aus dem Kessel strömende Gase erwärmt wird. Der Druck beträgt hierbei bis zu 22 kg/cm2 (2,2 MPa) und die Speisewassertemperatur liegt unter dem Taupunkt der Rauchgase oder des nicht entgasten Wassers. Eine derartige Vorrichtung erhöht den Wirkungsgrad der Anlage.A known method of recuperation uses an economizer. The economizer is an element of a boiler unit, a heat exchanger in which the feed water is heated by gases flowing out of the boiler before being fed to the boiler. The pressure here is up to 22 kg / cm 2 (2.2 MPa) and the feedwater temperature is below the dew point of the flue gases or the non-degassed water. Such a device increases the efficiency of the system.
Der Nachteil dieses Systems liegt darin, dass ein Teil der Energie der Abgase durch das Abzugsrohr verschwindet und dass die Temperatur unter dem Taupunkt liegen muss.The disadvantage of this system is that part of the energy of the exhaust gases disappears through the exhaust pipe and that the temperature must be below the dew point.
Eine andere Methode nutzt Kessel auf Kondensationsbasis. Derartige Kessel rekuperieren sogenannte versteckte Energie in Wasserdämpfen von Rauchabgasen. Wenn der in den Abgasen enthaltene Wasserdampf unter Luftdruck aus dem gasförmigen in den flüssigen Zustand übergeht, verliert er die Wärme am Taupunkt.Another method uses condensing boilers. Such boilers recuperate so-called hidden energy in water fumes of smoke fumes. When the water vapor contained in the exhaust gases passes from the gaseous to the liquid state under atmospheric pressure, it loses the heat at the dew point.
In einem derartigen Kessel beginnen Wasserdämpfe zu kondensieren und Wärme zu rekuperieren, sobald die Temperatur der Abgase unter 55°C–56°C sinkt.In such a boiler, water vapor begins to condense and recuperate heat as the temperature of the exhaust gas drops below 55 ° C-56 ° C.
Es kommt daher nur unter den oben aufgeführten Bedingungen zu einer Rückgewinnung der Wärmeenergie von Wasserdampf in das Heizsystem. Die Wärme der übrigen Abgase geht durch das Abzugsrohr verloren.It is therefore only under the conditions listed above to recover the heat energy of water vapor in the heating system. The heat of the other exhaust gases is lost through the exhaust pipe.
Aus den Abgasrohren von Autos, Diesellokomotiven und Schiffsturbinen wird in der Regel keine Wärme aus Abgasen entnommen.From the exhaust pipes of cars, diesel locomotives and ship turbines heat is usually removed from exhaust gases.
Im Sommer muss man in Räumlichkeiten, in denen sich viele Menschen aufhalten, neben der Luftkühlung warme Frischluft hineinleiten. Gleichzeitig muss kalte Abluft aus den Räumen in die Atmosphäre abgeführt werden. Warme Frischluft muss gekühlt werden, was zusätzliche Aufwendungen an elektrischer Energie bedeutet. Der Nachteil dieses Systems liegt darin, dass meist keine Wärmeübertragung zwischen der Frischluft und der Abluft vorgenommen wird.In summer, in rooms where many people are staying, in addition to air cooling, you have to let warm fresh air in. At the same time, cold exhaust air must be removed from the rooms to the atmosphere. Warm fresh air has to be cooled, which means additional expenses for electrical energy. The disadvantage of this system is that usually no heat transfer between the fresh air and the exhaust air is made.
Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, einen wesentlichen Teil der Wärme (bzw. Kälte) beispielsweise von Abgasen von Kesseln, Automotoren, Diesellokomotiven, Schiffsturbinen, Heizkraftwerken sowie der (ebenfalls verbrauchten) Kälte aus Räumen, die durch das Entlüftungsrohr in die Atmosphäre geleitet wird, zu entnehmen.The object of the invention is, a substantial part of the heat (or cold), for example, exhaust gases from boilers, car engines, diesel locomotives, marine turbines, cogeneration plants and the (also consumed) cold air from rooms, which is passed through the vent tube into the atmosphere, refer to.
Diese Aufgabe wird mit einem hydraulischen Verschluss mit einem Zulauf und einem Ablauf gelöst, zwischen denen ein Flüssigkeitsbereich angeordnet ist, der einen Wärmetauscher aufweist.This object is achieved with a hydraulic closure with an inlet and a drain, between which a liquid region is arranged, which has a heat exchanger.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Rekuperation (Rückgewinnung) von Wärme bzw. Kälte notwendig. Dies wird mit Hilfe eines hydraulischen Verschlusses durchgeführt. In diesem muss Flüssigkeit enthalten sein. Dazu können, abhängig von der Temperatur der Abgase, unterschiedliche Flüssigkeiten verwendet werden: Wasser, Maschinenöl, Metall mit relativ niedrigem Schmelzpunkt, Flüssiggas oder eine wässrige Lösung irgendeines Stoffes. Diese Flüssigkeit dient vorzugsweise auch gleich der Neutralisierung von Schadstoffen in den Abgasen. Die Auswahl der Flüssigkeit wird auch davon bestimmt, ob der hydraulische Verschluss innerhalb oder außerhalb von Räumen eingesetzt wird.To solve this problem, the recuperation (recovery) of heat or cold is necessary. This is done by means of a hydraulic lock. This must contain liquid. Depending on the temperature of the exhaust gases, different liquids may be used for this: water, machine oil, relatively low melting point metal, liquefied petroleum gas or an aqueous solution of any substance. This liquid is preferably also equal to the neutralization of pollutants in the exhaust gases. The choice of fluid will also depend on whether the hydraulic lock is used inside or outside the room.
Die Abgase müssen unter einem bestimmten Druck, der für die Arbeit des hydraulischen Verschlusses zur Entnahme von Wärme bzw. Kälte ausreichend ist, ausströmen. Dabei muss der Druck so hoch sein, dass das Gas durch den mit Flüssigkeit gefüllten Flüssigkeitsbereich hindurch tritt. Der hydraulische Verschluss ist somit ein Siphon, der an einer Seite mit einem zu hohen Gasdruck beaufschlagt wird, so dass das Gas durch den Flüssigkeitsbereich hindurch tritt.The exhaust gases must flow under a certain pressure, which is sufficient for the work of the hydraulic lock for the removal of heat or cold. The pressure must be high enough so that the gas passes through the liquid area filled with liquid. Of the Hydraulic closure is thus a siphon, which is acted upon on one side with too high a gas pressure, so that the gas passes through the liquid region.
Die Erfindung wird im Folgenden an mehreren Ausführungsbeispielen genauer erläutert. Es zeigtThe invention will be explained in more detail below with reference to several exemplary embodiments. It shows
Als Ausführungsbeispiel dienen Wandkessel mit geschlossener Verbrennungskammer zur Erhitzung und Produktion heißen Wassers, die mit einem hydraulischen Verschluss versehen werden.As an example serve wall boiler with closed combustion chamber for heating and production of hot water, which are provided with a hydraulic lock.
Die
Der Flüssigkeitsbereich
Die
Die
Der Siphon
Diese Einrichtung ermöglicht es, aus der Abgasleitung
Das in
Eine Vorrichtung mit zwei hydraulischen Verschlüssen ist in
Diese Anlage zeigt schematisch und vereinfacht wie über einen ersten hydraulischen Verschluss
Die hydraulischen Verschlüsse sorgen dabei, einerseits für die Aufnahme und Abgabe von Wärme und andererseits wird hierdurch eine Filterung der Luft, sowohl in der Zuluftleitung als auch in der Abluftleitung erreicht, da sämtliche Luft durch einen derartigen hydraulischen Verschluss strömen muss.The hydraulic closures ensure, on the one hand, for the absorption and release of heat and, on the other hand, filtering of the air, both in the supply air line and in the exhaust air line, is achieved since all the air has to flow through such a hydraulic closure.
Die u-förmigen Rohre des hydraulischen Verschlusses sind je nach vorliegendem Druck auf der Gasseite als flache Absenkungen oder als u-förmige Rohre ausgebildet, während ein u-förmiges Rohr einen höheren Druck benötigt, kann mit flachen Absenkungen bereits bei niedrigen Druckdifferenzen eine Durchströmung des hydraulischen Verschlusses erzielt werden.The U-shaped tubes of the hydraulic shutter are designed depending on the pressure on the gas side as shallow depressions or U-shaped tubes, while a U-shaped tube requires a higher pressure, with shallow depressions even at low pressure differences, a flow of hydraulic Closure can be achieved.
Im Ausführungsbeispiel wurde durch das Zulaufrohr
Einen einfachen Fall der Niveauregelung zeigt der Überlauf
Sofern jedoch mit einer Verdunstung der Flüssigkeit im Flüssigkeitsbereich
Daher wird eine Niveauregelung vorgeschlagen, die dafür sorgt, dass bei Unterschreiten eines Flüssigkeitsniveaus im hydraulischen Verschluss Flüssigkeit nachgeführt wird und bei Überschreiten eines bestimmten Niveaus Flüssigkeit abgeführt wird.Therefore, a level control is proposed, which ensures that falls below a liquid level in the hydraulic closure liquid is tracked and liquid is discharged when a certain level is exceeded.
Die Flüssigkeit im Flüssigkeitsbereich kann bei längerer Durchströmung verschmutzen und es können sich Partikel oder lösbare Stoffe in der Flüssigkeit ansammeln. Dadurch wird die Reinigungsfunktion durch den hydraulischen Verschluss verschlechtert. Daher wird vorgeschlagen, dass der Flüssigkeitsbereich eine Flüssigkeitsaustauscheinrichtung aufweist, die es erlaubt, die Flüssigkeit im hydraulischen Verschluss entweder chargenweise oder kontinuierlich auszutauschen.The liquid in the liquid area can become contaminated during prolonged flow and particles or soluble substances can accumulate in the liquid. As a result, the cleaning function is degraded by the hydraulic closure. It is therefore proposed that the liquid region has a liquid exchange device which allows the liquid in the hydraulic closure to be exchanged either batchwise or continuously.
Beispielweise die Zugabe eines Tensides zur Flüssigkeit im Flüssigkeitsbereich
Die Ausführungsbeispiele zeigen, dass anstelle der Kesselanlage auch andere Einrichtungen wie ein Verbrennungsmotor oder auch ein Kälteerzeuger eingesetzt werde können.The exemplary embodiments show that instead of the boiler system, other devices such as an internal combustion engine or even a cold generator can be used.
Ein besonderer Vorteil des hydraulischen Verschlusses liegt darin, dass er unter hohen Temperaturen, wie einer Temperatur von Turbinenabgasen von 500°C als auch unter niedrigen Temperaturen mit z. B. bei Außentemperaturen von –30°C, funktioniert. Ein Einfrieren der Flüssigkeit kann durch eine spezielle Auswahl der Flüssigkeit oder Flüssigkeitszusätze vermieden werden.A particular advantage of the hydraulic closure is that it can be used under high temperatures, such as a temperature of turbine exhaust gases of 500 ° C as well as at low temperatures with z. B. at outdoor temperatures of -30 ° C, works. Freezing of the liquid can be avoided by a special choice of liquid or liquid additives.
Der hydraulische Verschluss eignet sich daher dazu den Wirkungsgrad von Wärme- und Kältemaschinen zu erhöhen, was zu Brennstoff- und Stromeinsparungen führt, ohne dass die Anlagen aufwendig umgebaut werden müssen. Außerdem führt der hydraulische Verschluss auch zu einer Neutralisierung von Schadstoffen in Abgasen. Der hydraulische Verschluss kann nicht nur mit einer speziellen Wasserlösung versehen sein, die mit Schadstoffen in Abgasen reagiert, sondern er führt auch zu einer Verringerung des Lärmpegels.The hydraulic shutter is therefore suitable for increasing the efficiency of heating and cooling machines, which leads to fuel and power savings, without the plants need to be rebuilt consuming. In addition, the hydraulic closure also leads to a neutralization of pollutants in exhaust gases. The hydraulic lock can not only be provided with a special water solution that reacts with pollutants in exhaust gases, but it also leads to a reduction of the noise level.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform sieht ein kupfernes U-Rohr in Siphonform mit Flanschen am Ende des Rohres vor. In diesem hydraulischen Verschluss befinden sich eine Flüssigkeit und ein Wärmetauscher aus Kupfer. Bei der Verwendung dieses hydraulischen Verschlusses nimmt die Flüssigkeit anfangs die Wärme bzw. Kälte aus den Abgasen und der Luft auf, die durch die Flüssigkeit hindurchströmen. Dann gibt die Flüssigkeit ihre Wärme bzw. Kälte an den Wärmetauscher ab. Der Wärmetauscher kann aus einem Schlangenrohr bestehen, das aus Kupferrohren mit ovalem Querschnitt zusammengelötet wurde. Dabei können die Rohre untereinander durch viele Kupferplatten geteilt werden, wodurch der Wärmetauscher eine besonders große Oberfläche erhält. Es versteht sich, dass zur Reduktion des aerodynamischen und hydraulischen Widerstandes der Durchmesser des hydraulischen Verschlusses größer sein sollte als der Durchmesser des Zulaufs und des Ablaufs, damit im hydraulischen Verschluss genügend freie Durchgangsfläche verbleibt, dass auch bei einer Befüllung des Flüssigkeitsbereichs mit einer Flüssigkeit Gas mit minimalen Widerstand durch den hydraulischen Verschluss hindurchströmen kann.A particularly advantageous embodiment provides a copper U-tube in siphon form with flanges at the end of the tube. In this hydraulic lock are a liquid and a heat exchanger made of copper. When using this hydraulic closure, the liquid initially absorbs the heat or cold from the exhaust gases and the air flowing through the liquid. Then the liquid releases its heat or cold to the heat exchanger. The heat exchanger may consist of a serpentine tube soldered together from oval cross-section copper tubes. The tubes can be shared with each other by many copper plates, whereby the heat exchanger receives a particularly large surface area. It is understood that in order to reduce the aerodynamic and hydraulic resistance of the diameter of the hydraulic shutter should be greater than the diameter of the inlet and the drain, so that sufficient free passage area remains in the hydraulic shutter that even with a filling of the liquid area with a liquid gas with minimal resistance can flow through the hydraulic closure.
Zur bequemeren Verwendung wurden an den Enden des hydraulischen Verschlusses Flansche angebracht. Zur Verringerung des aerodynamischen und hydraulischen Widerstandes muss der Durchmesser des hydraulischen Verschlusses größer sein als der Durchmesser des Rauchabzugs-, Abgas- bzw. Entlüftungsrohres.For ease of use, flanges were attached to the ends of the hydraulic lock. To reduce the aerodynamic and hydraulic resistance, the diameter of the hydraulic shutter must be greater than the diameter of the flue, exhaust or vent pipe.
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102014015331.2A DE102014015331A1 (en) | 2014-09-18 | 2014-10-17 | Hydraulic lock |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102014013561 | 2014-09-18 | ||
DE102014013561.6 | 2014-09-18 | ||
DE102014015331.2A DE102014015331A1 (en) | 2014-09-18 | 2014-10-17 | Hydraulic lock |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102014015331A1 true DE102014015331A1 (en) | 2016-03-24 |
Family
ID=55444373
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102014015331.2A Withdrawn DE102014015331A1 (en) | 2014-09-18 | 2014-10-17 | Hydraulic lock |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102014015331A1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19622438A1 (en) * | 1995-06-06 | 1996-12-12 | Eltek Spa | Appliance for controlling liquid flow in closed circulation system |
WO2009156010A1 (en) * | 2008-06-26 | 2009-12-30 | Belparts | Flow control system |
-
2014
- 2014-10-17 DE DE102014015331.2A patent/DE102014015331A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19622438A1 (en) * | 1995-06-06 | 1996-12-12 | Eltek Spa | Appliance for controlling liquid flow in closed circulation system |
WO2009156010A1 (en) * | 2008-06-26 | 2009-12-30 | Belparts | Flow control system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE202018103280U1 (en) | Flue gas desulfurization system Heating | |
DE112011104756B4 (en) | Plant for non-contact sludge drying by means of flue gas waste heat | |
DE3614385C2 (en) | ||
DE102013000424A1 (en) | Method and device for protecting heat exchanger tubes and ceramic component | |
DE2512233A1 (en) | Hot water boiler with calorifier - has economiser using intermediate water moving in counterflow as heat transfer medium (NL220976) | |
DE10230610A1 (en) | Method and device for preventing deposits in steam systems | |
DE202012103912U1 (en) | steam generator | |
DE112013004744B4 (en) | Indirect exhaust gas reheater with natural circulation | |
DE3716610C2 (en) | ||
DE102013213237A1 (en) | Method for feeding feed water into a heating system and heating system | |
DE102014015331A1 (en) | Hydraulic lock | |
DE202006003153U1 (en) | Heat energy recovery assembly for oil- or gas-fired bread baking oven has ultra thin heat exchanger housing | |
DE3208378A1 (en) | CEILING RADIATION HEATING AND METHOD FOR THEIR OPERATION | |
EP2083218A2 (en) | Chimney system | |
CH618253A5 (en) | Method and device for increasing the lift of smoke gas after it has been washed in a desulphurisation installation | |
DE2009377A1 (en) | Honzontal fired heat exchanger | |
WO2015036109A1 (en) | Method and device for wet quenching of hot coke | |
EP2959120A2 (en) | Condensate preheater for a waste-heat steam generator | |
DE1291046B (en) | Incinerator for low-quality fuels, e.g. B. garbage, with heat exchanger for flue gas cooling | |
DE3511669C2 (en) | Process for removing gaseous pollutants from flue gases, and device for carrying out the process | |
DE847196C (en) | Steam and steam water drainage system | |
DE2444909A1 (en) | Peak-load gas turbine operating system - passes after-cooling and scavenging air through coldest heat exchanger part | |
DE20106186U1 (en) | Energy recovery facility | |
DE3643237A1 (en) | Method and device for reheating cleaned flue gases | |
CH672177A5 (en) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: PATENTANWALTSKANZLEI LIERMANN-CASTELL, DE |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |