DE202009011326U1 - Heat exchanger for the flue gas duct of a furnace - Google Patents
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Abstract
Wärmetauscher für den Rauchgaskanal einer Heizung, gekennzeichnet durch einen langgestreckten Rauchgasteiler (2, 37, 51) für den Rauchgasstrom (3, 38), der im Betrieb Teile eines fliessenden Rauchgasstroms (38) von einander trennt und parallel zu einander und zur Längsachse (21, 39) des Wärmetauschers und damit zu derjenigen des Rauchgaskanals mit sich führt, wobei der Rauchgasteiler (2, 37, 51) für den Durchfluss eines Wärme tauschenden Mediums ausgebildet ist, über welches im Betrieb Wärme der kanalisierten Rauchgase (7, 8, 9) abgeführt wird.Heat exchanger for the flue gas duct of a heater, characterized by an elongated flue gas divider (2, 37, 51) for the flue gas flow (3, 38), which separates during operation parts of a flowing flue gas flow (38) from each other and parallel to each other and to the longitudinal axis (21 , 39) of the heat exchanger and thus leads to that of the flue gas duct with it, wherein the flue gas divider (2, 37, 51) is designed for the flow of a heat exchanging medium, via which heat of the channeled flue gases (7, 8, 9) is dissipated.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmetauscher gemäss dem Oberbegriff von Schutzanspruch 1.The The present invention relates to a heat exchanger according to the preamble of protection claim 1.
Solche Wärmetauscher werden in einem Kamin oder in einer Leitung für die Rauchgase angeordnet und sollen einen möglichst grossen Teil der Restwärme des Rauchgases einer Wärmequelle wie einer Heizung oder eines Chenminés oder einer sonstigen Feuerung wieder verwendbar machen. Sie sind in verschiedensten Ausführungsformen bekannt.Such Heat exchangers are placed in a chimney or duct arranged for the flue gases and should as possible large part of the residual heat of the flue gas of a heat source like a heater or a cheninen or other Make firing reusable. They are in various embodiments known.
So
zeigt
In einer weiteren Ausführungsform ist deshalb der Ringraum zwischen dem inneren und dem äusseren Rohr von Wasser durchflossen, so dass das innere Rohr von einem Wassermantel umgeben ist. Auf Grund der im Betrieb des Wärmetauschers sich ergebenden unregelmässigen Strömung im Wassermantel ergibt sich eine unregelmässige Kühlung des inneren, die Rauchgase führenden Rohrs, mit der Folge, dass die Wärmeabfuhr nicht optimal ist.In Another embodiment is therefore the annulus water flows through between the inner and outer tubes, so that the inner tube is surrounded by a water jacket. On Reason of the operation of the heat exchanger resulting results in irregular flow in the water jacket an irregular cooling of the inner, the flue gases leading tube, with the result that the Heat dissipation is not optimal.
Die
In
der
Das
Problem des Wärmeübergangs von der Wand des die
Rauchgase leitenden Rohrs zum kühlenden Wasserkreislauf
wird verbessert gelöst durch die in
Entsprechend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wärmetauscher für den Rauchgaskanal zu schaffen, der die Wärme der Rauchgase effizient abführt, leicht zu reinigen ist und so auch als Einsatz in vorbestehenden Rauchgaskanälen, wie z. B. Kaminen verwendet werden kann.Corresponding It is the object of the present invention, a heat exchanger for the flue gas to create the heat which dissipates flue gases efficiently, is easy to clean and so also as an insert in pre-existing flue gas ducts, such as B. fireplaces can be used.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 bzw. der Ansprüche 14 und 15 gelöst.These The object is achieved by the characterizing features of claim 1 or of claims 14 and 15 solved.
Dadurch, dass der Wärmetauscher einen Rauchgasteiler aufweist, der selbst vom Wärme tauschenden Medium durchflossen ist, kann die Wärme den Rauchgasen auch in deren Kernbereich mit maximaler Effizienz entnommen werden, da der Temperaturunterschied zwischen den Rauchgasen und den Wänden, an denen diese entlang streichen, stets so gross wie möglich bleibt. Durch die geeignete Aufteilung des Rauchgasstroms wird überdies auch die Wärmestrahlung der Rauchgase effizient absorbiert, Dies gilt über den ganzen Querschnitt des Rauchgasstroms, und nicht nur für dessen äussere Peripherie. Strömungshemmnisse bzw. Wirbelleitbleche im Rauchgaskanal sind nicht mehr notwendig.The fact that the heat exchanger has a flue gas divider, which is itself traversed by the heat-exchanging medium, the heat can be taken from the flue gases in their core area with maximum efficiency, since the temperature difference between the flue gases and the walls along which they swipe along, always remains as big as possible. In addition, the heat radiation of the flue gases is efficiently absorbed by the appropriate division of the flue gas flow. This applies over the entire cross section of the flue gas flow, and not only for its outer periphery. Flow barriers or vortex plates in Flue gas duct are no longer necessary.
Da alle Wände parallel zur Längsachse des Wärmetauschers verlaufen, ergibt sich kein nennenswerter Strömungswiderstand für die Rauchgase. Dies ist vorteilhaft, da der natürliche Kaminzug bei der nun auch in der Kernzone erfolgenden starken Abkühlung der Rauchgase beträchtlich an Wirkung verliert. Weiter ist nach wie vor einfache Reinigung möglich, da die einzelnen durch die Trennwände gebildeten Kammern von den Reinigungswerkzeugen der Länge nach leicht durchfahren werden können.There all walls parallel to the longitudinal axis of the heat exchanger run, there is no significant flow resistance for the flue gases. This is beneficial because of the natural Chimney draft at the now also in the core zone taking place strong cooling the flue gases considerably loses its effect. Further Simple cleaning is still possible as the individual formed by the partitions chambers of the cleaning tools can be easily passed through the length.
Überraschend hat sich gezeigt, dass bei der Kühlung auch in der Kernzone (d. h. über den ganzen Querschnitt des Rauchgasstroms) der Auswurf an Feststoffen wie Russpartikel erheblich abnimmt. Dies wird auf die nun auch in der Kernzone verminderte Strömungsgeschwindigkeit zurückgeführt, die nun wenigstens für grössere Feinstaubpartikel nicht mehr ausreichend ist, um sie durch einen vertikalen Rauchgaskanal hinaus zu befördern. Diese Partikel fallen in den Kamin zurück, lagern sich am untern Ende ab, was zu einem erhöhten Reinigungsbedarf führt, der wiederum den verminderten Feststoffauswurf belegt. Bei Holzheizungen zeigt es sich weiter, das Färbungen, z. B. die Braunfärbund des Rauchs vermindert auftreten, was ebenso den verminderten Feststoffauswurf und die damit gesteigerte Umweltfreundlichkeit belegt.Surprised has been shown that in cooling even in the core zone (i.e., over the entire cross-section of the flue gas stream) the ejection of solids such as soot particles decreases considerably. this will on the now also in the core zone reduced flow velocity attributed at least for now larger particulate matter is no longer sufficient, to carry them out through a vertical flue. These particles fall back into the chimney, storing themselves at the lower end, which leads to an increased need for cleaning, which in turn proves the reduced solids ejection. For wood heating it further shows, the dyeings, z. B. the Braunfärbund of the smoke occur, which also reduces the amount of solids ejected and the resulting increased environmental friendliness.
Bei einem Verfahren zum Betrieb des erfindungsgemässen Wärmetauschers kann dieser vor dem Anfeuern der vorgeschalteten Feuerung z. B. mit heissem Speicherwasser geflutet werden. Die Gase im Rauchgaskanal werden so über dessen ganzen Querschnitt auf einer minimalen Temperatur gehalten und erst dann gekühlt, wenn die Betriebstemperatur des Systems erreicht ist. Dadurch herrscht bereits in der Phase des Anfeuerns ein Zug, der demjenigen des Normalbetriebs nahe kommt, was das Anfeuern selbst erheblich erleichtert und zugleich die Bildung von Schadstoffen im Verbrennungsprozess während dem Anfeuerprozess vermindern kann.at a method for operating the inventive heat exchanger this can be before the firing of the upstream firing z. B. with hot storage water to be flooded. The gases in the flue gas duct become so over its entire cross section on a minimum Temperature kept and only then cooled when the operating temperature of the system is reached. This already prevails in the phase of firing a train that comes close to that of normal operation, what The encouragement itself greatly facilitates and at the same time the education of pollutants in the combustion process during the Anfeuerprozess can diminish.
Es ergibt sich, dass neben der Wärmerückgewinnung als solcher auch der Feinstaubauswurf verbessert wird.It it turns out that in addition to the heat recovery as such, the fine dust ejection is improved.
Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.preferred Embodiments are in the dependent claims described.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren näher erläutert.The The invention will be explained in more detail below with reference to FIGS.
Es zeigt:It shows:
Drei
Trennwände
Die
Trennwände
Vorliegend
sind die Trennwände
Der
Rauchgasteiler
Wie
erwähnt, wird im Betrieb ein fliessender Rauchgastrom
Durch diese Anordnung wird insbesondere dem in der Mitte des Rauchgaskanals fliessenden heissen Kern der Rauchgase die Wärme wirksam entzogen, ohne dass Strömungshindernisse zur Verwirbelung der Rauchgase, welche ihrerseits den Kaminzug und die Reinigung erschweren oder verunmöglichen, vorgesehen werden müssen.By this arrangement is particularly in the middle of the flue gas duct flowing hot core of the flue gases effectively deprived of heat, without flow obstacles to the turbulence of the flue gases, which in turn complicate the chimney draft and the cleaning or impossible to provide.
Besonders
vorteilhaft sind die Trennwände
Bei
einer weiteren Ausführungsform wird das Zentralrohr
Wie
die Trennwände
Die
optimale Anzahl der Trennwände, seien dies (im Sinn des
Sterns) minimal zwei (
Die
Figur zeigt weiter, dass die Trennwände
Besonders
hier, aber auch in der Anordnung von
Z. B. beträt die Dicke der Trennwände an der Wurzel in einem Rauchgaskanal mit 200 mm Durchmesser 22 mm, vorzugsweise nur 16 mm. Zum einen wird so, wie oben erwähnt, der Querschnitt des Rauchgaskanals nicht zu sehr beschränkt; dann wird sich das Wasser in den Trennwänden schnell etwas erwärmen, so dass die Rauchgase nicht unter eine Temperatur von z. B. 55°C fallen, also der unerwünschte Kaltrauch und die Bildung von Kondenswasser im Wesentlichen unterbleiben.Z. B. enters the thickness of the partitions at the root in a flue gas duct with 200 mm diameter 22 mm, preferably only 16 mm. On the one hand, as mentioned above, the cross section the flue gas duct not too limited; then it will become quickly warm the water in the partitions, so that the flue gases are not below a temperature of z. B. 55 ° C fall, so the unwanted cold smoke and the formation essentially avoid condensation.
In
Weiter
besitzt das Rohr
Mit
anderen Worten sind im Ringraum
Schematisch
in sind weiter die Anschlüsse für den Ringraum
Das äussere
Rohr
Ein
Rauchgasadapter
Am
unteren Ende des Rauchgasteilers
Weiter
ist in der Figur ein Temperaturfühler
Bei
einer weiteren Ausführungsform ist der Rauchgasteiler nicht
vorgesehen, aber das Doppelrohr
Der
Wärmetauscher
Der erfindungsgemässe Wärmetauscher kann auch mit einem vorgewärmten Medium beschickt werden, wenn z. B. im Rauchgaskanal die Betriebstemperatur nicht erreicht ist, wie dies beim Anfeuern einer Heizung der Fall sein kann. Ist der Rauchgaskanal zu kalt, kühlen sich die Rauchgase zu fest ab, es herrscht ungenügender Zug, was wiederum zu einer verlängerten Anfeuerphase mit den bekannten Nachteilen wie z. B. erhöhter Schadstoffproduktion führen kann. Die Untertemperatur (und auch die einmal erreichte untere Betriebstemperatur) im Rauchgaskanal kann über Wärmefühler detektiert oder über das allgemeine Temperaturniveau in Verbindung mit der seit dem Anfeuern verflossenen Zeit bestimmt werden. Je nach den örtlichen Verhältnissen kann der Fachmann die geeigneten Parameter bestimmen. Ist eine untere Betriebstemperatur einmal erreicht, werden durch das Wärme transportierende Medium die Rauchgase, dem Normalbetrieb entsprechend, gekühlt.Of the inventive heat exchanger can also with a preheated medium are charged when z. B. in the flue gas duct the operating temperature has not been reached, such as this can be the case when lighting a heater. Is the flue gas channel too cold, the flue gases cool too hard, it prevails insufficient train, which in turn leads to a prolonged Kindling with the known disadvantages such. B. increased Pollutant production can lead. The under temperature (and also once reached lower operating temperature) in the flue gas duct can be detected via heat sensor or via the general temperature level in connection with the since the kindling be determined time elapsed. Depending on the local Ratios, the person skilled in the art can determine the suitable parameters. Once a lower operating temperature has been reached, through the heat transporting medium the flue gases, according to the normal operation, cooled.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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