DE102015202395A1

DE102015202395A1 - Verbrennungstechnische oder elektrochemische Anlage mit Gebläse und Kondensatsiphon

Info

Publication number: DE102015202395A1
Application number: DE102015202395.8A
Authority: DE
Inventors: Jens Funcke; Andreas Reinert; Norman Leonhard Reinke; Peter Freidank
Original assignee: Vaillant GmbH
Current assignee: Vaillant GmbH
Priority date: 2015-02-11
Filing date: 2015-02-11
Publication date: 2016-08-11
Also published as: EP3056812B1; EP3056812A1

Abstract

Bei einer Verbrennungstechnische oder elektrochemische Anlage mit Gebläse (6) und Kondensatabführung, welche über eine Abgasleitung (1) und einen Kondensatsiphon (7) verfügt, bei der die Abgasleitung (1) direkt oder über indirekt in das Gebläse (6) mündet, das ist Gebläse (6) derart angeordnet, dass der Gebläseausgang (12) horizontal oder nach unten erfolgt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine verbrennungstechnische oder elektrochemische Anlage mit Gebläse und Kondensatabführung.
Bei verbrennungstechnischen oder elektrochemischen Anlagen, bei welchen wasserstoffhaltige Brenngase oder Brennstoffe reagieren, entsteht im Abgas Wasserdampf. Beim Abkühlen des Abgases kondensiert der Wasserdampf und Kondensat entsteht; letztgenanntes muss abgeführt werden. Die Kondensatleitung verfügt in der Regel über einen Siphon, um Abgasaustritt über die Kondensatleitung zu vermeiden.
Häufig verfügen diese verbrennungstechnischen oder elektrochemischen Anlagen über ein Sauggebläse, welches die Reaktionsgase durch die Anlage saugen. Beispielsweise bei Brennstoffzellenanlagen wird ein vergleichsweise großer Unterdruck benötigt. Ist der Siphon stromauf des Sauggebläses, so ist eine entsprechend große Sperrhöhe des Siphons notwendig. Bei Brennstoffzellenheizgeräten gemäß dem Stand der Technik beträgt die Sperrhöhe mehr als 30 cm. Hierbei besteht das Problem, dass der Siphon zum Beispiel bei langen Betriebspausen austrocknen kann. Ist vergleichsweise wenig Kondensat im Siphon, so kann die Kondensatsäule dem Unterdruck nicht genügend Widerstand entgegen setzen; der Siphon wird leer gesaugt. Das Kondensat gelangt dabei in das Gebläse. Hierbei besteht das Problem, dass insbesondere dann, wenn der Druckstutzen des Gebläses nach oben mündet, das Kondensat unzureichend abgeführt wird und saures Kondensat im Gebläse verbleibt, welches einerseits das Gebläse angreift und andererseits über die Antriebswelle unkontrolliert nach außen gelangen kann, so dass auch der Antriebsmotor beschädigt werden kann.
Um dieses Problem zu lösen, werden häufig Schwimmerkondensatabscheider eingesetzt; diese sind jedoch schmutzanfällig, wodurch nach einer geraumen Betriebszeit häufig ein Dichtheitsprobleme auftritt und / oder kein Kondensat abfließt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer verbrennungstechnischen oder elektrochemischen Anlage mit Gebläse und Kondensatabführung einen sicheren Betrieb zu gewährleisten.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Abgasleitung der verbrennungstechnischen oder elektrochemischen Anlage direkt oder über indirekt in das Gebläse mündet, wobei das Gebläse derart angeordnet ist, dass der Gebläseausgang horizontal oder nach unten erfolgt. Hierdurch kann Kondensat, das in das Gebläse fließt, auch wieder aus dem Gebläse abfließen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche.
Ist die Kondensatabführung mit Siphon stromab des Gebläses angeordnet, so ergibt sich der Vorteil, dass der Siphon nicht ausgesaugt werden kann.
Ist stromauf des Gebläses eine Kondensatneutralisierungseinheit angeordnet, wobei diese über kondensatneutralisierende Mittel in einem Auffangbehälter verfügt, so kann das saure Kondensat neutralisiert werden, so dass es die folgenden Aggregate nicht angreifen kann.
Hierbei verfügt die Kondensatneutralisierungseinheit über einen Kondensatzulauf, über welchen das Kondensat von der verbrennungstechnischen oder elektrochemischen Anlage zufließt. Sie verfügt ferner über eine Kondensatabführung, die mit dem Gebläseingang verbunden ist.
Sind die Teile des Gebläses, insbesondere das Gehäuse und der Ventilator aus einem Kunststoff wie Polyamid oder Polyphenylensulfid hergestellt, so kann das Kondensat aufgrund seiner thermischen und chemischen Beständigkeit dieses Material wenig angreifen, insbesondere dann, wenn das Kondensat bereits vor dem Gebläse neutralisiert ist. Während herkömmlicherweise Gebläse aus Polyamid (PA) hergestellt werden, hat sich der Werkstoff Polyphenylensulfid (PPS) für die Erfindung als besonders vorteilhaft herausgestellt. Das Polyphenylensulfid kann hierbei auch glasfaserverstärkt verwendet werden.
Ist ein Sicherheitstemperaturbegrenzer stromab der verbrennungstechnischen oder elektrochemischen Anlage angeordnet, so kann eine thermische Materialschädigung vermieden werden.
Eine Abgasrückschlagklappe kann das Eindringen von Abgasen anderer Anlagen über eine gemeinsame Abgasableitung vermeiden.
Die Erfindung wird nun anhand der Figuren detailliert erläutert.
Hierbei zeigt die 1 die Vorrichtung von der eine Abgasleitung 1 einer nicht gezeigten verbrennungstechnischen oder elektrochemischen Anlage bis hin zur Abgasabführung 9 in die Umgebung. Die Abgasleitung 1 führt zu einer Kondensatneutralisierungseinheit 8 mit einem Auffangbehälter 4, in dem sich kondensatneutralisierende Mittel befinden. In der Abgasleitung 1 befindet sich ein schräg angeordnetes Führungsblech 10, so dass sich am Ende der Abgasleitung 1 oberhalb des Auffangbehälters 4 ein Kondensatzulauf 2 ergibt. Von dem Auffangbehälter 4 führt horizontal die Abgasleitung 1 weiter zu einem Gebläseeingang 11 eines Gebläse 6. Das Gebläse 6 verfügt über ein Kunststoffgehäuse und einen Kunststoffventilator. Eine Kondensatabführung 5 mündet als Überlauf aus dem Auffangbehälter 4 in diese Verbindung. Der Gebläseausgang 12 des Gebläses 6 ist mit der Abgasabführung 9 verbunden, wobei an diese eine Kondensatleitung mit Kondensatsiphon 7 angeschlossen ist. 2 zeigt die Anordnung des Gebläses 6 im Detail. Der Gebläseausgang 12 ist horizontal angeordnet.
Beim Betrieb strömt Abgas 3 aus der verbrennungstechnischen oder elektrochemischen Anlage durch die Abgasleitung 1 nach unten. Kondensat wird an dem Führungsblech 10 nach links unten geleitet, so dass das Kondensat in den Kondensatzulauf 2 des Auffangbehälters 4 tropft. Das Kondensat sammelt sich in dem Auffangbehälter 4 und wird dort von kondensatneutralisierenden Mitteln neutralisiert. Eine Labyrinthkörper 13 ist derart im Auffangbehälter 4 angeordnet, dass das Kondensat auf dem Weg zur Kondensatabführung 5 mehrfach umgelenkt wird. Zwischen Kondensatzulauf 2 und Kondensatabführung 5 erhebt sich der Labyrinthkörper 13 über das unterste Niveau der Verbindung zwischen Kondensatabführung 5 und Gebläseingang 11, so dass vom Kondensatzulauf 2 kein Kondensat direkt in das Gebläse 6 laufen kann, sondern stets durch den Auffangbehälters 4 innerhalb des Labyrinthkörpers 13 fließt. Das neutralisierte Kondensat fließt in den Gebläseeingang 11 und verliert dort horizontal betrachtet an Höhe. Der nicht weiter dargestellte Rotor des Gebläses 6 fördert das Kondensat zusammen mit dem Abgas horizontal nach rechts. Während das Abgas nach oben umgelenkt wird und nach oben durch die Abgasabführung 9 in die Umgebung entweicht, fließt das Kondensat stromab des Gebläses 6 durch die Kondensatleitung mit Kondensatsiphon 7.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebene Ausführungsform begrenzt. So kann es sich bei der verbrennungstechnischen oder elektrochemischen Anlage um ein Brennwertheizgerät handeln. Der Gebläseausgang 12 kann in Strömungsrichtung nach unten geneigt sein, um den Kondensatabfluss zu fördern.
Optional kann ein oberhalb des Labyrinthkörpers 13 angeordneter Temperatursensor als Sicherheitstemperaturbegrenzer gewährleisten, dass es zu keiner Materialschädigung, insbesondere des Kunststoffs, bei Überhitzung kommt. Misst dieser Sensor eine Temperatur knapp unterhalb der Schmelztemperatur des Kunststoffs, so wird die verbrennungstechnische oder elektrochemische Anlage abgeschaltet.
Ist die verbrennungstechnische oder elektrochemische Anlage nicht alleine an die Abgasabführung 9 angeschlossen, so besteht die Gefahr, dass Abgase dieser weiteren Anlagen über die gemeinsame Abgasabführung 9 in eine andere Anlage strömen. Dafür kann jeweils eine Abgasrückschlagklappe das Eindringen von Abgasen anderen Anlagen verhindern. Die Abgasrückschlagklappe kann stromab des Gebläses 6, zwischen Gebläse 6 und Kondensatneutralisierungseinheit 8 oder zwischen Labyrinthkörper 13 und Führungsblech 10 angeordnet sein.
Bezugszeichenliste

1: Abgasleitung
2: Kondensatzulauf
3: Abgasstrom
4: Auffangbehälter
5: Kondensatabführung
6: Gebläses
7: Kondensatsiphon
8: Kondensatneutralisierungseinheit
9: Abgasabführung
10: Führungsblech
11: Gebläseeingang
12: Gebläseausgang
13: Labyrinthkörper

Claims

Verbrennungstechnische oder elektrochemische Anlage mit Gebläse (6) und Kondensatabführung, welche über eine Abgasleitung (1) und einen Kondensatsiphon (7) verfügt, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasleitung (1) direkt oder über indirekt in das Gebläse (6) mündet, wobei das Gebläse (6) derart angeordnet ist, dass der Gebläseausgang (12) horizontal oder nach unten angeordnet ist.
Verbrennungstechnische oder elektrochemische Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass stromab des Gebläses (6) der Kondensatsiphon (7) angeordnet ist.
Verbrennungstechnische oder elektrochemische Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass stromauf des Gebläses (6) eine Kondensatneutralisierungseinheit (8) angeordnet ist, diese Kondensatneutralisierungseinheit (8) über kondensatneutralisierende Mittel in einem Auffangbehälter (4), einen Kondensatzulauf (2) und eine Kondensatabführung (5) verfügt, wobei die Kondensatabführung (5) mit dem Gebläseingang (11) verbunden ist.
Verbrennungstechnische oder elektrochemische Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse und / oder der Ventilator des Gebläses (6) aus Kunststoff, vorzugsweise Polyamid oder Polyphenylensulfid hergestellt ist.
Verbrennungstechnische oder elektrochemische Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff glasfaserverstärkt ist.
Verbrennungstechnische oder elektrochemische Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sicherheitstemperaturbegrenzer stromab der verbrennungstechnischen oder elektrochemischen Anlage angeordnet ist.
Verbrennungstechnische oder elektrochemische Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abgasrückschlagklappe vorzugsweise stromab des Gebläses (6), zwischen Gebläse (6) und Kondensatneutralisierungseinheit (8) oder zwischen Labyrinthkörper (13) und Führungsblech (10) angeordnet ist.