DE2435563A1

DE2435563A1 - Residual heat recovery from waste gases of boiler - for water-heating/central heating system with oil or natural gas firing

Info

Publication number: DE2435563A1
Application number: DE2435563A
Authority: DE
Inventors: Karl-Eugen Hollweg
Original assignee: HOLLWEG KARL EUGEN
Current assignee: HOLLWEG KARL EUGEN
Priority date: 1974-07-24
Filing date: 1974-07-24
Publication date: 1976-02-05

Abstract

Device for recovery of residual heat from waste gases of boiler of central heating system, for heating purposes, comprises a heat exchanger installed in the flue pipe (3) leading from the boiler (1) to the chimney (2), the waste gases and the returning water to be heated flowing through the heat exchanger. The heat exchanger pref. consists of a flue pipe portion (3) through which extends a return pipe (9) for the water to be heated, the return pipe being pref. a laminar, helical pipe.

Description

Vorrichtung zum Rückgewinnen der in den Rauchgasen eines Heizungskessels enthaltenen Restwärme Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Rückgewinnen der in den einen Kessel einer Warmwasser-Zentralheizung verlassenden Rauchgasen enthaltenen Restwärme für Heizzwecke.Device for recovering the in the flue gases of a heating boiler Residual heat contained The invention relates to a device for recovering the contained in the flue gases leaving a boiler of a hot water central heating system Residual heat for heating purposes.

Es ist bekannt, daß die einen Heizkessel verlassendzn Rauchgase noch einen Wärmegehalt besitzen, der zwar nicht zum Erwärmen des zu beheizenden Mediums bis auf die gewünschte maximale Temperatur ausreicht, der jedoch zum Vorwärmen des in den Kessel gelangenden zu beheizenden Mediums ausgenutzt werden kann. Bei großen Heizeinheiten wie Kesseln für Kraftwerke läßtman die den Kessel verlassenden Rauchgase deshalb durch einen Wärmetauscher hindurchtreten, durch aen auch das vom Kessel zu beheizende rücklaufae Medium strömt, um das rücklaufende Medium wie Wasser vorzuheizen, damit dasselbe schon mit einer bestimmten erhöhten Temperatur in den Kessel gelangt wo man dann weniger Energie zum Aufheizen auf die gewünschte Temperatur benötigt. Wegen der auf diese Weise verbesserten Ausnutzung der entwickelten Heizwärme läßt sichauf diese Weise viel Energie sparen.It is known that flue gases still leave a boiler have a heat content that is not used to heat the medium to be heated up to the desired maximum temperature, which, however, is used to preheat the The medium to be heated reaching the boiler can be used. With big ones Heating units such as boilers for power plants allow the flue gases leaving the boiler therefore pass through a heat exchanger, also through that of the boiler return medium to be heated flows in order to preheat the returning medium such as water, so that the same reaches the boiler at a certain elevated temperature where you then need less energy to heat up to the desired temperature. Because of that way improved utilization of the developed Heating can save a lot of energy in this way.

Obwohl es also bekannt ist, die in den einen Kessel verlassenden Rauchgasen enthaltene Restwärme zvm Vorheizen des ifl einen Kessel zurücklaufenden zu beheizenden Mediums zu verwenden, ist bisher !eine für Kleinanlagen wie in Haushalten aufzustellende Kessel einer Warmwasser-Zentralheizung geeignete Vorrichtung dieser Art bekannt geworden, offensichtlich wegen der hohen Investitionskosten, weil der Wärmetauscher im allgemeinen in den Schornstein oder in den Kessel selbst eingebaut und auf den jeweiligen Kessel abgestellt werden muß.So although it is known, the flue gases leaving a boiler residual heat contained in the preheating of the ifl returning a boiler to be heated Up to now, the medium has been used for small systems such as households Boiler of a hot water central heating suitable device of this type is known become, obviously, because of the high investment costs because of the heat exchanger generally installed in the chimney or in the boiler itself and on the respective boiler must be turned off.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die in den einen Kessel für eine Warmwasser-Zentralheizungsanlage verlassenden Abgasen oder Rauchgasen mitgeführte Restwärme bei möglichst geringen Investitionskosten so gut wie möglich auszunutzen, um wirkungsvoll Heizenergie zu sparen.The object of the invention is that in the one boiler for exhaust gases or flue gases leaving a hot water central heating system To utilize residual heat as well as possible with the lowest possible investment costs, to effectively save heating energy.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, daß sie aus einem in das vom Kessel zum Schornstein führende Rauchrohr eingebauten , von den Rauchgasen und dem rücklaufenden Heizwasser durchströmten Wärmetauscher besteht.In order to achieve this object, in the case of a device, the initially described mentioned type suggested that they consist of one in that from the boiler to the chimney leading smoke pipe built-in, from the flue gases and the returning heating water through which the heat exchanger flows.

Es wird also gemäß der Erfindung vorgeschlagen, den die in den Rauchgasen enthaltene Restwärme rückgswinnenden Wärmetauscher als Baueinheit zwischen den Kessel und den Schornstein einzubauen, und zwar in das als Verbindungsstück zwischen dem Kessel und dem Schornstein benutzte Rauchrohr. Da jeder Kessel einer Warmwasser-Heizungsanlage über ein Rauchrohr einer bestimmten Mindestabmessung mit dem Schornstein verbunden sein muß, kann der Einbau des erfindungsgemäßen Wärmetauschers jederzeit erfolgen, d.h. es lassen sich auch bereits fertige Heizungsanlagen ohne großen Kostenaufwand umrüsen.It is therefore proposed according to the invention that the in the flue gases contained residual heat recovery heat exchanger as a structural unit between the boiler and to build in the chimney as a connector between the Boiler and chimney used smoke pipe. Because every boiler is a hot water heating system Connected to the chimney via a smoke pipe of a certain minimum size must be, the installation of the heat exchanger according to the invention at any time , i.e. already finished heating systems can be installed without great expense turn around.

Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindung besteht der Wärmetauscher aus einem Stück Ofenrohr und einem durch dieses Ofenrohr geführten Rücklaufrohr für das zu beheizende Medium, welches das in den Kessel rücklaufende Heizwasser oder auch in den Kessel rücklaufendes frauchwasser sein kann. Da das äußere Gehäuse des Wärmetauschers ein Ofenrohr ist, kann der -erfindungsgemäße Wärmetauscher das die Verbindung zwischen dem Kessel und dem Schornstein herstellende Rauchrohr oder einen Teil desselben bilden. Der Einbau des Wärmetauschers in eine Warmwasser- Zentralheizungsanlage ist also problemlos bei geringem Kostenaufwand auch bei bereits vorhandenen Zentralheizungsanlagen möglich.According to a preferred practical embodiment of the invention the heat exchanger consists of a piece of stovepipe and one through this stovepipe guided return pipe for the medium to be heated, which is returning to the boiler Can be heating water or water flowing back into the boiler. Since that If the outer housing of the heat exchanger is a furnace tube, the heat exchanger according to the invention can the smoke pipe connecting the boiler to the chimney or form part of it. The installation of the heat exchanger in a hot water Central heating system is therefore problem-free at low cost even with already existing central heating systems possible.

Damit das durch den Wärmetauscher hindurchgeführte bzw.So that the heat exchanger passed or

im Ofenrohr befindliche Rüklaufrohr eine möglichst große Oberfläche aufweist und somit möglichst viel der in den vorbeiströmenden Rauchgasen enthaltenen Wärme auf das Rücklaufrohr übertragen werden kann, ist das Rücklaufrohr nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ein Lamellenrohr.The return pipe located in the stove pipe should have as large a surface as possible has and thus as much as possible of the contained in the flue gases flowing past Heat can be transferred to the return pipe, the return pipe is after a Another feature of the invention is a lamellar tube.

Auch ist es zweckmäßig, das Rücklaufrohr nicht gerade, sondern vorzugsweise gewendelt durch das Ofenrohr zu führen, damit sich innerhalb eines verhältnismäßig kurzen Wärmetauschers ein möglichst langes Rücklaufrohr befindet.It is also useful that the return pipe is not straight, but preferably coiled to lead through the stovepipe so that it is within a proportionately short heat exchanger, a return pipe as long as possible is located.

Es ist aber auch möglich, das Rücklaufrohr schlagenförmig gewunden durch das den Wärmetauscher begrenzende Ofenrohr zu führen. Das Zulaufende dieses Rücklaufrohres ist dabei zweckmäßig dem Bstrittsende der Rauchgase in das Ofenrohr entgegengesetzt angeordnet, damit die Rauchgase und das von denselben vorzuheizende Medium in Gegenrichtung zu-einander durch den Wärmetauscher hindurchströmen.But it is also possible to twist the return pipe in a flapping shape to lead through the stovepipe limiting the heat exchanger. The incoming end of this The return pipe is expediently the end of the flow of the flue gases into the furnace pipe arranged oppositely so that the flue gases and that of them to be preheated Medium in opposite direction to each other flow through the heat exchanger.

Damit über den Querschnitt des den Wärmetauscher begrenzenden Ofenrohres gesehen möglichst alle Teile der durchströmenden Rauchgase wenigstens einmal mit dem Rtlcklaufrohr unmittelbar in Kontakt kommen, erweitert sich nach einem anderen Merkmal der Erfindung die Wendel des durch das Ofenrohr geführten Rücklaufrohres von einem Ende zum anderen spiralförmig. In Strömungsrichtung gesehen bildet die Wendel des Rücklaufrohres im Grundriß also eine Spirale, wobei zwischen den einzelnen Wendelgängen genügend Raum für den Durchstrom der Rauchgase verbleibt.Thus over the cross section of the furnace pipe delimiting the heat exchanger seen as possible all parts of the flue gases flowing through at least once come into direct contact with the return pipe, expands after another Feature of the invention is the helix of the return pipe passed through the furnace pipe spiraling from one end to the other. Seen in the direction of flow, the Helix of the return pipe in plan is a spiral, with between the individual Spiral passages there is enough space for the flue gases to flow through.

Damit der erfindungsgemäße Wärmetauscher bei den routinemäßigen Inspektionen und Reinigungen des Heizkessel problemlos ebenfalls gereinigt werden kann, ist das den Wärmetauscher begrenzende Ofenrohr im Bereich des eingebauten Heizwasser-Rücklaufrohres zu öffnen, so daß man sowohl das Rücklaufrohr als auch das Innere des Ofenrohres schnell und bequem reinigen kann. Beispielsweise ist das Ofenrohr im Bereich des eingebauten Heizwasser-Rücklaufrohres einseitig aufklappbar.So that the heat exchanger according to the invention during routine inspections and cleaning the boiler can also be cleaned without any problems, that is The furnace pipe delimiting the heat exchanger in the area of the built-in heating water return pipe to open so that you can see both the return pipe and the inside of the stove pipe can clean quickly and easily. For example, the stovepipe is in the area of the built-in heating water return pipe can be opened on one side.

In der Zeichnung ist ein Ausfuhrungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch dargestellt und zwar zeigt Fig. 1 die Seitenansicht des hinteren Endes eines Heizkessels für eine Warmwasser-Zentralheizungsanlage und das untere Ende des Schornsteins für diesen Kessel, wobei das zwischen Kessel und Schornstein verlaufende Rauchrohr als erfindung gemäßer Wärmetauscher ausgebildet ist, Fig. 2 einen Längsschnitt durch das als Wärmetauscher ausgebildete Rauchrohr in gegenüber Fig. 1 vergrößertem Maßstab und Fig. 3 eine Endansicht des in Fig. 2 dargestellten Rauchrohres vom linken Ende desselben.In the drawing is an exemplary embodiment of the invention Device shown schematically, namely Fig. 1 shows the side view of the rear end of a boiler for a hot water central heating system and that lower end of the chimney for this boiler, the one between the boiler and the chimney running smoke pipe is designed as a heat exchanger according to the invention, Fig. 2 shows a longitudinal section through the smoke tube designed as a heat exchanger in opposite 1 on an enlarged scale; and FIG. 3 is an end view of that shown in FIG Smoke pipe from the left end of the same.

Ein nur teilweise angedeuteter Heizkessel 1 einer Warmwasser=Heizungsanlage ist mit einem gemauerten Schornstein 2 über ein Rauchrohr 3 verbunden, das sich zwischen einer an der Rückseite des HeizKessels 1 angeordneten Muffe 4 und einer in den Schornstein 2 eingelassenen Muffe 5 erstreckt. Die Befestigung des Rauchrohres 3 zwischen den beiden Muffen 4 und 5 it in Fig. 1 nicht näher dargestellt. Durch dieses Rauchrohr 3 strömen die Abgase oder Rauchgase des Heizkessels 1 in den Schornstein 2.An only partially indicated boiler 1 of a hot water = heating system is connected to a brick chimney 2 via a smoke pipe 3, which is between a sleeve 4 arranged at the rear of the boiler 1 and a in the chimney 2 recessed sleeve 5 extends. The fastening of the smoke pipe 3 between the two sleeves 4 and 5 is not shown in more detail in FIG. By this smoke pipe 3, the exhaust gases or flue gases from the boiler 1 flow into the chimney 2.

An den Heizkessel 1 ist eine als Vorlauf für Heizwasser dienende Rohrleitung 6 und eine als Rücklauf dienende Rohrleitung 7 angeschlossen. Weitere Leitungen für Vorlauf und Rücklauf von Brauchwasser können ebenfalls angeschlossen sein, sind in der Zeichnung jedoch nicht dargestellt.To the boiler 1 is a pipe serving as a flow for heating water 6 and a pipe 7 serving as a return is connected. More lines for supply and return of domestic water can also be connected not shown in the drawing.

Gemäß der Erfindung ist der Rücklauf durch das Rauchrohr 3 hindurchgeführt. Zu diesem Zweck ist zwischen der von der Heizungsanlage kommenden Rücklaufleitung 8 und der in den Heizkessel 1 mündenden Leitung 7 ein Rücklaufrohr 9 angeordnet, das sich im Rauchrohr 3 befindet und vorzugs weise gewendelt durch das Rauchrohr 3 geführt ist. Dieses Rücklaufrohr ist eim zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiel als Lamellenrohr ausgebildet.According to the invention, the return is passed through the smoke pipe 3. For this purpose is between the return line coming from the heating system 8 and the line 7 opening into the boiler 1, a return pipe 9 is arranged, which is located in the smoke pipe 3 and preferably coiled through the smoke pipe 3 is performed. This return pipe is an exemplary embodiment shown in the drawing designed as a lamellar tube.

Das Einlaufende in das Rücklaufrohr 9 befindet sich, wie Fig. 1 zeigt, nahe dem Schornstein 2, während das Auslaßende nahe der Rückseite des Heizkessels 1 vorgesehen ist. Auf diese Weise strömt das Rücklaufwasser in Gegenrichtung zu den Rauchgasen durch den vom Rauchrohr 3 begrenzten ilärmetauscher.The inlet end in the return pipe 9 is, as Fig. 1 shows, near the chimney 2, while the outlet end near the rear of the boiler 1 is provided. In this way, the return water flows in the opposite direction the flue gases through the secondary exchanger limited by the flue pipe 3.

Wie insbesondere Fig. 2 und 3 zeigen, verläuft das Rticklaufrohr 9 mit einer sich erweiternden Wendel vom Einlaßende 10 zum Auslaßende 11, so daß das Rücklaufrohr 9 weitgehend gleichmäßig über den gesamten Durchstrom querschaitt des Rauchrohres 3 verteilt ist und somit alle Teile der den Heizkessel 1 verlassenden Rauchgase irgendwann einmal ;nit einem Wendelgang des Rücklaufrohres 3 in unmittelbaren Kontakt kommen.As shown in FIGS. 2 and 3 in particular, the return pipe 9 runs with a widening helix from the inlet end 10 to the outlet end 11, so that the Return pipe 9 largely evenly across the entire flow cross section of the Flue pipe 3 is distributed and thus all parts of the boiler 1 leaving Flue gases at some point; with a spiral of the return pipe 3 in the immediate vicinity Get in touch.

Wie insbesondere Fig. 3 zeigt, ist das Rauchrohr 3 in zwei Hälften 3a und 3b geteilt, die über nach außen weisende Flansche. 12 und BeSestigungselemel~te 13 und 14, welche Schrauben und/oder Scharniere sein können, ttntereinander verbunden sind. Auf diese Weise kann man das Rauchrohr 3 öffenen oder ganz abbauen, ohne das Rückla!-rohr 9 abbauen zu müssen, so daß der aus dem Rauchrohr 3 und dem gewendelten Rücklaufrohr 9 bestehende Wärmetauscher leicht zu reinigen ist.As FIG. 3 shows in particular, the smoke pipe 3 is in two halves 3a and 3b split over outwardly facing flanges. 12 and fastening elements 13 and 14, which can be screws and / or hinges, are connected to one another are. In this way, the smoke pipe 3 can be opened or completely removed without this To have to dismantle the return pipe 9, so that the one from the smoke pipe 3 and the coiled one Return pipe 9 existing heat exchanger is easy to clean.

Ist eine Vorwärmung sowohl des rücklaufenden Heizwassers als auch des rücklaufenden Brauchwassers gewünscnt, können auch zwei getrennte Rücklaufrohre, vo»enen das eine das rücklaufende Heizwasser und das andere das rücklaufende Brauchwasser führt, vorgesehen sein.Is a preheating of both the returning heating water and of the returning domestic water, two separate return pipes, one of them provide the return heating water and the other the return service water leads, be provided.

Durch den erfindungsgemäß vorgeschlagenen , in den Abgasstrom eines Heizkessels für Warmwasser-Zetralheizungs anlagen problemlos einzubauenden Wärmetauscher kann man -bei Feuerung mit Heizöl oder Erdgas ohne weiteres Energiekosten sparen, die schon innerhalb kurzer Zeit die Installationskosten bedeutend übersteigen.By the proposed according to the invention, in the exhaust gas flow one Boilers for hot water central heating systems, heat exchanger to be installed without any problems can be done at Firing with heating oil or natural gas without additional energy costs save that significantly exceed the installation costs within a short period of time.

Um zu verhindern, daß der Abzug der Rauchgase aus dem Heizkessel 1 in den Schornstein 2 durch den Einbau des Rücklaufrohres 9 in das Rauchrohr 3 beeinträchtigt wird, reicht es aus, dem Rauchrohr 3 im Bereich des eingebauten Rücklaufrdres 9 einen gegenüber einem normalen Rauchrohr entsprechend erweiterten Querschnitt zu geben.To prevent the flue gases from being extracted from the boiler 1 in the chimney 2 by the installation of the return pipe 9 in the smoke pipe 3 impaired it is sufficient to position the smoke pipe 3 in the area of the built-in return pipe 9 a correspondingly enlarged cross-section compared to a normal smoke pipe give.

Claims

Patent claims:

1.) Device for recovering the in one boiler of a hot water central heating leaving flue gases contained residual heat for heating purposes, d u r c h e no indication that it is from one in the from the boiler (1) to the chimney (2) leading smoke pipe (3) built-in from the smoke gases and the returning one to be heated water through which there is a heat exchanger.

2.) Device according to claim 1, characterized in that the heat exchanger from a piece of stovepipe (3) and a return pipe guided through this stovepipe (9) for the water to be heated.

3.) Device according to claim 2, characterized in that the im The return pipe (9) located in the furnace pipe (3) is a lamellar pipe.

4.) Device according to claim 2 or 3, characterized in that the return pipe (9) is converted through the furnace pipe (3).

5.) Device according to claim 4, characterized in that the helix of the return pipe (9) guided through the furnace pipe (3) from one end on the other hand, expanded spirally.

6.) Device according to one of claims 1 biO 5, characterized in that that the furnace pipe (3) in the area of the built-in heating water return pipe (9) is open.

7.) Device according to claim 6, characterized in that the furnace pipe (3) Can be opened on one side in the area of the built-in heating water return pipe (9) is.