DE19804989B4 - Method and device for preheating combustion air supplied to a burner of a combustion system - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Vorwärmen einer einem Brenner einer Feuerungsanlage zugeführten Verbrennungsluft, bei dem die Verbrennungsluft vor dem Eintritt in den Brenner durch einen Luftvorwärmer geführt wird, in dem die Verbrennungsluft Wärme aus einer Wärmetauschflüssigkeit aufnimmt, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Abgas der Feuerungsanlage durch einen Restwärmetauscher geführt wird, wobei im Abgas enthaltener Wasserdampf in dem Restwärmetauscher zumindest teilweise zu einem Kondensat kondensiert, welches dem Luftvorwärmer als Wärmetauschflüssigkeit zugeführt wird, und
daß das Kondensat in einem Kondensatkreislauf geführt wird, welcher den Luftvorwärmer und den Restwärmetauscher umfaßt,
wobei die Verbrennungsluft in dem Luftvorwärmer und das Abgas in dem Restwärmetauscher unmittelbar mit dem im Kreislauf geführten Kondensat in Kontakt kommen.Method for preheating a combustion air supplied to a burner of a combustion system, in which the combustion air is passed through an air preheater before entering the burner, in which the combustion air absorbs heat from a heat exchange liquid, characterized in that
that an exhaust gas from the combustion system is passed through a residual heat exchanger, the water vapor contained in the exhaust gas at least partially condensing in the residual heat exchanger to form a condensate which is fed to the air preheater as a heat exchange liquid, and
that the condensate is guided in a condensate circuit which includes the air preheater and the residual heat exchanger,
the combustion air in the air preheater and the exhaust gas in the residual heat exchanger come into direct contact with the circulated condensate.

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorwärmen einer einem Brenner einer Feuerungsanlage zugeführten Verbrennungsluft, bei dem die Verbrennungsluft vor dem Eintritt in den Brenner durch einen Luftvorwärmer geführt wird.The present invention relates to a method of preheating a combustion air fed to a burner of a combustion system, in which the combustion air before entering the burner through a air preheater guided becomes.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Vorwärmen einer einem Brenner einer Feuerungsanlage zugeführten Verbrennungsluft, umfassend einen von der Verbrennungsluft vor dem Eintritt in den Brenner durchströmten Luftvorwärmer.The present invention further relates to a device for preheating a combustion air supplied to a burner of a furnace, comprising an air preheater through which the combustion air flows before entering the burner.

Solche Verfahren und Vorrichtungen sind bekannt.Such methods and devices are known.

Insbesondere ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vorwärmen der Verbrennungsluft bekannt, bei dem bzw. bei der das Abgas der Feuerungsanlage durch ein doppelwandiges Abgasrohr zu einem Schornstein der Feuerungsanlage strömt und die Verbrennungsluft vor dem Eintritt in den Brenner im Gegenstrom durch die Wandung des doppelwandigen Abgasrohrs geführt wird, so daß in dem doppelwandigen Abgasrohr Wärme von dem heißen Abgas an die kalte Verbrennungsluft abgegeben wird.In particular, a method and a device for preheating the combustion air is known, in which the exhaust gas Firing system through a double-walled exhaust pipe to a chimney the furnace flows and the combustion air in counterflow before entering the burner is led through the wall of the double-walled exhaust pipe, so that in the double-walled exhaust pipe heat of the hot Exhaust gas is released into the cold combustion air.

Hierbei ist von Nachteil, daß aufgrund des schlechten Wärmeübergangs zwischen dem gasförmigen Abgas und der gasförmigen Verbrennungsluft die Wärmetauschfläche des doppelwandigen Abgasrohres sehr groß sein muß.The disadvantage of this is that the poor heat transfer between the gaseous Exhaust gas and the gaseous Combustion air the heat exchange surface of the double-walled exhaust pipe must be very large.

Ferner sind die Wärmekapazitäten des Abgases einerseits und der Verbrennungsluft andererseits annähernd gleich groß, so daß aufgrund der Erhaltungsgleichungen die Verbrennungsluft nur die fühlbare Abgaswärme aufnehmen kann.Furthermore, the heat capacities of the exhaust gas are on the one hand and the combustion air on the other hand approximately the same size, so that due to of the conservation equations, the combustion air only absorbs the sensible exhaust gas heat can.

Aus der DE 27 16 409 A1 , der US-Patentschrift 3,426,733 und der US-Patentschrift 2,681,047 sind Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 und Vorrichtungen mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 19 bekannt.From the DE 27 16 409 A1 , US Pat. No. 3,426,733 and US Pat. No. 2,681,047, methods with the features of the preamble of claim 1 and devices with the features of the preamble of claim 19 are known.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem der Wärmeübergang auf die Verbrennungsluft verbessert und die auf die Verbrennungsluft übertragbare Wärmemenge vergrößert ist.The present invention lies the task is based on a method of the type mentioned create where the heat transfer improved to the combustion air and the transferable to the combustion air heat is enlarged.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by a Method according to claim 1 solved.

Das erfindungsgemäße Konzept bietet den Vorteil, daß der Wärmeübergang von der Wärmetauschflüssigkeit auf die Verbrennungsluft rascher erfolgt und eine kleinere Wärmetauschfläche benötigt.The concept according to the invention offers the advantage that the Heat transfer from the heat exchange fluid the combustion air takes place more quickly and requires a smaller heat exchange surface.

Ferner ist die in dem Luftvorwärmer auf die Verbrennungsluft übertragbare Wärmemenge nicht mehr auf den Betrag der fühlbaren Abgaswärme beschränkt.Furthermore, the air preheater is on the combustion air transferable heat no longer on the amount of palpable exhaust heat limited.

Dadurch, daß die Verbrennungsluft in dem Luftvorwärmer unmittelbar mit der Wärmetauschflüssigkeit in Kontakt kommt, ist es möglich, daß die Verbren nungsluft nicht nur erwärmt, sondern zugleich auch befeuchtet wird, so daß also die Verbrennungsluft nicht nur fühlbare, sondern auch latente Wärme aufnimmt.Because the combustion air in the air preheater immediately with the heat exchange fluid comes into contact, it is possible that the Combustion air not only warms, but is also humidified at the same time, so that the combustion air not just tangible, but also absorbs latent heat.

Ein zusätzlicher Vorteil der Luftbefeuchtung besteht darin, daß hierdurch die Stickoxidbildung bei der nachfolgenden Verbrennung in dem Brenner der Feuerungsanlage reduziert wird.There is an additional advantage of air humidification in that the nitrogen oxide formation during the subsequent combustion in the burner the furnace is reduced.

Durch die Luftbefeuchtung wird nämlich der prozentuale Massenanteil der inerten Bestandteile der Verbrennungsluft (im wesentlichen Stickstoff und Wasser) auf Kosten des prozentualen Sauerstoff-Massenanteils erhöht, was eine Verringerung der Flammentemperatur des Brenners zur Folge hat. Bei einer geringeren Temperatur und somit geringeren Reaktionsgeschwindigkeiten wird ein geringerer Stickoxidanteil erzeugt.Because of the humidification, the percentage Mass fraction of the inert components of the combustion air (essentially Nitrogen and water) at the expense of the percentage oxygen mass elevated, which results in a reduction in the flame temperature of the burner Has. At a lower temperature and thus lower reaction speeds a lower nitrogen oxide content is generated.

Die Stickoxidbildungsreaktion läuft vergleichsweise langsam ab und erreicht in der Flamme daher nicht das chemische Gleichgewicht, weil die Verweilzeit auf dem entsprechenden Temperaturniveau vergleichsweise gering ist. Deshalb wird der Stickoxidanteil im wesentlichen durch die Geschwindigkeit der Bildungsreaktion bestimmt.The nitrogen oxide formation reaction runs comparatively slowly and therefore does not reach the chemical in the flame Equilibrium because the dwell time at the appropriate temperature level is comparatively small. Therefore, the nitrogen oxide content in the essentially determined by the speed of the formation reaction.

Möglichkeiten zur Reduktion der Stickoxidbildung bestehen darin, die Flammentemperatur zu senken und/oder die Verweilzeit in der Flamme zu verkürzen. Beide Maßnahmen führen üblicherweise zu einem unerwünschten Anstieg des Kohlenmonoxidgehaltes im Abgas.possibilities To reduce nitrogen oxide formation, the flame temperature lower and / or shorten the dwell time in the flame. Both activities usually lead to an unwanted Increase in the carbon monoxide content in the exhaust gas.

Senkt man die Flammentemperatur jedoch durch Luftbefeuchtung ab, so bleibt ein Anstieg des Kohlenmonoxidanteils aus, weil der in der Verbrennungsluft enthaltene Wasserdampf auch bei erniedrigter Flammentemperatur als partielles Oxidationsmittel für Kohlenmonoxid wirkt.However, if you lower the flame temperature Humidification, there remains an increase in the carbon monoxide content because the water vapor contained in the combustion air also at a reduced flame temperature as a partial oxidizing agent for carbon monoxide acts.

Alternativ oder ergänzend zu einer Befeuchtung der Verbrennungsluft kann der Massenanteil der inerten Bestandteile der Verbrennungsluft dadurch erhöht werden, daß der Verbrennungsluft vor dem Eintritt in den Brenner ein Teil eines Abgases der Feuerungsanlage zugemischt wird. Auch dies hat eine Verringerung der Stickoxidbildung zur Folge.Alternatively or in addition to Humidification of the combustion air can cause the mass fraction of the inert Components of the combustion air are increased in that the combustion air before entering the burner, part of an exhaust gas from the combustion system is admixed. This also has a reduction in nitrogen oxide formation result.

Vorzugsweise wird dabei das Abgas der Feuerungsanlage durch einen Restwärmetauscher geführt, wobei das Abgas gekühlt wird, und ein Teil des gekühlten Abgases der Verbrennungsluft zugemischt.Preferably, the exhaust gas the firing system through a residual heat exchanger, whereby the exhaust gas cooled will, and part of the chilled Exhaust gas mixed with the combustion air.

Der der Verbrennungsluft zugemischte Teil des Abgases beträgt vorzugsweise ungefähr ein Massenprozent bis ungefähr fünf Massenprozente des Abgases der Feuerungsanlage.The one mixed with the combustion air Part of the exhaust gas preferably approximately a mass percentage to about five percent by mass of Exhaust gas from the furnace.

Der Teil des Abgases kann der Verbrennungsluft vor deren Eintritt in den Luftvorwärmer zugemischt werden. Insbesondere dann, wenn die Verbrennungsluft in dem Luftvorwärmer unmittelbar mit der Wärmetauschflüssigkeit in Kontakt kommt, wird in diesem Fall erreicht, daß mittels der Wärmetauschflüssigkeit im zugemischten Abgas enthaltene Schadstoffe, beispielsweise SO2, ausgewaschen werden.The part of the exhaust gas can be mixed with the combustion air before it enters the air preheater. Especially when the combustion air is immediately present in the air preheater the heat exchange liquid comes into contact, in this case it is achieved that pollutants contained in the mixed exhaust gas, for example SO 2 , are washed out by means of the heat exchange liquid.

Besonders günstig ist es jedoch, wenn der Teil des Abgases der Verbrennungsluft nach deren Austritt aus dem Luftvorwärmer zugemischt wird. Insbesondere dann, wenn das Abgas vor dem Zumischen gekühlt wird, wird in diesem Fall erreicht, daß das in den Brenner eintretende Gemisch aus Verbrennungsluft und Abgas eine geringere Temperatur aufweist, was die Flammentemperatur und damit die Produktion von Stickoxiden im Brenner reduziert.However, it is particularly favorable if the part the exhaust gas is mixed with the combustion air after it emerges from the air preheater becomes. Especially if the exhaust gas is cooled before it is mixed in, is achieved in this case that that entering the burner Mixture of combustion air and exhaust gas has a lower temperature, what the flame temperature and thus the production of nitrogen oxides reduced in the burner.

Eine große Grenzfläche zwischen der Wärmetauschflüssigkeit und der zu erwärmenden Verbrennungsluft kann dadurch erzeugt werden, daß in dem Luftvorwärmer mindestens ein frei durch den Luftvorwärmer fallender Wärmetauschflüssigkeitsstrahl erzeugt wird.A large interface between the heat exchange fluid and the one to be heated Combustion air can be generated in that at least in the air preheater one free through the air preheater falling heat exchange fluid jet is produced.

Eine besonders große spezifische Oberfläche der Wärmetauschflüssigkeit in dem Luftvorwärmer wird erzielt, wenn der Wärmetauschflüssigkeitsstrahl so erzeugt wird, daß er in dem Luftvorwärmer in ein Wärmetauschflüssigkeitsspray zerfällt.A particularly large specific surface the heat exchange fluid in the air preheater is achieved when the heat exchange liquid jet is generated so that it in the air preheater in a heat exchange liquid spray decays.

Besonders günstig ist es, wenn der Wärmetauschflüssigkeitsstrahl so erzeugt wird, daß er in dem Luftvorwärmer in ein monodisperses Wärmetauschflüssigkeitsspray zerfällt.It is particularly favorable if the heat exchange liquid jet is generated so that it in the air preheater in a monodisperse heat exchange liquid spray decays.

Ein monodisperses Wärmetauschflüssigkeitsspray wird in diesem Zusammenhang mit Hilfe des Tropfengrößenspektrums wie folgt definiert: Es sei d0.05 der Tropfendurchmesser, für den gilt, daß alle Tropfen des Wärmetauschflüssigkeitssprays, deren Durchmesser kleiner ist als dieser Durchmesser, zusammen 5 %des Flüssigkeitsvolumens des Sprays beinhalten.A monodisperse heat exchange liquid spray is defined in this context with the aid of the drop size spectrum as follows: Let d 0.05 be the drop diameter for which it applies that all drops of the heat exchange liquid spray whose diameter is smaller than this diameter together comprise 5% of the liquid volume of the spray.

Ferner sei d0.95 der Tropfendurchmesser, für den gilt, daß alle Tropfen des Wärmetauschflüssigkeitssprays, deren Durchmesser größer ist als dieser Durchmesser, zusammen 5 % des Flüssigkeitsvolumens des Sprays beinhalten.Furthermore, let d 0.95 be the drop diameter, for which it applies that all drops of the heat exchange liquid spray whose diameter is larger than this diameter together comprise 5% of the liquid volume of the spray.

Dann soll ein Wärmetauschflüssigkeitsspray als monodispers gelten, wenn das Verhältnis des Durchmessers d0.95 zu dem Durchmesser d0.05 kleiner ist als ungefähr 1,2.Then a heat exchange liquid spray is said to be monodisperse if the ratio of the diameter d 0.95 to the diameter d 0.05 is less than approximately 1.2.

Ein monodisperses Wärmetauschflüssigkeitsspray weist also eine sehr schmale Tropfengrößenverteilung auf. Der mittlere Tropfendurchmesser kann daher so gewählt werden, daß er nur knapp oberhalb des Mindestdurchmessers liegt, ab dem ein Wärmetauschflüssigkeitstropfen nicht mehr vom Verbrennungsluftstrom mitgerissen wird, weil es in dem Wärmetauschflüssigkeitsspray nur wenige Tropfen gibt, die einen wesentlich kleineren Durchmesser als den mittleren Tropfendurchmesser aufweisen.A monodisperse heat exchange liquid spray thus has a very narrow droplet size distribution. The average drop diameter can therefore chosen so be that he is only just above the minimum diameter from which a drop of heat exchange fluid drops is no longer carried away by the combustion air flow because it is in the heat exchange liquid spray there are only a few drops that have a much smaller diameter than the average drop diameter.

Da es andererseits auch nur relativ wenige Tropfen mit einem deutlich größeren Durchmesser als dem mittleren Tropfendurchmesser in dem Wärmetauschflüssigkeitsspray gibt, bietet das monodisperse Wärmetauschflüssigkeitsspray überdies eine sehr große spezifische Wärmetauschfläche.On the other hand, since it is only relative a few drops with a significantly larger diameter than the middle one Drop diameter in the heat exchange liquid spray there, the monodisperse heat exchange liquid spray also offers a very big one specific heat exchange surface.

Ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß durch Auftreffen von Tropfen des durch Zerfall des Wärmetauschflüssigkeitsstrahls entstandenen Wärmetauschflüssigkeitssprays auf eine Zerstäuberplatte ein Verdampfungs-Wärmetauschflüssigkeitsspray erzeugt wird, das eine kleinere mittlere Tropfengröße aufweist, so wird dadurch die Verdampfung der Wärmetauschflüssigkeit und damit die Befeuchtung der Verbrennungsluft erleichtert.Is advantageously provided that by striking of droplets from the decay of the heat exchange liquid jet Heat exchange fluid sprays on an atomizer plate Evaporation heat exchange liquid spray generated that has a smaller average drop size, it will the evaporation of the heat exchange fluid and thus facilitates the humidification of the combustion air.

Günstig ist es, wenn ein Lochblech als Zerstäuberplatte verwendet wird, da ein solches Lochblech sowohl für die durch den Luftvorwärmer strömende Verbrennungsluft als auch für die Wärmetauschflüssigkeit teilweise durchlässig ist, so daß weder der Verbrennungsluftstrom noch der Kondensatstrom durch den Luftvorwärmer durch die Zerstäuberplatte unterbrochen werden.Cheap is when a perforated plate is used as an atomizing plate, such a perforated plate for both the combustion air flowing through the air preheater for as well the heat exchange fluid partially permeable is so that neither the combustion air flow or the condensate flow through the air preheater the atomizer plate to be interrupted.

Vorteilhafterweise wird eine von einer Eintrittsöffnung der Verbrennungsluft in den Luftvorwärmer weg geneigte Zerstäuberplatte verwendet. Dadurch wird erreicht, daß nur wenige oder gar keine der durch Zerstäubung an der Zerstäuberplatte gebildeten Tröpfchen des Verdampfungs-Wärmetauschflüssigkeitssprays durch die Eintrittsöffnung in eine Zuführleitung für die Verbrennungsluft gelangen und dort zu Korrosion und Ablagerungen führen können. Deshalb kann auf einen Tropfenabscheider an der Eintrittsöffnung für die Verbrennungsluft verzichtet werden.Advantageously, one of an entrance opening atomizing plate inclined away from the combustion air in the air preheater used. This ensures that only a few or none of the by atomization on the atomizer plate formed droplets of the evaporative heat exchange liquid spray through the entrance opening into a feed line for the Combustion air get there and there to corrosion and deposits to lead can. Therefore can on a droplet separator at the inlet for the combustion air to be dispensed with.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn eine unter einem Winkel von ungefähr 50° bis ungefähr 75° gegen die Richtung des frei fallenden Wärmetauschflüssigkeitsstrahls ausgerichtete Zerstäuberplatte verwendet wird.It has been particularly advantageous were found to be at an angle of approximately 50 ° to approximately 75 ° against the Direction of the freely falling heat exchange liquid jet aligned atomizer plate is used.

Alternativ oder ergänzend hierzu ist es möglich, eine oder mehrere horizontal ausgerichtete Zerstäuberplatten zu verwenden. Dies ist insbesondere bei zylindrischen Luftvorwärmern von Vorteil, da eine den gesamten Querschnitt des Luftvorwärmers überdeckende Zerstäuberplatte bei horizontaler Ausrichtung derselben eine einfache Kreisform aufweisen kann.Alternatively or in addition to this Is it possible, to use one or more horizontally aligned atomizer plates. This is particularly advantageous for cylindrical air preheaters, because one of the atomizer plate covering the entire cross section of the air preheater can have a simple circular shape when aligned horizontally.

Ferner kann auch vorgesehen sein, eine oder mehrere Zerstäuberplatten zu verwenden, die einen nahe der Eintrittsöffnung der Verbrennungsluft in den Luftvorwärmer angeordneten Bereich, welcher von der Eintrittsöffnung weg geneigt ist, und einen weiter von der Eintrittsöffnung entfernten horizontalen Bereich aufweisen.It can also be provided one or more atomizer plates to use the one near the inlet opening of the combustion air the air preheater arranged area which is inclined away from the inlet opening, and one further from the entrance opening have distant horizontal area.

In diesem Fall überdeckt der horizontale Bereich vorzugsweise ungefähr die Hälfte bis ungefähr drei Viertel der Querschnittsfläche des Luftvorwärmers.In this case, the horizontal area overlaps preferably approximately the half until about three Quarter of the cross-sectional area of the air preheater.

Zur Vergrößerung der Wärmetauschfläche im Luftvorwärmer werden vorteilhafterweise mehrere Wärmetauschflüssigkeits strahlen durch Ausströmen der Wärmetauschflüssigkeit aus jeweils einer Düsenbohrung erzeugt.To increase the heat exchange area in the air preheater advantageously radiate several heat exchange liquid by emanating the Heat exchange fluid from one nozzle bore each generated.

Bislang wurden noch keine näheren Angaben zur Art der verwendeten Wärmetauschflüssigkeit gemacht. Ferner wurde noch nicht angegeben, woher die Wärmetauschflüssigkeit die auf die Verbrennungsluft zu übertragende Wärmemenge aufnimmt.No details have yet been provided made to the type of heat exchange fluid used. Furthermore, it has not yet been specified where the heat exchange fluid is from the combustion air to be transferred heat receives.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird ein Abgas der Feuerungsanlage durch einen Restwärmetauscher geführt, wobei im Abgas enthaltener Wasserdampf in dem Restwärmetauscher zumindest teilweise zu einem Kondensat kondensiert, und das Kondensat wird dem Luftvorwärmer als Wärmetauschflüssigkeit zugeführt.In a preferred embodiment According to the present invention, an exhaust gas from the furnace is passed through a residual heat exchanger guided, water vapor contained in the exhaust gas in the residual heat exchanger at least partially condenses to a condensate, and the condensate is the air preheater supplied as a heat exchange liquid.

Auf diese Weise lassen sich die Verbrennungsluftvorwärmung und -befeuchtung einerseits und die Nutzung der Restwärme des Abgases der Feuerungsanlage andererseits in vorteilhafter Weise miteinander kombinieren.In this way, the combustion air preheating and humidification on the one hand and the use of the residual heat of the Exhaust gas from the furnace on the other hand advantageously combine.

Dadurch, daß die vom Abgas an das Kondensat abgegebene fühlbare und latente Wärme in dem Luftvorwärmer an die Verbrennungsluft weitergegeben wird, fungiert der Luftvorwärmer als Wärmesenke, so daß die Kondensattemperatur herabgesetzt und somit die Effizienz der Brennwertnutzung erhöht wird.The fact that from the exhaust gas to the condensate delivered tactile and latent warmth in the air preheater is passed on to the combustion air, the air preheater acts as Heat sink So that the Condensate temperature is reduced and thus the efficiency of the condensing technology is increased.

Dadurch, daß die Verbrennungsluft befeuchtet wird, wird die Menge des in dem Restwärmetauscher kondensierenden Kondensats erhöht (typischerweise ungefähr verdoppelt), da das Abgas der Feuerungsanlage aufgrund der Luftbefeuchtung mit einem größeren Wasserdampfanteil beladen ist. Hierdurch wird der Übergang von Wärme aus dem Abgas an das Kondensat im Restwärme tauscher verbessert und die Wirksamkeit des Restwärmetauschers gesteigert.By humidifying the combustion air the amount of condensing in the residual heat exchanger Condensate increased (typically approximately doubled) because the flue gas from the combustion system due to air humidification with a larger proportion of water vapor is loaded. This will make the transition of warmth from the exhaust gas to the condensate in the residual heat exchanger improved and the effectiveness of the residual heat exchanger increased.

Um einen kontinuierlichen Betrieb der Feuerungsanlage zu ermöglichen, wird das Kondensat vorteilhafterweise in einem Kondensatkreislauf geführt.To ensure continuous operation to enable the combustion plant the condensate is advantageously in a condensate circuit guided.

Um den Brennstoffbedarf einer Heizwasser erwärmenden Feuerungsanlage zu minimieren, ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß mittels eines Kondensat-Heizwasser-Wärmetauschers Wärme von dem Kondensat an Heizwasser in einem Heizwasserkreislauf abgegeben wird.To heat the fuel demand of a heating water To minimize the combustion plant is advantageously provided that by means of a condensate heating water heat exchanger Warmth of the condensate to heating water in a heating water circuit becomes.

Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung umfaßt der Kondensatkreislauf demnach zwei Wärmesenken, nämlich den Luftvorwärmer und den Kondensat-Heizwasser-Wärmetauscher. Infolgedessen wird die im Restwärmetauscher aus dem Abgas aufgenommene Wärme von dem Kondensat rasch wieder abgegeben, so daß die Kondensattemperatur abnimmt und der Wirkungsgrad der Brennwertnutzung erhöht wird.In this embodiment of the invention comprises the condensate circuit accordingly two heat sinks, namely the air preheater and the condensate heating water heat exchanger. As a result, that in the residual heat exchanger heat absorbed from the exhaust gas quickly released from the condensate so that the condensate temperature decreases and the efficiency of the condensing technology is increased.

Außer der Durchschnittstemperatur des Kondensats werden durch den Luftvorwärmer auch die zeitlichen Schwankungen der Kondensattemperatur verringert. Die Abkühlung des Kondensats im Luftvorwärmer erfolgt im wesentlichen zeitgleich mit der Erwärmung des Kondensats im Restwärmetauscher, nämlich während der Betriebsphasen des Brenners. Aufgrund dieser Gleichzeitigkeit ist der Luftvorwärmer als Wärmesenke wesentlich wirksamer als der Kondensat-Heizwasser-Wärmetauscher, dessen Wärmeaufnahmefähigkeit nicht so eng mit dem Brennerbetrieb korreliert ist.Except the average temperature of the condensate is also the temporal fluctuations through the air heater the condensate temperature is reduced. The condensate is cooled in the air preheater essentially simultaneously with the heating of the condensate in the residual heat exchanger, namely during the Operating phases of the burner. Because of this simultaneity the air preheater as a heat sink much more effective than the condensate heating water heat exchanger, its heat absorption capacity is not so closely correlated with burner operation.

Aus dem genannten Grund ist der Luftvorwärmer als Wärmesenke auch wirksamer als ein gegebenenfalls im Kondensatkreislauf vorgesehener Kondensat-Brauchwasser-Wärmetauscher, mittels dessen Wärme von dem Kondensat an Brauchwasser in einer Brauchwasser-Zuführleitung abgegeben wird und der somit als dritte Wärmesenke im Kondensatkreislauf dienen kann.For this reason, the air preheater is considered heat sink also more effective than a condensate process water heat exchanger possibly provided in the condensate circuit, by means of its warmth from the condensate to process water in a process water supply line is released and thus as a third heat sink in the condensate circuit can serve.

Hinzu kommt, daß der Luftvorwärmer gerade an kalten Tagen, an denen das Kondensat aufgrund häufigen Brennerbetriebs im Restwärmetauscher besonders stark erwärmt wird, als Wärmesenke besonders wirksam ist, weil an solchen Tagen auch die aus der Umgebung zugeführte frische Verbrennungsluft besonders kalt ist. Im Gegensatz hierzu trägt der Kondensat-Heizwasser-Wärmetauscher an kalten Tagen nur wenig zur Kühlung des Kondensats bei, da die Heiezungs-Rücklauftemperatur hoch ist.In addition, the air preheater just comes on cold days on which the condensate due to frequent burner operation in the residual heat exchanger particularly warm is used as a heat sink is particularly effective because on such days, those from the surrounding area supplied fresh combustion air is particularly cold. In contrast to this carries the condensate heating water heat exchanger only a little for cooling on cold days the condensate because the heating return temperature is high.

Vorteilhafterweise ist vorgesehen, daß das Kondensat von einem Kondensatausgang des Kondensat-Heizwasser-Wärmetauschers einem Kondensateingang des Luftvorwärmers zugeführt wird.It is advantageously provided that that the condensate from a condensate outlet of the condensate heating water heat exchanger a condensate inlet of the air preheater is supplied.

Ferner kann auch vorgesehen sein, daß das Kondensat von einem Kondensatausgang des Kondensat-Heizwasser-Wärmetauschers einem Kondensateingang des Restwärmetauschers zugeführt wird.It can also be provided that the condensate from a condensate outlet of the condensate heating water heat exchanger a condensate inlet of the residual heat exchanger is fed.

Wird für die Versorgung des Luftvorwärmers und des Restwärmetauschers mit Kondensat derselbe Kondensatausgang des Kondensat-Heizwasser-Wärmetauschers benutzt, so kann mittels einer an diesen Kondensatausgang angeschlossenen Kondensatpumpe sowohl die Kondensatströmung durch den Restwärmetauscher als auch die Kondensatströmung durch den Luftvorwärmer angetrieben werden, so daß keine zusätzliche Kondensatpumpe erforderlich ist.Is used to supply the air preheater and of the residual heat exchanger with condensate the same condensate outlet of the condensate heating water heat exchanger can be used by means of a condensate pump connected to this condensate outlet both the condensate flow through the residual heat exchanger as well as the condensate flow through the air preheater are driven so that none additional Condensate pump is required.

Von einem Kondensatausgang des Luftvorwärmers kann das Kondensat einem Kondensateingang des Kondensat-Heizwasser-Wärmetauschers zugeführt werden.From a condensate outlet of the air preheater can the condensate is fed to a condensate inlet of the condensate heating water heat exchanger.

Der verwendete Luftvorwärmer und der verwendete Restwärmetauscher können separate, räumlich voneinander getrennte Vorrichtungen sein.The air preheater and the residual heat exchanger used can separate, spatial be separate devices.

Günstig ist es jedoch, wenn ein Luftvorwärmer und ein Restwärmetauscher verwendet werden, die an einer Trennwand aneinander angrenzen. Zum einen wird hierdurch der für den Luftvorwärmer und den Restwärmetauscher benötigte Raum verringert; zum anderen kann durch die gemeinsame Trennwand ein zusätzlicher Wärmeübergang von dem den Restwärmetauscher durchströmenden Abgas auf die den Luftvorwärmer durchströmende Verbrennungsluft erfolgen.Cheap however, it is when an air preheater and a residual heat exchanger be used that adjoin each other on a partition. On the one hand this will make for the air preheater and the residual heat exchanger needed Space reduced; on the other hand, through the common partition an additional Heat transfer from which the residual heat exchanger flowing through Exhaust gas on the air preheater flowing through Combustion air take place.

Eine besonders kompakte Bauweise wird dadurch erreicht, daß ein Luftvorwärmer und ein Restwärmetauscher verwendet werden, die in einem gemeinsamen Gehäuse integriert sind.A particularly compact design is achieved in that a air preheater and a residual heat exchanger can be used, which are integrated in a common housing.

Eine besonders rasche Angleichung der Kondensattemperaturen im Kondensatkreislauf wird erreicht, wenn ein Luftvorwärmer und ein Restwärmetauscher verwendet werden, die eine gemeinsame Kondensatvorkammer und/oder einen gemeinsamen Kondensatsumpf vorweisen.A particularly quick adjustment the condensate temperature in the condensate circuit is reached when an air preheater and a residual heat exchanger can be used, the common condensate prechamber and / or show a common condensate sump.

Werden ein Luftvorwärmer und ein Restwärmetauscher mit einem gemeinsamen Kondensatsumpf verwendet, so wird vorteilhafterweise mittels eines in dem gemeinsamen Kondensatsumpf angeordneten Kondensat-Heizwasser-Wärmetauschers Wärme aus dem Kondensat auf Heizwasser in einem Heizwasserkreislauf übertragen.Become an air preheater and a residual heat exchanger used with a common condensate sump, it is advantageous by means of a condensate heating water heat exchanger arranged in the common condensate sump transfer the condensate to heating water in a heating water circuit.

Der vorliegenden Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der der Wärmeübergang auf die Verbrennungsluft verbessert und die auf die Verbrennungsluft übertragbare Wärmemenge vergrößert ist.The present invention lies the further task is based on a device of the aforementioned Way of creating heat transfer improved to the combustion air and the transferable to the combustion air Amount of heat is increased.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung nach Anspruch 19 gelöst.This object is achieved by a Device solved according to claim 19.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, daß die Vorrichtung eine Einrichtung zum Zumischen eines Teils eines Abgases der Feuerungsanlage zu der Verbrennungsluft vor deren Eintritt in den Brenner umfaßt. Durch die Zumischung von Abgas wird der Massenanteil der inerten Bestandteile der Verbrennungsluft erhöht, was eine Verringerung der Flammentemperatur des Brenners und damit eine Verringerung der Stickoxidbildung zur Folge hat.In a preferred embodiment the device according to the invention it is envisaged that the Device a device for admixing a part of an exhaust gas the combustion system to the combustion air before it enters includes the burner. By adding exhaust gas, the mass fraction of the inert Components of the combustion air increases, which reduces the Flame temperature of the burner and thus a reduction in nitrogen oxide formation has the consequence.

Besonders günstig ist es, wenn die Vorrichtung einen von dem Abgas der Feuerungsanlage durchströmten Restwärmetauscher umfaßt, in dem das Abgas gekühlt wird, und die Einrichtung zum Zumischen eines Teils des Abgases eine in Abgasstromrichtung hinter dem Restwärmetauscher von einer Abgas-Abführleitung abzweigende Abgas-Abzweigleitung umfaßt.It is particularly favorable if the device comprises a residual heat exchanger through which the exhaust gas from the combustion system flows, in which the Exhaust gas cooled and the device for admixing part of the exhaust gas one in the exhaust gas flow direction behind the residual heat exchanger from an exhaust gas discharge line branching exhaust gas branch line includes.

Die von der Abgas-Abführleitung abzweigende Abgas-Abzweigleitung kann in eine in Verbrennungsluft-Stromrichtung zwischen dem Luftvorwärmer und dem Brenner der Feuerungsanlage angeordnete Verbrennungsluftleitung münden.The one from the exhaust pipe Exhaust branch pipe branching off can be in a combustion air flow direction between the air preheater and the burner of the combustion system arranged combustion air line lead.

Besonders günstig ist es jedoch, wenn die Abgas-Abzweigleitung in Verbrennungsluft-Stromrichtung vor dem Luftvorwärmer in eine Verbrennungsluft-Zuführleitung einmündet. In diesem Fall können mittels der Wärmetauschflüssigkeit im Luftvorwärmer Schadstoffe, die in dem zugemischten Abgas enthalten sind, beispielsweise SO2, ausgewaschen werden.However, it is particularly expedient if the exhaust gas branch line opens into a combustion air supply line upstream of the air preheater in the combustion air flow direction. In this case, pollutants contained in the admixed exhaust gas, for example SO 2 , can be washed out by means of the heat exchange liquid in the air preheater.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 23 bis 42, deren Vorteile bereits vorstehend im Zusammenhang mit den bevorzugten Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß den Ansprüchen 2 bis 21 erläutert worden sind.Further advantageous configurations the device according to the invention are subject to the dependent Expectations 23 to 42, the advantages of which have already been mentioned in connection with the preferred embodiments of the method according to the invention according to claims 2 to 21 have been explained are.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.Other features and advantages of Invention are the subject of the following description and drawings Representation of exemplary embodiments.

In der Zeichnung zeigen:The drawing shows:

1 eine schematische Gesamtdarstellung einer Heizungsanlage mit einer Vorrichtung zum Vorwärmen der dem Brenner der Heizungsanlage zugeführten Verbrennungsluft, bei der der Verbrennungsluft nach deren Austritt aus einem Luftvorwärmer ein Teil eines Abgases des Brenners der Heizungsanlage zugemischt wird; 1 an overall schematic representation of a heating system with a device for preheating the combustion air supplied to the burner of the heating system, in which the combustion air is admixed with a part of an exhaust gas of the burner of the heating system after it has left an air preheater;

2 einen schematischen Längsschnitt durch den Luftvorwärmer der Heizungsanlage aus 1; 2 a schematic longitudinal section through the air preheater of the heating system 1 ;

3 einen schematischen Längsschnitt durch einen Restwärmetauscher mit integriertem Kondensat-Heizwasser-Wärmetauscher der Heizungsanlage aus 1;. 3 a schematic longitudinal section through a residual heat exchanger with an integrated condensate heating water heat exchanger from the heating system 1 ;.

4 einen schematischen Längsschnitt durch eine Verbrennungsluftzufuhr der Heizungsanlage aus 1 an einer Stelle, an der der Verbrennungsluft ein Teil eines Abgases des Brenners der Heizungsanlage zugemischt wird; 4 a schematic longitudinal section through a combustion air supply to the heating system 1 at a point where part of an exhaust gas from the burner of the heating system is mixed with the combustion air;

5 einen schematischen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zum Vorwärmen der Verbrennungsluft, bei der ein Luftvorwärmer mit einem Restwärmetauscher der Heizungsanlage in einem gemeinsamen Gehäuse zusammengefaßt ist; und 5 a schematic longitudinal section through a second embodiment of a device for preheating the combustion air, in which an air preheater is combined with a residual heat exchanger of the heating system in a common housing; and

6 eine schematische Gesamtdarstellung einer Heizungsanlage, bei der der Verbrennungsluft vor deren Eintritt in den Luftvorwärmer ein Teil eines Abgases des Brenners der Heizungsanlage zugemischt wird. 6 is a schematic overall view of a heating system in which a part of an exhaust gas of the burner of the heating system is mixed with the combustion air before it enters the air preheater.

Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.Same or functionally equivalent Elements are designated by the same reference symbols in all figures.

Eine in 1 schematisch dargestellte und als Ganzes mit 100 bezeichnete Heizungsanlage umfaßt als Feuerungsanlage einen Brenner 102, der mit einem Heizwasserkessel 104 zur Erhitzung von in letzterem enthaltenem Heizwasser verbunden ist.One in 1 schematically shown and designated as a whole with 100 heating system comprises a burner as a combustion system 102 with a heating water boiler 104 is connected to the heating of the heating water contained in the latter.

Der Brenner 102 kann mit beliebigen flüssigen oder festen Brennstoffen, beispielsweise mit Heizöl, Erdgas oder Braunkohle, betrieben werden.The burner 102 can be operated with any liquid or solid fuel, for example with heating oil, natural gas or lignite.

Eine Abgasleitung 106 führt das bei dem Verbrennungsprozeß im Brenner 102 entstehende heiße Abgas von dem Brenner 102 durch einen (nicht dargestellten) Feuerraum des Heizkessels 104 zu einem Abgaszuführrohr 108, das an seinem dem Heizkessel 104 abgewandten Ende an einem Abgaseintritt 110 in einen unteren Bereich eines Restwärmetauschers 112 mündet, der im einzelnen in 3 dargestellt ist und dessen Aufbau im folgenden detailliert beschrieben werden wird.An exhaust pipe 106 this leads to the combustion process in the burner 102 resulting hot exhaust gas from the burner 102 through a (not shown) combustion chamber of the boiler 104 to an exhaust gas supply pipe 108 that on his the boiler 104 opposite end at an exhaust gas inlet 110 in a lower area of a residual heat exchanger 112 flows into the individual in 3 Darge is and its structure will be described in detail below.

Der Restwärmetauscher 112 weist beispielsweise die Form eines aufrechtstehenden, an Ober- und Unterseite geschlossenen Hohlquaders oder Hohlzylinders auf und ist in seinem unteren Bereich außer mit dem Abgaseintritt 110 mit einem unterhalb desselben angeordneten Kondensataustritt 114 versehen. Im Innenraum des Restwärmetauschers 112 ist zwischen dem Kondensataustritt 114 und dem Abgaseintritt 110 eine Heizwasser-Wärmetauscherschlange 118 angeordnet.The residual heat exchanger 112 has, for example, the shape of an upright hollow cuboid or hollow cylinder closed on the top and bottom and is in its lower region except for the exhaust gas inlet 110 with a condensate outlet arranged below it 114 Mistake. In the interior of the residual heat exchanger 112 is between the condensate outlet 114 and the exhaust gas inlet 110 a heating water heat exchanger coil 118 arranged.

Ein Heizwassereintritt 120 der Heizwasser-Wärmetauscherschlange 118 durchsetzt die Außenwand des Restwärmetauschers 112 oberhalb des Kondensataustritts 114, während ein am entgegengesetzten Ende der Heizwasser-Wärmetauscherschlange 118 angeordneter Heizwasseraustritt 122 die Außenwand des Restwärmetauschers 112 unterhalb des Abgaseintritts 110 durchsetzt.A heating water inlet 120 the heating water heat exchanger coil 118 penetrates the outer wall of the residual heat exchanger 112 above the condensate outlet 114 , while one at the opposite end of the heating water heat exchanger coil 118 arranged heating water outlet 122 the outer wall of the residual heat exchanger 112 below the exhaust gas inlet 110 interspersed.

Ferner weist der Restwärmetauscher 112 in seinem oberen Bereich einen Abgasaustritt 124 und einen oberhalb desselben angeordneten Kondensateintritt 126 auf.Furthermore, the residual heat exchanger 112 an exhaust gas outlet in its upper area 124 and a condensate inlet arranged above the same 126 on.

Der Abgasaustritt 124 ist über ein Abgasabführrohr 128 mit einem (nicht dargestellten) Schornstein verbunden.The exhaust outlet 124 is through an exhaust pipe 128 connected to a chimney (not shown).

Der Restwärmetauscher 112 ist Bestandteil einer mit 130 bezeichneten ersten Schleife eines als Ganzes mit 132 bezeichneten Kondensatkreislaufs. Die Strömungsrichtung des Kondensats durch die erste Schleife 130 des Kondensatkreislaufs 132 ist in 1 mittels Pfeilspitzen angegeben.The residual heat exchanger 112 is part of a 130 designated first loop one as a whole 132 designated condensate circuit. The flow direction of the condensate through the first loop 130 of the condensate circuit 132 is in 1 indicated by arrowheads.

Von dem Kondensataustritt 114 des Restwärmetauschers 112 führt eine Kondensat-Zwischenleitung 134 zu einem ersten Eingang einer Zusammenführung 136 des Kondensatkreislaufs 132.From the condensate outlet 114 of the residual heat exchanger 112 leads a condensate intermediate line 134 to a first entrance of a merge 136 of the condensate circuit 132 ,

Von einem Ausgang der Zusammenführung 136 führt eine weitere Kondensat-Zwischenleitung 138 zu einem saugseitigen Eingang einer Kondensatpumpe 140, die der Erzeugung einer kontinuierlichen Kondensatströmung durch den Kondensatkreislauf 132 dient.From an exit of the merge 136 leads another condensate intermediate line 138 to a suction side inlet of a condensate pump 140 which is the generation of a continuous flow of condensate through the condensate circuit 132 serves.

Von einem druckseitigen Ausgang der Kondensatpumpe 140 führt eine Kondensat-Zwischenleitung 142 zu einem Eingang einer Verzweigung 144 des Kondensatkreislaufs 132.From a pressure-side outlet of the condensate pump 140 leads a condensate intermediate line 142 to an entrance of a branch 144 of the condensate circuit 132 ,

Ein erster Ausgang der Verzweigung 144 ist über eine Kondensat-Zwischenleitung 146 mit dem Kondensateintritt 126 des Restwärmetauschers 112 verbunden.A first exit of the branch 144 is via a condensate intermediate line 146 with the condensate inlet 126 of the residual heat exchanger 112 connected.

Somit bilden der Restwärmetauscher 112, die Kondensat-Zwischenleitung 134, die Zusammenführung 136, die Kondensat-Zwischenleitung 138, die Kondensatpumpe 140, die Kondensat-Zwischenleitung 142, die Verzweigung 144 und die Kondensat- Zwischenleitung 146 zusammen die geschlossene erste Schleife 130 des Kondensatkreislaufs 132.The residual heat exchanger thus forms 112 who have favourited Condensate Intermediate Line 134 who have favourited merge 136 who have favourited Condensate Intermediate Line 138 , the condensate pump 140 who have favourited Condensate Intermediate Line 142 who have favourited branching 144 and the condensate intermediate line 146 together the closed first loop 130 of the condensate circuit 132 ,

Von einem zweiten Ausgang der Verzweigung 144 führt eine Kondensat-Zwischenleitung 148 zu einem Kondensateintritt 150, der in einem oberen Bereich einer Vorrichtung zum Vorwärmen der dem Brenner 102 zugeführten Verbrennungsluft, welche im folgenden kurz als Luftvorwärmer 152 bezeichnet wird, angeordnet ist.From a second exit of the branch 144 leads a condensate intermediate line 148 to condensate entry 150 in an upper area of a device for preheating the burner 102 supplied combustion air, which is briefly referred to below as air preheater 152 is designated.

Der Luftvorwärmer 152 ist in 2 im einzelnen dargestellt und wird im folgenden detailliert beschrieben werden. Er weist ebenso wie der Restwärmetauscher 112 beispielsweise die Form eines aufrechtstehenden, an Ober- und Unterseite geschlossenen Hohlquaders oder Hohlzylinders auf und ist in seinem oberen Bereich außer mit dem Kondensateintritt 150 mit einem unterhalb desselben angeordneten Verbrennungsluftaustritt 154 versehen.The air preheater 152 is in 2 shown in detail and will be described in detail below. It shows just like the residual heat exchanger 112 For example, the shape of an upright hollow cuboid or hollow cylinder closed on the top and bottom and is in its upper area except for the condensate inlet 150 with a combustion air outlet arranged below it 154 Mistake.

Der Verbrennungsluftaustritt 154 ist über eine Verbrennungsluft-Zwischenleitung 156 mit einem Verbrennungslufteintritt des Brenners 102 verbunden.The combustion air outlet 154 is via a combustion air intermediate line 156 with combustion air entering the burner 102 connected.

Eine Seitenwand der Verbrennungsluft-Zwischenleitung 156 wird von einer Abgas-Abzweigleitung 157 durchsetzt, die von dem Abgas-Abführrohr 128 abzweigt und an einer Mündungsöffnung 159 in den Innenraum der Verbrennungsluft-Zwischenleitung 156 mündet (siehe 4).A side wall of the combustion air intermediate line 156 is from an exhaust branch pipe 157 penetrated by the exhaust pipe 128 branches off and at an opening 159 into the interior of the combustion air intermediate line 156 flows (see 4 ).

Die Mündungsöffnung 159 ist an einem abgewinkelten Endstück 161 der Abgas-Abzweigleitung 157 angeordnet, dessen Längsachse im wesentlichen parallel zu der Längsachse der Verbren nungsluft-Zwischenleitung 156 im Bereich der Mündungsöffnung 159 ausgerichtet ist.The mouth opening 159 is at an angled end piece 161 the exhaust branch pipe 157 arranged, the longitudinal axis substantially parallel to the longitudinal axis of the combustion air intermediate line 156 in the region of the mouth opening 159 is aligned.

Die jeweils engsten Querschnitte der Abgas-Abzweigleitung 157 und der Verbrennungsluft-Zwischenleitung 156 werden so gewählt, daß ein Anteil von 1 bis 5 Massenprozent, vorzugsweise von 1 bis 3 Massenprozent, des durch das Abgas-Abführrohr 128 strömenden Abgases aus demselben abgezweigt und der durch die Verbrennungsluft-Zwischenleitung 156 strömenden Verbrennungsluft zugemischt wird.The narrowest cross-sections of the exhaust branch pipe 157 and the combustion air intermediate line 156 are chosen so that a proportion of 1 to 5 percent by mass, preferably 1 to 3 percent by mass, of through the exhaust pipe 128 flowing exhaust gas branched from the same and through the combustion air intermediate line 156 flowing combustion air is mixed.

Da der Abgas-Massenstrom ungefähr dem Verbrennungsluft-Massenstrom entspricht, beträgt auch das Massenverhältnis des in die Verbrennungsluft-Zwischenleitung 156 einströmenden Abgases zu der durch die Verbrennungsluft-Zuführleitung 156 strömenden Verbrennungsluft ungefähr 1 bis ungefähr 5 Prozent, vorzugsweise ungefähr 1 bis ungefähr 3 Prozent.Since the exhaust gas mass flow corresponds approximately to the combustion air mass flow, the mass ratio to the combustion air intermediate line is also 156 inflowing exhaust gas to the through the combustion air supply line 156 flowing combustion air about 1 to about 5 percent, preferably about 1 to about 3 percent.

Um die Dosierung der Abgaszumischung zu vereinfachen und von Umgebungseinflüssen weitgehend freizuhalten, wird die Mündungsöffnung 159 der Abgas-Abzweigleitung 157 an der engsten Stelle der Verbrennungsluftzufuhr in den Brenner 102 angeordnet. Da bei der vorstehend beschriebenen Anordnung die Strömungsgeschwindigkeiten und Dichten des Abgases in dem Endstück 161 der Abgas-Abzweigleitung 157 einerseits und der Verbrennungsluft in der Verbrennungsluft-Zwischenleitung 156 andererseits ungefähr gleich groß sind, entspricht das Massenstromverhältnis des zugemischten Abgases zu der Verbrennungsluft im wesentlichen dem Verhältnis der Querschnittsfläche der Mündungsöffnung 159 zu der Querschnittsfläche der Verbrennungsluft-Zwischenleitung 156 im Bereich der Mündungsöffnung 159.In order to simplify the metering of the exhaust gas admixture and to keep it largely free of environmental influences, the mouth opening 159 the exhaust branch pipe 157 at the narrowest point of the combustion air supply into the burner 102 arranged. With the arrangement described above, since the flow rates and densities of the exhaust gas in the tail 161 the exhaust branch pipe 157 on the one hand and the combustion air in the combustion air intermediate line 156 on the other hand are approximately the same size, the mass flow ratio of the admixed exhaust gas to the combustion air essentially corresponds to the Ver Ratio of the cross-sectional area of the mouth opening 159 to the cross-sectional area of the combustion air intermediate line 156 in the area of the mouth opening 159 ,

Der Luftvorwärmer 152 ist in seinem unteren Bereich mit einem Verbrennungslufteintritt 158 und mit einem unterhalb desselben angeordneten Kondensataustritt 160 versehen.The air preheater 152 is in its lower area with a combustion air inlet 158 and with a condensate outlet arranged below it 160 Mistake.

An dem Verbrennungslufteintritt 158 mündet eine Verbrennungsluft-Zuführleitung 162 in den Innenraum des Luftvorwärmers 152.At the combustion air inlet 158 opens a combustion air supply line 162 into the interior of the air preheater 152 ,

Um die Abgas-Abzweigleitung 157 an der engsten Stelle der die Verbrennungsluft-Zuführleitung 162, den Luftvorwärmer 152 und die Verbrennungsluft-Zwischenleitung 156 umfassenden Verbrennungsluftzufuhr in die Verbrennungsluft-Zwischenleitung 156 münden lassen zu können, wird der Innenquerschnitt der Verbrennungsluft-Zuführleitung 162 größer gewählt als der Innenquerschnitt der Verbrennungsluft-Zwischenleitung 156.To the exhaust branch pipe 157 at the narrowest point of the combustion air supply line 162 , the air preheater 152 and the combustion air intermediate line 156 comprehensive combustion air supply in the combustion air intermediate line 156 the internal cross section of the combustion air supply line 162 chosen larger than the internal cross section of the combustion air intermediate line 156 ,

Von dem Kondensataustritt 160 des Luftvorwärmers 152 führt eine Kondensat-Zwischenleitung 164 zu einem zweiten Eingang der Zusammenführung 136 des Kondensatkreislaufs 132.From the condensate outlet 160 of the air preheater 152 leads a condensate intermediate line 164 to a second entrance to the merge 136 of the condensate circuit 132 ,

Somit bilden der Luftvorwärmer 152, die Kondensat-Zwischenleitung 164, die Zusammenführung 136, die Kondensat-Zwischenleitung 138, die Kondensatpumpe 140, die Kondensat-Zwischenleitung 142, die Verzweigung 144 und die Kondensat-Zwischenleitung 148 zusammen eine geschlossene zweite Schleife 166 des Kondensatkreislaufs 132.Thus form the air preheater 152 who have favourited Condensate Intermediate Line 164 who have favourited merge 136 who have favourited Condensate Intermediate Line 138 , the condensate pump 140 who have favourited Condensate Intermediate Line 142 who have favourited branching 144 and the condensate intermediate line 148 together a closed second loop 166 of the condensate circuit 132 ,

Außer den genannten und zeichnerisch dargestellten Elementen kann der Kondensatkreislauf 132 insbesondere noch die folgenden weiteren Elemente umfassen: einen Neutralisator, der der Neutralisierung saurer Kondensatkomponenten dient und zu diesem Zweck beispielsweise mit Hydrolit gefüllt ist; ein Kondensatfilter; einen Luftinjektor, der der Oxidation von in dem Kondensat gelösten Sulfit-Ionen zu ungiftigen Sulfat-Ionen mittels Luft dient, welche dem Luftinjektor über eine an denselben angeschlossene Luftzuführleitung zugeführt wird; einen Durchflußmesser, der der Bestimmung des Kondensatflusses im Kondensatkreislauf 132 dient; und/oder einen Druckmesser, der der Bestimmung des Druckes des durchströmenden Kondensates dient.In addition to the elements mentioned and shown in the drawing, the condensate circuit 132 in particular also include the following further elements: a neutralizer, which serves to neutralize acidic condensate components and for this purpose is filled, for example, with hydrolite; a condensate filter; an air injector, which is used for the oxidation of sulfite ions dissolved in the condensate to non-toxic sulfate ions by means of air, which is fed to the air injector via an air supply line connected to the same; a flow meter that determines the flow of condensate in the condensate circuit 132 is used; and / or a pressure meter which serves to determine the pressure of the condensate flowing through.

Die vorstehend genannten Elemente werden in dem Kondensatkreislauf 132 vorgesehen, wenn dies zur Einstellung oder zur Überwachung der Betriebsbedingungen wünschenswert oder erforderlich ist. Vorzugsweise werden die genannten weiteren Elemente in der ersten Schleife 130 des Kondensatkreislaufs 132 angeordnet.The above elements are in the condensate circuit 132 provided when this is desirable or necessary for setting or monitoring the operating conditions. The said further elements are preferably in the first loop 130 of the condensate circuit 132 arranged.

Die erste Schleife 130 und die zweite Schleife 166 des Kondensatkreislaufs 132 weisen einen gemeinsamen, zwischen der Zusammenführung 136 und der Verzweigung 144 des Kondensatkreislaufs 132 liegenden Abschnitt auf, der die Kondensatpumpe 140 umfaßt, so daß nur eine Kondensatpumpe 140 benötigt wird, um eine kontinuierliche Kondensatströmung durch beide Schleifen 130, 166 des Kondensatkreislaufs 132 anzutreiben.The first loop 130 and the second loop 166 of the condensate circuit 132 have a common, between the merge 136 and branching 144 of the condensate circuit 132 lying section on the condensate pump 140 includes so that only one condensate pump 140 is required to ensure a continuous flow of condensate through both loops 130 . 166 of the condensate circuit 132 drive.

Wie aus 1 zu ersehen ist, umfaßt die Heizungsanlage 100 außer dem Kondensatkreislauf 132 einen Heizwasserkreislauf 168, zu dem der von dem Brenner 102 beheizte Heizkessel 104 zählt.How out 1 can be seen, includes the heating system 100 except the condensate circuit 132 a heating water circuit 168 to which of the burner 102 heated boilers 104 counts.

Von einem Heizwasserausgang des Heizkessels 104 führt eine Heizwasser-Zwischenleitung 170 zu einem ersten Eingang eines magnetisch betätigten Dreiwegeventils 172, dessen Ausgang wahlweise mit dem ersten Eingang oder einem zweiten Eingang verbunden werden kann.From a heating water outlet of the boiler 104 leads an intermediate heating water pipe 170 to a first input of a magnetically operated three-way valve 172 , whose output can be connected to either the first input or a second input.

Von dem Ausgang des Dreiwegeventils 172 führt eine Heizwasser-Zwischenleitung 174 zu einem saugseitigen Eingang einer Heizwasserpumpe 176.From the exit of the three-way valve 172 leads an intermediate heating water pipe 174 to an inlet of a heating water pump on the suction side 176 ,

Ein druckseitiger Ausgang der Heizwasserpumpe 176 ist über eine Heizwasser-Vorlaufleitung 178 mit einer (aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellten) Heizkörperanordnung verbunden, die beispielsweise der Wärmeabgabe an die Luft von Innenräumen dient.A pressure side outlet of the heating water pump 176 is via a heating water supply line 178 connected to a radiator arrangement (not shown for reasons of clarity), which is used, for example, to give off heat to the air from inside.

Über eine (in 1 dargestellte) Heizwasser-Rücklaufleitung 180 ist die Heizkörperanordnung mit dem Heizwassereintritt 120 der Heizwasser-Wärmetauscherschlange 118 des Restwärmetauschers 112 verbunden.About a (in 1 heating water return line shown 180 is the radiator arrangement with the heating water inlet 120 the heating water heat exchanger coil 118 of the residual heat exchanger 112 connected.

Von dem Heizwasseraustritt 122 des Restwärmetauschers 112 führt eine Heizwasser-Zwischenleitung 182 zu einem Eingang einer Verzweigung 184.From the heating water outlet 122 of the residual heat exchanger 112 leads an intermediate heating water pipe 182 to an entrance of a branch 184 ,

Eine erster Ausgang der Verzweigung 184 ist über eine Heizwasser-Zwischenleitung 186 mit einem Heizwassereingang des Heizkessels 104 verbunden.A first exit of the branch 184 is via an intermediate heating water pipe 186 with a heating water inlet of the boiler 104 connected.

Von einem zweiten Ausgang der Verzweigung 184 führt eine Umgehungsleitung 188 zu dem zweiten Eingang des Dreiwegeventils 172.From a second exit of the branch 184 runs a bypass line 188 to the second entrance of the three-way valve 172 ,

Der in der ersten Schleife 130 des Kondensatkreislaufs 132 angeordnete Restwärmetauscher 112 ist als Monodispers-Kondensatspray-Wärmetauscher ausgebildet. Ein solcher Monodispers-Kondensatspray-Wärmetauscher ist in der deutschen Offenlegungsschrift 195 43 452 beschrieben, auf die im Hinblick auf den Aufbau und die Funktion des Monodispers-Kondensatspray-Wärmetauschers Bezug genommen wird und deren Inhalt hiermit ausdrücklich zum Bestandteil dieser Beschreibung gemacht wird.The one in the first loop 130 of the condensate circuit 132 arranged residual heat exchanger 112 is designed as a monodisperse condensate spray heat exchanger. Such a monodisperse condensate spray heat exchanger is described in German Offenlegungsschrift 195 43 452, to which reference is made with regard to the structure and function of the monodisperse condensate spray heat exchanger and the content of which is hereby expressly incorporated into this description.

Der in 3 dargestellte Restwärmetauscher 112 umfaßt eine horizontal angeordnete Düsenplatte 190, die den Innenraum des Restwärmetauschers 112 in eine oberhalb der Düsenplatte 190 angeordnete Düsenvorkammer 192 und einen unterhalb der Düsenplatte 190 angeordneten Wärmetauscherraum 194 teilt.The in 3 residual heat exchanger shown 112 comprises a horizontally arranged nozzle plate 190 that the interior of the residual heat exchanger 112 into one above the nozzle plate 190 arranged nozzle antechamber 192 and one below the nozzle plate 190 arranged heat exchanger room 194 Splits.

Die Düsenplatte 190 wird in vertikaler Richtung von mehreren Düsenbohrungen 196 durchsetzt. Die Düsenbohrungen 196 sind so ausgebildet, daß aus den Düsenbohrungen 196 in den Wärmetauscherraum 194 austretende Kondensatstrahlen in ein monodisperses Kondensatspray zerfallen.The nozzle plate 190 is in the vertical direction by several nozzle bores 196 interspersed. The nozzle bores 196 are designed so that from the nozzle bores 196 in the heat rope shear space 194 escaping condensate jets decay into a monodisperse condensate spray.

Ein monodisperses Kondensatspray wird dabei mit Hilfe des Tropfengrößenspektrums wie folgt definiert: Es sei d0.05 der Tropfendurchmesser, für den gilt, daß alle Tropfen des Kondensatsprays, deren Durchmesser kleiner ist als dieser Durchmesser; zusammen 5 % des Flüssigkeitsvolumens des Sprays beinhalten.A monodisperse condensate spray is defined using the drop size spectrum as follows: let d 0.05 be the drop diameter for which it applies that all drops of the condensate spray whose diameter is smaller than this diameter; together comprise 5% of the liquid volume of the spray.

Ferner sei d0.95 der Tropfendurchmesser, für den gilt, daß alle Tropfen des Kondensatsprays, deren Durchmesser größer ist als dieser Durchmesser, zusammen 5 % des Flüssigkeitsvolumens des Sprays beinhalten.Furthermore, let d 0.95 be the drop diameter, for which it applies that all drops of the condensate spray, the diameter of which is larger than this diameter, together comprise 5% of the liquid volume of the spray.

Dann soll ein Kondensatspray als monodispers gelten, wenn das Verhältnis des Durchmessers d0.95 zu dem Durchmesser d0.05 kleiner ist als ungefähr 1,2.Then a condensate spray should be considered monodisperse if the ratio of the diameter d 0.95 to the diameter d 0.05 is less than approximately 1.2.

Ein monodisperses Kondensatspray weist also eine sehr schmale Tropfengrößenverteilung auf. Verschiedene Möglichkeiten, die Düsenbohrungen 196 so auszugestalten, daß die aus diesen Düsenbohrungen 196 austretenden Kondensatstrahlen in ein monodisperses Kondensatspray zerfallen, sind in der deutschen Offenlegungsschrift 195 43 452 angegeben.A monodisperse condensate spray therefore has a very narrow droplet size distribution. Different options, the nozzle holes 196 To design so that from these nozzle holes 196 escaping condensate jets decay into a monodisperse condensate spray are specified in German Offenlegungsschrift 195 43 452.

Wie in 3 dargestellt ist, mündet die Kondensat-Zwischenleitung 146 oberhalb der Düsenplatte 190 durch die Seitenwand des Restwärmetauschers 112 an dem Kondensateintritt 126 in die Düsenvorkammer 192.As in 3 is shown, the condensate intermediate line opens 146 above the nozzle plate 190 through the side wall of the residual heat exchanger 112 at the condensate inlet 126 into the nozzle antechamber 192 ,

Auf der Höhe des Abgaseintritts 110 sind in dem Wärmetauscherraum 194 des Restwärmetauschers 112 mehrere, beispielsweise fünf, übereinander angeordnete, zueinander parallel ausgerichtete Lochbleche 198 vorgesehen.At the level of the exhaust gas inlet 110 are in the heat exchanger room 194 of the residual heat exchanger 112 several, for example five, perforated plates arranged one above the other and aligned parallel to one another 198 intended.

Dabei sind die Lochbleche 198 so gegen die Horizontale geneigt, daß sie zu einem dem Abgaseintritt 110 zugewandten Rand hin ansteigen.Here are the perforated sheets 198 so inclined against the horizontal that it enters the exhaust gas 110 towards the edge.

Kondensattropfen, die auf eines der Lochbleche 198 fallen, zerfallen in kleinere Tröpfchen und Ligamente, die eine große spezifische Oberfläche aufweisen und leichter verdampfen.Condensate drops falling on one of the perforated plates 198 fall into smaller droplets and ligaments, which have a large specific surface area and evaporate more easily.

Durch die Lochblechanordnung wird somit aus dem mittels der Düsenplatte 190 erzeugten monodispersen Kondensatspray ein Verdampfungs-Kondensatspray aus kleineren Tröpfchen erzeugt, das durch das heiße Abgas, das in den Wärmetauscherraum 194 des Restwärmetauschers 112 einströmt, im wesentlichen vollständig verdampft wird.The perforated plate arrangement thus turns the nozzle plate 190 generated monodisperse condensate spray, an evaporation condensate spray generated from smaller droplets by the hot exhaust gas entering the heat exchanger space 194 of the residual heat exchanger 112 flows in, is essentially completely evaporated.

Da die Oberseiten der Lochbleche 198 dem Abgaseintritt 110 abgewandt sind, gelangt nur ein geringer Teil des erzeugten Verdampfungs-Kondensatsprays durch den Abgaseintritt 110 in das Abgaszuführrohr 108. Eine Korrosion des Abgaszuführrohrs 108 durch das Kondensat und die Bildung von Ablagerungen aus dem Kondensat werden daher weitgehend vermieden, ohne daB hierzu ein Tropfenabscheider am Abgaseintritt 110 erforderlich wäre.Because the tops of the perforated sheets 198 the exhaust gas inlet 110 are turned away, only a small part of the evaporative condensate spray generated passes through the exhaust gas inlet 110 into the exhaust pipe 108 , Corrosion of the exhaust pipe 108 The condensate and the formation of deposits from the condensate are therefore largely avoided without a droplet separator at the exhaust gas inlet 110 would be required.

Der untere Bereich des Wärmetauscherraums 194 des Restwärmetauschers 112 ist mit durch die Lochblechanordnung hindurch gelangtem Kondensat gefüllt, das einen Kondensatsumpf 200 bildet.The lower area of the heat exchanger room 194 of the residual heat exchanger 112 is filled with condensate that has passed through the perforated plate arrangement and forms a condensate sump 200 forms.

In diesen Kondensatsumpf 200 taucht die Heizwasser-Wärmetauscherschlange 118 ein, so daß der Kondensatsumpf 200 und die Heizwasser-Wärmetauscherschlange 118 zusammen einen Kondensat-Heizwasser-Wärmetauscher 202 bilden.In this condensate sump 200 immerses the heating water heat exchanger coil 118 a so that the condensate sump 200 and the heating water heat exchanger coil 118 together a condensate heating water heat exchanger 202 form.

In den Kondensatsumpf 200 mündet nahe des Bodens des Wärmetauscherraums 194 die Kondensat-Zwischenleitung 134 durch die Seitenwand des Restwärmetauschers 112 an dem Kondensataustritt 114.In the condensate sump 200 opens near the floor of the heat exchanger room 194 the condensate intermediate line 134 through the side wall of the residual heat exchanger 112 at the condensate outlet 114 ,

Auch der in der zweiten Schleife 166 des Kondensatkreislaufs 132 angeordnete, in 2 dargestellte Luftvorwärmer 152 ist als Monodispers-Kondensatspray-Wärmetauscher ausgebildet, dessen Aufbau (bis auf das Fehlen einer Heizwasser-Wärmetauscherschlange in dem Luftvorwärmer 152) im wesentlichen dem Aufbau des Restwärmetauschers 112 entspricht.Also in the second loop 166 of the condensate circuit 132 arranged, in 2 Air heater shown 152 is designed as a monodisperse condensate spray heat exchanger, the structure of which (apart from the absence of a heating water heat exchanger coil in the air preheater 152 ) essentially the structure of the residual heat exchanger 112 equivalent.

Insbesondere umfaßt der Luftvorwärmer 152 eine horizontal angeordnete Düsenplatte 204, die den Innenraum des Luftvorwär mers 152 in eine oberhalb der Düsenplatte 204 angeordnete Düsenvorkammer 206 und einen unterhalb der Düsenplatte 204 angeordneten Luftvorwärmraum 208 teilt.In particular, the air preheater includes 152 a horizontally arranged nozzle plate 204 that the interior of the air preheater 152 into one above the nozzle plate 204 arranged nozzle antechamber 206 and one below the nozzle plate 204 arranged air preheating room 208 Splits.

Die Düsenplatte 204 wird in vertikaler Richtung von mehreren Düsenbohrungen 210 durchsetzt.The nozzle plate 204 is in the vertical direction by several nozzle bores 210 interspersed.

Die Düsenbohrungen 210 in der Düsenplatte 204 des Luftvorwärmers 152 sind ebenso wie die Düsenbohrungen 196 in der Düsenplatte 190 des Restwärmetauschers 112 so ausgebildet, daß aus den Düsenbohrungen 210 in den Luftvorwärmraum 208 austretende Kondensatstrahlen in ein monodisperses Kondensatspray zerfallen.The nozzle bores 210 in the nozzle plate 204 of the air preheater 152 are just like the nozzle bores 196 in the nozzle plate 190 of the residual heat exchanger 112 designed so that from the nozzle bores 210 in the air preheating room 208 escaping condensate jets decay into a monodisperse condensate spray.

Auf der Höhe des Verbrennungslufteintritts 158 sind in dem Luftvorwärmraum 208 mehrere, beispielsweise fünf, übereinander angeordnete, zueinander parallel ausgerichtete Lochbleche 212 vorgesehen.At the level of the combustion air inlet 158 are in the air preheating room 208 several, for example five, perforated plates arranged one above the other and aligned parallel to one another 212 intended.

Die Lochbleche 212 sind so gegen die Horizontale geneigt, daß sie zu einem dem Verbrennungslufteintritt 158 zugewandten Rand hin ansteigen.The perforated sheets 212 are inclined towards the horizontal so that they enter the combustion air 158 towards the edge.

Jedes der Lochbleche 212 überdeckt einzeln den gesamten Querschnitt des Luftvorwärmraums 208. Jedes der Lochbleche, die beispielsweise aus Edelstahl gefertigt sein können, weist einen Durchlaß von ungefähr 55 bis 75 % auf. Die Verbrennungsluft, die aus der Verbrennungsluft-Zuführleitung 162 durch den Verbrennungslufteintritt 158 in den Luftvorwärmraum 208 eintritt, kann durch die Löcher in den Lochblechen 212 nach oben strömen.Each of the perforated sheets 212 individually covers the entire cross-section of the air preheating room 208 , Each of the perforated plates, which can be made of stainless steel, for example, has a passage of approximately 55 to 75%. The combustion air coming from the combustion air supply line 162 through the combustion air inlet 158 in the air preheating room 208 can occur through the holes in the perforated plates 212 flow upwards.

Kondensattropfen, die auf eines der Lochbleche 212 fallen, zerfallen in kleinere Tröpfchen und Ligamente, die eine große spezifische Oberfläche aufweisen und Wärme an die eintretende Verbrennungsluft abgeben. Kondensattropfen, die durch die Öffnungen eines der Lochbleche 212 fallen, erreichen das jeweils darunterliegende Lochblech 212.Condensate drops falling on one of the perforated plates 212 fall into smaller droplets and ligaments that have a large specific surface area and heat to the incineration release air. Condensate drops falling through the openings of one of the perforated plates 212 fall, reach the perforated plate underneath 212 ,

Werden die Löcher in einem Lochblech 212 jeweils versetzt zu den Löchern in dem darüber- und in dem darunterliegenden Lochblech 212 angeordnet, so läßt sich erreichen, daß jeder durch den Luftvorwärmraum 208 fallende Kondensattropfen mindestens einmal auf ein Lochblech 212 auftrifft und in kleinere Tröpfchen zerfällt, bevor er einen unter den Lochblechen 212 angeordneten Kondensatsumpf 214 erreicht. Dadurch wird die Wärmeübertragung an die Verbrennungsluft verbessert.The holes in a perforated plate 212 each offset to the holes in the perforated plate above and in the underlying one 212 arranged, so that everyone can get through the air preheating room 208 falling condensate drops at least once on a perforated plate 212 hits and disintegrates into smaller droplets before hitting one under the perforated plates 212 arranged condensate sump 214 reached. This improves the heat transfer to the combustion air.

Da die Oberseiten der Lochbleche 212 dem Verbrennungslufteintritt 158 abgewandt sind, gelangt nur ein geringer Teil der durch Zerstäubung an den Lochblechen 212 erzeugten Tröpfchen durch den Verbrennungslufteintritt 158 in die Verbrennungsluft-Zuführleitung 162. Eine Korrosion der Verbrennungsluft-Zuführleitung 162 durch das Kondensat und die Bildung von Ablagerungen aus dem Kondensat werden daher weitgehend vermieden, ohne daß hierzu ein Tropfenabscheider am Verbrennungslufteintritt 158 erforderlich wäre.Because the tops of the perforated sheets 212 the combustion air inlet 158 are turned away, only a small part of the atomization reaches the perforated plates 212 droplets generated by the combustion air inlet 158 into the combustion air supply line 162 , Corrosion of the combustion air supply line 162 the condensate and the formation of deposits from the condensate are therefore largely avoided without a droplet separator entering the combustion air 158 would be required.

In den Kondensatsumpf 214 mündet nahe des Hodens des Luftvorwärmraums 208 die Kondensat-Zwischenleitung 164 durch die Seitenwand des Luftvorwärmers 152 an dem Kondensataustritt 160.In the condensate sump 214 opens near the testicle of the air preheating room 208 the condensate intermediate line 164 through the side wall of the air preheater 152 at the condensate outlet 160 ,

Die vorstehend beschriebene Heizungsanlage 100 funktioniert wie folgt:
Während der Betriebsphasen des Brenners 102 entsteht durch Verbrennung des Brennstoffes (Öl, Kohle, Gas) mittels durch die Verbrennungsluft-Zwischenleitung 156 dem Brenner 102 zugeführter Verbrennungsluft im Brenner 102 ein Abgas, das durch die Abgasleitung 106, den Heizkessel 104 und das Abgaszuführrohr 108 zum Restwärmetauscher 112 strömt.The heating system described above 100 works as follows:
During the burner's operating phases 102 arises from combustion of the fuel (oil, coal, gas) by means of the combustion air intermediate line 156 the burner 102 supplied combustion air in the burner 102 an exhaust gas through the exhaust pipe 106 , the boiler 104 and the exhaust gas supply pipe 108 to the residual heat exchanger 112 flows.

Zu Beginn jeder Betriebsphase des Brenners 102 wird auch die Kondensatpumpe 140 im Kondensatkreislauf 132 in Betrieb genommen. Infolgedessen strömt das Kondensat aus dem Kondensatsumpf 200 des Restwärmetauschers 112 und aus dem Kondensatsumpf 214 des Luftvorwärmers 152 durch die Kondensat-Zwischenleitung 134 bzw. durch die Kondensat-Zwischenleitung 164 zur Zusammenführung 136 und von dort durch die Kondensat-Zwischenleitung 138, die Kondensatpumpe 140 und die Kondensat-Zwischenleitung 142 zu der Verzweigung 144 des Kondensatkreislaufs 132.At the beginning of each burner operating phase 102 will also be the condensate pump 140 in the condensate circuit 132 put into operation. As a result, the condensate flows out of the condensate sump 200 of the residual heat exchanger 112 and from the condensate sump 214 of the air preheater 152 through the condensate intermediate line 134 or through the condensate intermediate line 164 for merging 136 and from there through the condensate intermediate line 138 , the condensate pump 140 and the condensate intermediate line 142 to the branch 144 of the condensate circuit 132 ,

Von der Verzweigung 144 strömt ein Teil des Kondensats durch die Kondensat-Zwischenleitung 146 und den Kondensateintritt 126 in die Düsenvorkammer 192 des Restwärmetauschers 112.From the branching 144 part of the condensate flows through the condensate intermediate line 146 and the condensate inlet 126 into the nozzle antechamber 192 of the residual heat exchanger 112 ,

Von dort wird das Kondensat unter einem geringen Überdruck von beispielsweise 0,1 bar durch die Düsenbohrungen 196 in der Düsenplatte 190 in den Wärmetauscherraum 194 gepreßt.From there, the condensate passes through the nozzle bores under a slight overpressure of, for example, 0.1 bar 196 in the nozzle plate 190 in the heat exchanger room 194 pressed.

Wie in 3 dargestellt, tritt aus jeder der Düsenbohrungen 190 ein frei durch den Wärmetauscherraum 194 fallender Kondensatstrahl aus, der nach Durchfallen einer Zerfallslänge in die Tropfen eines Kondensatsprays zerfällt.As in 3 shown emerges from each of the nozzle bores 190 one freely through the heat exchanger room 194 falling condensate jet, which falls into the drops of a condensate spray after falling a decay length.

Der Zerfall eines Kondensatstrahls mit rundem Querschnitt erfolgt nach einem der folgenden Zerfallsmechanismen: Rayleigh-Zerfall, Membran-Zerfall oder Fiber-Zerfall.The decay of a jet of condensate with a round cross-section follows one of the following decay mechanisms: Rayleigh decay, Membrane decay or fiber decay.

Die Strömungsgeschwindigkeit des Kondensats durch die Düsenbohrungen 196 wird mittels der Kondensatpumpe 140 so eingestellt, daß der Zerfall der Kondensatstrahlen in dem Wärmetauscherraum 194 durch Rayleigh-Zerfall erfolgt, wobei aus jedem Kondensatstrahl eine monodisperse Tropfenkette entsteht, deren Tropfen jeweils einen Durchmesser aufweisen, der ungefähr das Doppelte des ursprünglichen Strahldurchmessers beträgt. Der Rayleigh-Zerfall führt somit zur Bildung eines monodispersen Kondensatsprays.The flow rate of the condensate through the nozzle holes 196 is by means of the condensate pump 140 set so that the decay of the condensate jets in the heat exchanger room 194 by Rayleigh decay, with each condensate jet forming a monodisperse drop chain, the drops of which each have a diameter that is approximately twice the original jet diameter. The Rayleigh decay thus leads to the formation of a monodisperse condensate spray.

Für die Einzelheiten zu dem Zerfallsmechanismus des Kondensatstrahls und für die Betriebsbedingungen, die einzustellen sind, um einen Zerfall des Kondensatstrahls in ein monodisperses Kondensatspray zu erreichen, insbesondere die Strömungsgeschwindigkeit des Kondensats durch die Düsenbohrungen 190, wird auf die deutsche Offenlegungsschrift 195 43 452 verwiesen.For the details of the condensate jet decay mechanism and the operating conditions to be set to cause the condensate jet to decay into a monodisperse condensate spray, particularly the flow rate of the condensate through the nozzle bores 190 , reference is made to German Offenlegungsschrift 195 43 452.

Die Tropfen des monodispersen Kondensatsprays, die nach Durchfallen des oberen Bereichs des Wärmetauscherraums 194 auf die Lochbleche 198 auftreffen, zerfallen in kleinere Tröpfchen und Ligamente, so daß im Bereich des Abgaseintritts 110 ein Verdampfungs-Kondensatspray gebildet wird.The drops of the monodisperse condensate spray, which fall through the upper area of the heat exchanger space 194 on the perforated sheets 198 hit, disintegrate into smaller droplets and ligaments, so that in the area of the exhaust gas inlet 110 an evaporative condensate spray is formed.

Dieses Verdampfungs-Kondensatspray wird von dem durch den Abgaseintritt 110 in den Wärmetauscherraum 194 eintretenden heißen Abgas im wesentlichen vollständig verdampft, wobei das heiße Abgas rasch abgekühlt wird. Ferner verdampft das in den Wärmetauscherraum 194 eintretende Abgas auch zumindest einen Teil der Tropfen des monodispersen Kondensatsprays. Dabei wandelt sich die fühlbare Abgaswärme in latente Wärme um.This evaporative condensate spray is made by the exhaust gas inlet 110 in the heat exchanger room 194 entering hot exhaust gas evaporates substantially completely, the hot exhaust gas is rapidly cooled. This also evaporates into the heat exchanger room 194 Exhaust gas entering at least some of the drops of the monodisperse condensate spray. The sensible exhaust gas heat is converted into latent heat.

Der durch Verdampfung des Verdampfungs-Kondensatsprays und durch partielle Verdampfung des monodispersen Kondensatsprays gebildete Wasserdampf strömt zusammen mit dem abgekühlten Abgas und dem darin bereits enthaltenen Wasserdampf gegen die Fallrichtung des Kondensatsprays im Wärmetauscherraum 194 nach oben, wobei sich das Abgas weiter abkühlt, so daß im oberen, der Düsenplatte 190 benachbarten Bereich des Wärmetauscherraums 194 der im Abgas mitgeführte Wasserdampf an den Tropfen des monodispersen Kondensatsprays kondensiert, wobei der zirkulierende Kondensatmassenstrom die im Dampf enthaltene latente Wärme aufnimmt.The water vapor formed by evaporation of the evaporation condensate spray and by partial evaporation of the monodisperse condensate spray flows together with the cooled exhaust gas and the water vapor already contained therein against the direction of fall of the condensate spray in the heat exchanger space 194 upwards, with the exhaust gas cooling further, so that in the upper, the nozzle plate 190 adjacent area of the heat exchanger room 194 the water vapor carried in the exhaust gas condenses on the drops of the monodisperse condensate spray, the circulating mass flow of condensate absorbing the latent heat contained in the steam.

Die Menge des im oberen Bereich des Wärmetauscherraums 194 kondensierenden Wasserdampfes ist größer als die Menge des im unteren Bereich des Wärmetauscherraums 194 verdampften Kondensats, so daß im Ergebnis der mit dem Abgas in den Restwärmetauscher 112 gelangte Wasserdampf zumindest teilweise kondensiert und dabei latente Wärme an den Kondensatmassenstrom im Kondensatkreislauf 132 abgibt.The amount of that in the upper part of the heat exchanger room 194 condensing water vapor is greater than the amount in the lower area of the heat exchanger space 194 evaporated condensate, so that as a result the with the exhaust gas in the residual heat exchanger 112 reached water vapor at least partially condensed and latent heat to the condensate mass flow in the condensate circuit 132 emits.

Da das Kondensat demnach fühlbare und latente Wärme aus dem Abgasstrom aufnimmt, wirkt es als Kühlmedium für das Abgas des Brenners 102.Since the condensate absorbs sensible and latent heat from the exhaust gas flow, it acts as a cooling medium for the exhaust gas from the burner 102 ,

Das Abgas wird im Restwärmetauscher 112 nicht nur abgekühlt und getrocknet, sondern auch gereinigt, da im Abgas mitgeführte Schadstoffe im Kondensatstrom gelöst werden. Insbesondere wird bei Verwendung schwefelhaltiger Brennstoffe im Brenner 102 entstehendes SO2 aus dem Abgas ausgewaschen.The exhaust gas is in the residual heat exchanger 112 not only cooled and dried, but also cleaned, as pollutants in the exhaust gas are dissolved in the condensate flow. In particular, when using sulfur-containing fuels in the burner 102 The resulting SO 2 is washed out of the exhaust gas.

Das im Restwärmetauscher 112 abgekühlte Abgas gelangt durch den Abgasaustritt 124 und das Abgasabführrohr 128 zu dem (nicht dargestellten) Schornstein, durch den es in die Atmosphäre entweichen kann.That in the residual heat exchanger 112 cooled exhaust gas passes through the exhaust outlet 124 and the exhaust pipe 128 to the chimney (not shown) through which it can escape into the atmosphere.

Ein Anteil von 2 bis 4 Massenprozent des im Restwärmetauscher 112 abgekühlten Abgases zweigt in die Abgas-Abzweigleitung 157 ab und gelangt in die Verbrennungsluft-Zwischenleitung 156, wo er sich mit der zugeführten, im Luftvorwärmer 152 erwärmten Verbrennungsluft vermischt. Durch die Zumischung von Abgas wird der Massenanteil inerter Bestandteile in der Verbrennungsluft erhöht, was zu einer Erniedrigung der Flammentemperatur des Brenners 102 und damit zu einer Verringerung der Stickoxidbildung führt.A share of 2 to 4 percent by mass in the residual heat exchanger 112 cooled exhaust gas branches into the exhaust branch pipe 157 and enters the combustion air intermediate line 156 where it is fed with, in the air preheater 152 heated combustion air mixed. By adding exhaust gas, the mass fraction of inert components in the combustion air is increased, which leads to a reduction in the flame temperature of the burner 102 and thus leads to a reduction in nitrogen oxide formation.

Die nicht verdampften Tropfen des Kondensatsprays gelangen nach Durchfallen des Wärmetauscherraums 194 in den Kondensatsumpf 200, der einen Teil des Kondensat-Heizwasser-Wärmetauschers 202 bildet. In dem Kondensat-Heizwasser-Wärmetauscher 202 gibt das Kondensat einen Teil der aus dem Abgas aufgenommenen Wärme an Heizwasser ab, das durch die Heizwasser-Wärmetauscherschlange 118 strömt. Die Strömung des Heizwassers wird durch die Heizwasserpumpe 176 erzeugt, die während der Betriebsphasen des Brenners 102 einen Heizwasserumlauf durch den Kondensat-Heizwasser-Wärmetauscher 202, den Heizkessel 104, die Heizwasser-Vorlaufleitung 178, die (nicht dargestellte Heizkörperanordnung) und die Heizwasser-Rücklaufleitung 180 aufrechterhält. Dazu wird das Dreiwegeventil 172 während der Betriebsphasen des Brenners 102 in eine Stellung gebracht, in der die vom Heizkessel 104 her kommende Heizwasser-Zwischenleitung 170 mit der zur Heizwasserpumpe 176 hin führenden Heizwasser-Zwischenleitung 174 verbunden ist, so daß das Heizwasser durch den Heizkessel 104 strömt, um dort Wärme aus dem Abgas des Brenners 102 aufzunehmen.The non-evaporated drops of the condensate spray arrive after the heat exchanger space has fallen through 194 in the condensate sump 200 which is part of the condensate heating water heat exchanger 202 forms. In the condensate heating water heat exchanger 202 the condensate gives off part of the heat absorbed from the exhaust gas to heating water, which is through the heating water heat exchanger coil 118 flows. The flow of the heating water is through the heating water pump 176 generated during the burner's operating phases 102 a heating water circulation through the condensate heating water heat exchanger 202 , the boiler 104 who have favourited Heating Water Supply Pipe 178 , the (not shown radiator arrangement) and the heating water return line 180 maintains. This is the three-way valve 172 during the burner's operating phases 102 placed in a position in which the boiler 104 coming heating water intermediate line 170 with that to the heating water pump 176 leading heating water intermediate line 174 is connected so that the heating water through the boiler 104 flows to there heat from the exhaust gas of the burner 102 take.

Während der Betriebspausen des Brenners 102 kann das Dreiwegeventil 172 in eine Stellung gebracht werden, in der die Umgehungsleitung 188 mit der zu der Heizwasserpumpe 176 führenden Heizwasser-Zwischenleitung 174 verbunden ist, so daß in diesem Fall das Heizwasser unter Umgehung des Heizkessels 104 von der Verzweigung 184 direkt zum Dreiwegeventil 172 strömt. In diesem Betriebszustand nimmt das Heizwasser im Heizwasserkreislauf 168 lediglich von dem Kondensat in dem Kondensat-Heizwasser-Wärmetauscher 202 Wärme auf, so daß während der Betriebspausen des Brenners 102 die in dem umlaufenden Kondensat enthaltene Restwärme genutzt werden kann. Zu diesem Zweck wird die Strömung durch den Kondensatkreislauf 132 mittels der Kondensatpumpe 140 auch nach Abschalten des Brenners 102 noch eine gewisse Zeit lang aufrechterhalten, damit die in dem Kondensat des Kondensatkreislaufs 132 enthaltene Restwärme möglichst vollständig an das Heizwasser abgegeben wird.During burner breaks 102 can the three-way valve 172 be placed in a position where the bypass line 188 with the to the heating water pump 176 leading heating water intermediate pipe 174 is connected, so that in this case the heating water bypassing the boiler 104 from the branching 184 directly to the three-way valve 172 flows. In this operating state, the heating water in the heating water circuit takes 168 only from the condensate in the condensate heating water heat exchanger 202 Heat up so that during the burner's breaks 102 the residual heat contained in the circulating condensate can be used. For this purpose the flow through the condensate circuit 132 by means of the condensate pump 140 even after the burner has been switched off 102 maintained for a certain time so that the condensate in the condensate circuit 132 residual heat contained is released as completely as possible to the heating water.

Neben dem Kondensat-Heizwasser-Wärmetauscher 202 bildet der Luftvorwärmer 152 eine weitere Wärmesenke in dem Kondensatkreislauf 132.In addition to the condensate heating water heat exchanger 202 forms the air preheater 152 another heat sink in the condensate circuit 132 ,

Ein Teil des im Restwärmetauscher 112 von dem Abgas erwärmten Kondensats strömt nämlich von der Verzweigung 144 durch die Kondensat-Zwischenleitung 148 und den Kondensateintritt 150 in die Düsenvorkammer 206 des Luftvorwärmers 152, von wo das Kondensat unter einem geringen Überdruck von beispielsweise 0,1 bar durch die Düsenbohrungen 210 in der Düsenplatte 204 in den Luftvorwärmraum 208 gepreßt wird.Part of the in the residual heat exchanger 112 namely, condensate heated by the exhaust gas flows from the branch 144 through the condensate intermediate line 148 and the condensate inlet 150 into the nozzle antechamber 206 of the air preheater 152 , from where the condensate under a slight overpressure of, for example, 0.1 bar through the nozzle bores 210 in the nozzle plate 204 in the air preheating room 208 is pressed.

Wie in 2 dargestellt, tritt aus jeder der Düsenbohrungen 210 ein frei durch den Luftvorwärmraum 208 fallender Kondensatstrahl aus, der nach Durchfallen einer Zerfallslänge in die Tropfen eines Kondensatsprays zerfällt.As in 2 shown emerges from each of the nozzle bores 210 one free through the air preheating room 208 falling condensate jet, which falls into the drops of a condensate spray after falling a decay length.

Wie auch beim Restwärmetauscher 112 werden die Betriebsbedingungen, insbesondere die Strömungsgeschwindigkeit des Kondensats durch die Düsenbohrungen 210, dabei so gewählt, daß die Kondensatstrahlen durch Rayleigh-Zerfall in ein monodisperses Kondensatspray zerfallen.As with the residual heat exchanger 112 the operating conditions, especially the flow rate of the condensate through the nozzle bores 210 , chosen so that the condensate jets decay into a monodisperse condensate spray by Rayleigh decay.

Die Tropfen des monodispersen Kondensatsprays durchfallen den Luftvorwärmraum 208 und treffen jeweils auf eines der Lochbleche 212, wobei sie in kleinere Tröpfchen und Ligamente zerfallen, so daß ein Verdampfungs-Kondensatspray gebildet wird.The drops of the monodisperse condensate spray fall through the air preheating room 208 and hit one of the perforated plates 212 , disintegrating into smaller droplets and ligaments so that an evaporative condensate spray is formed.

Durch die Verbrennungsluft-Zuführleitung 162 und den Verbrennungslufteintritt 158 in den Luftvorwärmraum 208 des Luftvorwärmers 152 gelangende frische, kalte Verbrennungsluft, der über die Abgas-Abzweigleitung 163 ein Teil des abgekühlten Abgases aus dem Abgasabführrohr 128 zugemischt ist, kommt in unmittelbaren Kontakt mit den Tröpfchen des Verdampfungs-Kondensatsprays und den Tropfen des monodispersen Kondensatsprays und nimmt dabei Wärme aus dem Kondensat auf. Ferner werden die Tröpfchen des Verdampfungs-Kondensatsprays und des monodispersen Kondensatsprays zumindest teilweise verdampft, so daß die Verbrennungsluft nicht nur fühlbare, sondern auch latente Wärme aufnimmt und der Wasserdampfgehalt der Verbrennungsluft sich erhöht, die Verbrennungsluft also befeuchtet wird.Through the combustion air supply line 162 and the combustion air inlet 158 in the air preheating room 208 of the air preheater 152 Fresh, cold combustion air that arrives via the exhaust branch pipe 163 part of the cooled exhaust gas from the exhaust pipe 128 is mixed, comes into direct contact with the droplets of the evaporative condensate spray and the drops of the monodisperse condensate spray and thereby absorbs heat from the condensate. Furthermore, the droplets of the evaporative condensate spray and the monodisperse condensate spray are at least partially evaporated, so that the combustion air not only absorbs sensible but also latent heat and the water vapor content of the combustion air increases, the combustion air so is moistened.

Da das Kondensat demnach fühlbare und latente Wärme in dem Luftvorwärmer 152 an die Verbrennungsluft abgibt, wirkt es als Wärmetauschflüssigkeit für die Verbrennungsluft.As the condensate is felt and latent heat in the air preheater 152 releases to the combustion air, it acts as a heat exchange fluid for the combustion air.

Aufgrund der Verdampfung von Kondensat im Luftvorwärmraum 208 des Luftvorwärmers 152 ist die in dem Kondensatsumpf 214 am Boden des Luftvorwärmraums 208 eintreffende Kondensatmenge geringfügig kleiner als die durch die Düsenplatte 204 in den Luftvorwärmraum 208 eintretende Kondensatmenge.Due to the evaporation of condensate in the air preheating room 208 of the air preheater 152 is the one in the condensate sump 214 at the bottom of the air preheating room 208 the amount of condensate arriving is slightly smaller than that through the nozzle plate 204 in the air preheating room 208 amount of condensate entering.

Die in dem Luftvorwärmraum 208 des Luftvorwärmers 152 erwärmte und befeuchtete Verbrennungsluft gelangt durch den Verbrennungsluftaustritt 154 und die Verbrennungsluft-Zwischenleitung 156 in den Brenner 102, wo sie zur Verbrennung des Brennstoffes verwendet wird.The one in the air preheating room 208 of the air preheater 152 heated and humidified combustion air passes through the combustion air outlet 154 and the combustion air intermediate line 156 in the burner 102 where it is used to burn the fuel.

Durch die Luftvorwärmung wird der feuerungstechnische Wirkungsgrad der Heizungsanlage 100 erhöht. Durch die Luftbefeuchtung wird die Flammentemperatur des Brenners 102 und damit die Stickoxidbildung bei der Verbrennung reduziert.The preheating efficiency of the heating system is increased by the air preheating 100 elevated. The flame temperature of the burner is increased by air humidification 102 and thus reduces nitrogen oxide formation during combustion.

Bei einer Variante des vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels einer Heizungsanlage 100 kann vorgesehen sein, daß der Kondensataustritt 160 des Luftvorwärmers 152 nicht über eine Kondensat-Zwischenleitung 164 mit der Zusammenführung 136 des Kondensatkreislaufs 132, sondern direkt mit einem weiteren Kondensateintritt des Kondensat-Heizwasser-Wärmetauschers 202 verbunden ist. Bei dieser Variante entfällt die Zusammenführung 136 des Kondensatkreislaufs 132.In a variant of the first exemplary embodiment of a heating system described above 100 can be provided that the condensate outlet 160 of the air preheater 152 not via a condensate intermediate line 164 with the merge 136 of the condensate circuit 132 , but directly with another condensate inlet of the condensate heating water heat exchanger 202 connected is. This variant does not merge 136 of the condensate circuit 132 ,

Vielmehr werden das Kondensat, das den Restwärmetauscher 112 durchlaufen hat, und das Kondensat, das den Luftvorwärmer 152 durchlaufen hat, im Kondensat-Heizwasser-Wärmetauscher 202 zusammengeführt und miteinander vermischt.Rather, the condensate, which is the residual heat exchanger 112 and the condensate that flows through the air preheater 152 has passed through in the condensate heating water heat exchanger 202 merged and mixed together.

Im übrigen stimmt diese Variante des ersten Ausführungsbeispiels der Heizungsanlage 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der vorstehend beschriebenen Heizungsanlage 100 überein.Otherwise, this variant of the first exemplary embodiment of the heating system is correct 100 in terms of structure and function with the heating system described above 100 match.

Ein zweites, in 5 dargestelltes Ausführungsbeispiel einer Heizungsanlage 100 unterscheidet sich von dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel hinsichtlich der Ausgestaltung des Kondensatkreislaufs 132.A second, in 5 illustrated embodiment of a heating system 100 differs from the first exemplary embodiment described above with regard to the design of the condensate circuit 132 ,

Wie aus 5 zu ersehen ist, sind der Restwärmetauscher 112 und der Luftvorwärmer 152 des zweiten Ausführungsbeispiels nicht räumlich voneinander getrennt, sondern in einem gemeinsamen Gehäuse 216 zusammengefaßt.How out 5 can be seen, the residual heat exchanger 112 and the air preheater 152 of the second embodiment not spatially separated from one another, but in a common housing 216 summarized.

In einem oberen Bereich des Gehäuses 216 mündet eine Kondensat-Zuführleitung 218 durch eine Seitenwand des Gehäuses 216 in eine gemeinsame Düsenvorkammer 220 des Restwärmetauschers 112 und des Luftvorwärmers 152, die durch eine Düsenplatte 222 mit Düsenbohrungen 224 von einem Wärmetauscherraum 194 und von einem Luftvorwärmraum 208 abgetrennt ist.In an upper area of the housing 216 opens a condensate supply line 218 through a side wall of the housing 216 into a common antechamber 220 of the residual heat exchanger 112 and the air preheater 152 through a nozzle plate 222 with nozzle bores 224 from a heat exchanger room 194 and from an air preheating room 208 is separated.

Der Wärmetauscherraum 194 und der Luftvorwärmraum 208 sind ihrerseits durch eine Trennwand 224 voneinander getrennt.The heat exchanger room 194 and the air preheating room 208 are in turn by a partition 224 separated from each other.

Die Trennwand 224 erstreckt sich von der Unterseite der Düsenplatte 222 nach unten bis zum oberen Rand eines gemeinsamen Kondensatsumpfes 226 des Restwärmetauschers 112 und des Luftvorwärmers 152, in den das durch den Wärmetauscherraum 194 bzw. durch den Luftvorwärmraum 208 fallende Kondensat ge langt und der zusammen mit einer darin angeordneten Heizwasser-Wärmetauscherschlange 118 einen Kondensat-Heizwasser-Wärmetauscher 202 bildet.The partition 224 extends from the bottom of the nozzle plate 222 down to the top of a common condensate sump 226 of the residual heat exchanger 112 and the air preheater 152 into which through the heat exchanger room 194 or through the air preheating room 208 falling condensate ge and together with a heating water heat exchanger coil arranged therein 118 a condensate heating water heat exchanger 202 forms.

Über eine Kondensat-Abführleitung 228 ist der Kondensatpumpf 226 mit einem saugseitigen Eingang einer (in 5 nicht dargestellten) Kondensatpumpe verbunden, deren druckseitiger Ausgang über die Kondensat-Zuführleitung 218 mit der Düsenvorkammer 220 in Verbindung steht.Via a condensate drain line 228 is the condensate pump 226 with an inlet side inlet (in 5 not shown) connected to the condensate pump, its pressure-side output via the condensate supply line 218 with the nozzle prechamber 220 communicates.

Der Kondensatkreislauf des zweiten Ausführungsbeispiels umfaßt demnach die Kondensat-Zuführleitung 218, den Restwärmetauscher 112 und den Luftvorwärmer 152, die in einem gemeinsamen Gehäuse 216 angeordnet sind, den Kondensat-Heizwasser-Wärmetauscher 202, die Kondensat-Abführleitung 228 und die Kondensatpumpe.The condensate circuit of the second exemplary embodiment accordingly comprises the condensate supply line 218 , the residual heat exchanger 112 and the air preheater 152 that are in a common housing 216 are arranged, the condensate heating water heat exchanger 202 , the condensate drain pipe 228 and the condensate pump.

Durch die Zusammenfassung des Restwärmetauschers 112 und des Luftvorwärmers 152 in einem gemeinsamen Gehäuse 216 wird eine besonders kompakte und kostensparende Hauweise der Heizungsanlage 100 ermöglicht.By combining the residual heat exchanger 112 and the air preheater 152 in a common housing 216 becomes a particularly compact and cost-saving way of building the heating system 100 allows.

Ferner kann durch die Trennwand 224 hindurch ein zusätzlicher Wärmeaustausch zwischen dem den Wärmetauscherraum 194 durchströmenden heißen Abgas und der den Luftvorwärmraum 208 durchströmenden kalten Verbrennungsluft erfolgen.Furthermore, through the partition 224 through an additional heat exchange between the heat exchanger room 194 flowing hot exhaust gas and the air preheating room 208 flowing cold combustion air.

Im übrigen stimmt das zweite Ausführungsbeispiel einer Heizungsanlage 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel überein.Otherwise, the second embodiment of a heating system is correct 100 in terms of structure and function with the first embodiment described above.

Ein drittes, in 6 dargestelltes Ausführungsbeispiel einer Heizungsanlage 100 unterscheidet sich von dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel hinsichtlich der Anordnung der Abgas-Abzweigleitung 157.A third, in 6 illustrated embodiment of a heating system 100 differs from the first exemplary embodiment described above with regard to the arrangement of the exhaust gas branch line 157 ,

Wie aus 6 zu ersehen ist, mündet die von der Abgas-Abführleitung 128 abzweigende Abgas-Abzweigleitung 157 nicht, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, in die Verbrennungsluft-Zwischenleitung 156, sondern in die Verbrennungsluft-Zuführleitung 162.How out 6 can be seen, the opens from the exhaust gas discharge line 128 branching exhaust branch pipe 157 not, as in the first embodiment, in the combustion air intermediate line 156 , but in the combustion air supply line 162 ,

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Teil des Abgases der Feuerungsanlage also nicht der bereits im Luftvorwärmer 152 erwärmten Verbrennungsluft, sondern der durch die Verbrennungsluft-Zuführleitung 162 strömenden kalten, frischen Verbrennungsluft zugemischt. Dadurch wird erreicht, daß das zugemischte Abgas zweifach gereinigt wird, nämlich zum ersten Mal in dem Restwärmetauscher 112 und zum zweiten Mal in dem Luftvorwärmer 152. Dadurch können mittels des den Restwärmetauscher 112 und den Luftvorwärmer 152 durchströmenden Kondensats im zugemischten Abgas enthaltene Schadstoffe, beispielsweise SO2, im wesentlichen vollständig ausgewaschen werden.In this exemplary embodiment, part of the exhaust gas from the combustion system does not become that already in the air preheater 152 heated combustion air, but through the combustion air supply line 162 flowing cold, fresh combustion air. This ensures that the mixed exhaust gas is cleaned twice, namely for the first time in the residual heat exchanger 112 and for the second time in the air preheater 152 , This allows the residual heat exchanger 112 and the air preheater 152 contaminants contained in the mixed exhaust gas flowing through the condensate, for example SO 2 , are essentially completely washed out.

Der Bereich der Einmündung der Abgas-Abzweigleitung 157 in die Verbrennungsluft-Zuführleitung 162 kann so ausgebildet sein, wie bereits im Zusammenhang mit 4 für die Einmündung der Abgas-Abzweigleitung 157 in die Verbrennungsluft-Zwischenleitung 156 bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Heizungsanlage 100 beschrieben.The area of the confluence of the exhaust branch pipe 157 into the combustion air supply line 162 can be designed as already in connection with 4 for the junction of the exhaust branch pipe 157 into the combustion air intermediate line 156 in the first embodiment of the heating system 100 described.

Wie bereits erwähnt, ist es für eine von Umgebungseinflüssen im wesentlichen unabhängige Dosierung des zugemischten Abgases zu der Verbrennungsluft von Vorteil, wenn das Abgas der Verbrennungsluft an der engsten Stelle der Verbrennungsluft zufuhr zugemischt wird. Die Verbrennungsluftzufuhr umfaßt dabei neben der Verbrennungsluft-Zuführleitung 162 und dem Luftvorwärmer 152 auch die Verbrennungsluft-Zwischenleitung 156. Um die Abgas-Abzweigleitung 157 an der engsten Stelle der Verbrennungsluftzufuhr in die Verbrennungsluft-Zuführleitung 162 einmünden lassen zu können, wird der Innenquerschnitt der Verbrennungsluft-Zwischenleitung 156 bei dem dritten Ausführungsbeispiel größer gewählt als der Innendurchmesser der Verbrennungsluft-Zuführleitung 162.As already mentioned, it is advantageous for a metering of the admixed exhaust gas to the combustion air that is essentially independent of environmental influences if the exhaust gas is admixed to the combustion air at the narrowest point of the combustion air supply. The combustion air supply includes the combustion air supply line 162 and the air preheater 152 also the combustion air intermediate line 156 , To the exhaust branch pipe 157 at the narrowest point of the combustion air supply into the combustion air supply line 162 The internal cross-section of the combustion air intermediate line is to be able to flow out 156 in the third exemplary embodiment selected to be larger than the inner diameter of the combustion air supply line 162 ,

Im übrigen stimmt das dritte Ausführungsbeispiel einer Heizungsanlage 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit dem ersten Ausführungsbeispiel überein, auf dessen Beschreibung Bezug genommen wird.Otherwise, the third embodiment of a heating system is correct 100 in terms of structure and function with the first embodiment, to the description of which reference is made.

Claims (36)

Verfahren zum Vorwärmen einer einem Brenner einer Feuerungsanlage zugeführten Verbrennungsluft, bei dem die Verbrennungsluft vor dem Eintritt in den Brenner durch einen Luftvorwärmer geführt wird, in dem die Verbrennungsluft Wärme aus einer Wärmetauschflüssigkeit aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abgas der Feuerungsanlage durch einen Restwärmetauscher geführt wird, wobei im Abgas enthaltener Wasserdampf in dem Restwärmetauscher zumindest teilweise zu einem Kondensat kondensiert, welches dem Luftvorwärmer als Wärmetauschflüssigkeit zugeführt wird, und daß das Kondensat in einem Kondensatkreislauf geführt wird, welcher den Luftvorwärmer und den Restwärmetauscher umfaßt, wobei die Verbrennungsluft in dem Luftvorwärmer und das Abgas in dem Restwärmetauscher unmittelbar mit dem im Kreislauf geführten Kondensat in Kontakt kommen.Method for preheating a combustion air supplied to a burner of a combustion system, in which the combustion air is passed through an air preheater before entering the burner, in which the combustion air absorbs heat from a heat exchange liquid, characterized in that an exhaust gas from the combustion system is passed through a residual heat exchanger , wherein water vapor contained in the exhaust gas at least partially condenses in the residual heat exchanger to form a condensate which is fed to the air preheater as a heat exchange liquid, and that the condensate is conducted in a condensate circuit which comprises the air preheater and the residual heat exchanger, the combustion air in the air preheater and that Exhaust gas in the residual heat exchanger come into direct contact with the circulated condensate. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Luftvorwärmer mindestens ein frei durch den Luftvorwärmer fallender Kondensatstrahl erzeugt wird.A method according to claim 1, characterized in that in the air preheater at least one condensate jet falling freely through the air preheater is produced. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensatstrahl so erzeugt wird, daß er in dem Luftvorwärmer in ein Kondensatspray zerfällt.A method according to claim 2, characterized in that the Condensate jet is generated so that it in the air preheater a condensate spray disintegrates. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensatstrahl so erzeugt wird, daß er in dem Luftvorwärmer in ein monodisperses Kondensatspray zerfällt.A method according to claim 3, characterized in that the Condensate jet is generated so that it in the air preheater a monodisperse condensate spray disintegrates. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch Auftreffen von Tropfen des durch Zerfall des Kondensatstrahls entstandenen Kondensatsprays auf eine Zerstäuberplatte ein Verdampfungs-Kondensatspray erzeugt wird.Method according to one of claims 2 to 4, characterized in that that by Impact of drops of the one created by the decay of the condensate jet Condensate sprays on an atomizing plate an evaporative condensate spray is generated. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lochblech als Zerstäuberplatte verwendet wird.A method according to claim 5, characterized in the existence Perforated sheet as atomizer plate is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine von einer Eintrittsöffnung der Verbrennungsluft in den Luftvorwärmer weg geneigte Zerstäuberplatte verwendet wird.Method according to one of claims 5 or 6, characterized in that that a from an entrance opening atomizing plate inclined away from the combustion air in the air preheater is used. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine unter einem Winkel von ungefähr 50° bis ungefähr 75° gegen die Richtung des frei fallenden Kondensatstrahls ausgerichtete Zerstäuberplatte verwendet wird.A method according to claim 7, characterized in that a at an angle of approximately 50 ° to approximately 75 ° against the Atomizer plate aligned in the direction of the freely falling condensate jet is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kondensatstrahlen durch Ausströmen des Kondensats aus jeweils einer Düsenbohrung erzeugt werden.Method according to one of claims 2 to 8, characterized in that that several Condensate jets caused by leakage of the condensate are generated from one nozzle bore each. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines Kondensat-Heizwasser-Wärmetauschers Wärme von dem Kondensat an Heizwasser in einem Heizwasserkreislauf abgegeben wird.Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that that by means of a condensate heating water heat exchanger Warmth of the condensate to heating water in a heating water circuit becomes. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Kondensat von einem Kondensatausgang des Kondensat-Heizwasser-Wärmetauschers einem Kondensateingang des Luftvorwärmers zugeführt wird.A method according to claim 10, characterized in that this Condensate from a condensate outlet of the condensate heating water heat exchanger a condensate inlet of the air preheater is supplied. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Kondensat von einem Kondensatausgang des Kondensat-Heizwasser-Wärmetauschers einem Kondensateingang des Restwärmetauschers zugeführt wird.A method according to claim 11, characterized in that this Condensate from a condensate outlet of the condensate heating water heat exchanger a condensate inlet of the residual heat exchanger supplied becomes. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Kondensat von einem Kondensatausgang des Luftvorwärmers einem Kondensateingang des Kondensat-Heizwasser-Wärmetauschers zugeführt wird.Method according to one of claims 10 to 12, characterized in that the condensate from a condensate outlet of the air preheater a condensate inlet of the condensate heating water heat exchanger is supplied. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Luftvorwärmer und ein Restwärmetauscher verwendet werden, die an einer Trennwand aneinander angrenzen.Method according to one of claims 1 to 13, characterized in that the existence Air preheater and a residual heat exchanger be used that adjoin each other on a partition. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Luftvorwärmer und ein Restwärmetauscher verwendet werden, die in einem gemeinsamen Gehäuse integriert sind.Method according to one of claims 1 to 14, characterized in that the existence Air preheater and a residual heat exchanger can be used, which are integrated in a common housing. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Luftvorwärmer und ein Restwärmetauscher verwendet werden, die eine gemeinsame Kondensatvorkammer aufweisen.Method according to one of claims 1 to 15, characterized in that the existence Air preheater and a residual heat exchanger can be used that have a common condensate prechamber. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein Luftvorwärmer und ein Restwärmetauscher verwendet werden, die einen gemeinsamen Kondensatsumpf aufweisen.Method according to one of claims 1 to 16, characterized in that the existence Air preheater and a residual heat exchanger can be used that have a common condensate sump. Verfahren. nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines in dem gemeinsamen Kondensatsumpf angeordneten Kondensat-Heizwasser-Wärmetauschers Wärme aus dem Kondensat auf Heizwasser in einem Heizwasserkreislauf übertragen wird.Method. according to claim 17, characterized in that by means of a condensate heating water heat exchanger arranged in the common condensate sump Heat out transfer the condensate to heating water in a heating water circuit becomes. Vorrichtung zum Vorwärmen einer einem Brenner einer Feuerungsanlage zugeführten Verbrennungsluft, umfassend einen von der Verbrennungsluft vor dem Eintritt in den Brenner durchströmten Luftvorwärmer, in dem Wärme von einer Wärmetauschflüssigkeit an die Verbrennungsluft übertragbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Kondensatkreislauf (132) umfaßt, welcher den Luftvorwärmer (152) und einen von einem Abgas der Feuerungsanlage durchströmten Restwärmetauscher (112) umfaßt, in dem in dem Abgas enthaltener Wasserdampf zumindest teilweise zu einem Kondensat kondensierbar ist, welches dem Luftvorwärmer (152) als Wärmetauschflüssigkeit zuführbar ist, wobei die Verbrennungsluft in dem Luftvorwärmer (152) und das Abgas in dem Restwärmetauscher (112) unmittelbar mit dem Kondensat in Kontakt bringbar sind.Device for preheating a combustion air supplied to a burner of a combustion system, comprising an air preheater through which the combustion air flows before entering the burner, in which heat can be transferred from the heat exchange liquid to the combustion air, characterized in that the device comprises a condensate circuit ( 132 ) which includes the air preheater ( 152 ) and a residual heat exchanger through which a flue gas from the combustion system flows ( 112 ), in which water vapor contained in the exhaust gas can be at least partially condensed to form a condensate, which the air preheater ( 152 ) can be supplied as a heat exchange liquid, the combustion air in the air preheater ( 152 ) and the exhaust gas in the residual heat exchanger ( 112 ) can be brought into direct contact with the condensate. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftvorwärmer (152) eine Einrichtung zum Erzeugen eines frei durch den Luftvorwärmer (152) fallenden Kondensatstrahls umfaßt.Device according to claim 19, characterized in that the air preheater ( 152 ) a device for generating a free through the air preheater ( 152 ) falling condensate jet. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Einrichtung zum Erzeugen eines Kondensatstrahls ein in dem Luftvorwärmer (152) in ein Kondensatspray zerfallender Kondensatstrahl erzeugbar ist.Apparatus according to claim 20, characterized in that by means of the device for generating a condensate jet in the air preheater ( 152 ) a condensate jet decaying into a condensate spray can be generated. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Einrichtung zum Erzeugen eines Kondensatstrahls ein in dem Luftvorwärmer (152) in ein monodisperses Kondensatspray zerfallender Kondensatstrahl erzeugbar ist.Apparatus according to claim 21, characterized in that by means of the device for generating a condensate jet in the air preheater ( 152 ) can be generated in a monodisperse condensate spray decaying condensate jet. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftvorwärmer (152) eine Einrichtung zum Erzeugen eines Verdampfungs-Kondensatsprays aufweist, welche mindestens eine Zerstäuberplatte zum Zerstäuben eines auf dieselbe auftreffenden Kondensatstrahls umfaßt.Device according to one of claims 20 to 22, characterized in that the air preheater ( 152 ) has a device for generating an evaporative condensate spray which comprises at least one atomizing plate for atomizing a condensate jet impinging thereon. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet daß die Zerstäuberplatte als Lochblech (212) ausgebildet ist.Apparatus according to claim 23, characterized in that the atomizer plate as a perforated plate ( 212 ) is trained. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäuberplatte von einer Eintrittsöffnung (158) der Verbrennungsluft in den Luftvorwärmer (152) weg geneigt ist.Device according to one of claims 23 or 24, characterized in that the atomizer plate from an inlet opening ( 158 ) of the combustion air in the air preheater ( 152 ) is inclined away. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäuberplatte unter einem Winkel von ungefähr 50° bis ungefähr 75° gegen die Richtung des frei fallenden Kondensatstrahls ausgerichtet ist.Device according to claim 25, characterized in that that the atomizer at an angle of about 50 ° to approximately 75 ° against the direction of the freely falling condensate jet is aligned. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Erzeugen eines Kondensatstrahls mehrere von dem Kondensat durchströmbare Düsenbohrungen (210) umfaßt.Device according to one of claims 20 to 26, characterized in that the device for generating a condensate jet has a plurality of nozzle bores through which the condensate can flow ( 210 ) includes. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensatkreislauf (132) einen Kondensat-Heizwasser-Wärmetauscher (202) umfaßt, durch den Wärme von dem Kondensat an Heizwasser in einem Heizwasserkreislauf (168) übertragbar ist.Device according to one of claims 19 to 27, characterized in that the condensate circuit ( 132 ) a condensate heating water heat exchanger ( 202 ) by which heat from the condensate to heating water in a heating water circuit ( 168 ) is transferable. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensatausgang (114) des Kondensat-Heizwasser-Wärmetauschers (202) in Fluidverbindung mit einem Kondensateingang (150) des Luftvorwärmers (152) steht.Apparatus according to claim 28, characterized in that a condensate outlet ( 114 ) of the condensate heating water heat exchanger ( 202 ) in fluid communication with a condensate inlet ( 150 ) of the air preheater ( 152 ) stands. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensatausgang (114) des Kondensat-Heizwasser-Wärmetauschers (202) in Fluidverbindung mit einem Kondensateingang (126) des Restwärmetauschers (112) steht.Apparatus according to claim 29, characterized in that a condensate outlet ( 114 ) of the condensate heating water heat exchanger ( 202 ) in fluid communication with a condensate inlet ( 126 ) of the residual heat exchanger ( 112 ) stands. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensatausgang des Luftvorwärmers in Fluidverbindung mit einem Kondensateingang des Kondensat-Heizwasser-Wärmetauschers steht.Device according to one of claims 28 to 30, characterized in that the existence Air preheater condensate outlet in fluid connection with a condensate inlet of the condensate heating water heat exchanger stands. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftvorwärmer (152) und der Restwärmetauscher (112) an einer Trennwand (224) aneinander angrenzen.Device according to one of claims 19 to 31, characterized in that the air preheater ( 152 ) and the residual heat exchanger ( 112 ) on a partition ( 224 ) adjoin each other. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftvorwärmer (152) und der Restwärmetauscher (112) in einem gemeinsamen Gehäuse (216) angeordnet sind.Device according to one of claims 19 to 32, characterized in that the air preheater ( 152 ) and the residual heat exchanger ( 112 ) in a common housing ( 216 ) are arranged. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftvorwärmer (152) und der Restwärmetauscher (112) eine gemeinsame Kondensatvorkammer (220) aufweisen.Device according to one of claims 19 to 33, characterized in that the air preheater ( 152 ) and the residual heat exchanger ( 112 ) a common condensate pre-chamber ( 220 ) exhibit. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftvorwärmer (152) und der Restwärmetauscher (112) einen gemeinsamen Kondensatsumpf (226) aufweisen.Device according to one of claims 19 to 34, characterized in that the air preheater ( 152 ) and the residual heat exchanger ( 112 ) a common condensate sump ( 226 ) exhibit. Vorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Kondensatsumpf (226) als Bestandteil eines Kondensat-Heizwasser-Wärmetauschers (202) ausgebildet ist, durch den Wärme von dem Kondensat auf Heizwasser in einem Heizwasserkreislauf (168) übertragbar ist.Apparatus according to claim 35, characterized in that the common condensate sump ( 226 ) as part of a condensate heating water heat exchanger ( 202 ) is formed by the heat from the condensate to heating water in a heating water circuit ( 168 ) is transferable.
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