DE2512233B2 - Vorrichtung zur ausnutzung der rauchgase eines brennstoffbeheizten heizungskessels - Google Patents
Vorrichtung zur ausnutzung der rauchgase eines brennstoffbeheizten heizungskesselsInfo
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Description
Zusatzgefäß erfolgen, welches allein mit dem aggressiven Zwischenmedium, welches vorzugsweise das
Kondenswasser der Rauchgase ist, in Berührung kommt. Somit braucht also nur das relativ kleine
beigestellte Vorwärmgefäß aus korrosionsbeständigem Material zu bestehen. Ferner erlaubt es die erfindungsgemäße
Vorrichtung, daß auch bereits installierte herkömmliche Heizungsanlagen ohne weiteres umgerüstet
werden können.
Beim Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann sowohl die Restwärme der Rauchgase als auch die
Kondensationswärme des in den Rauchgasen enthalte nen Wasserdampfs zur Vorwärmung des in den
Heizkessel eintretenden Wassers und damit zur Verbesserung des Wirkungsgrades ausgenutzt werden.
Außerdem werden die Rauchg?->e gleichzeitig von Rußpartikeln und anderen Feststoffen gereinigt.
Vorzugsweise ist als Zwischenmedium gespeichertes Kondenswasser der Rauchgase vorgesehen. Das Kondensat,
welches in der Regel aggressiv ist und Feststoffe enthält, gelangt bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
nicht mit in den den Heizungskessel durchlaufenden Wasserkreislauf.
Weitere Merkmale im Rahmen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Zum Zwecke der Kondensation des Wasserdampfes aus den 200 bis 4000C heißen Rauchgasen muß im
Zwischenmedium die Temperatur unter etwa 50° gehalten werden. Das zur Vorwärmung vorgesehene
Wasser muß deshalb ein geringeres Temperaturniveau aufweisen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist daher
insbesondere zur Vorwärmung von Brauchwasser und Schwimmbeckenwasser aber auch zur Vorwärmung des
relativ kühlen Heizungsrücklaufs von beispielsweise Fußbodenheizungen vorgesehen. Darüber hinaus ist die
erfindungsgemäße Vorrichtung allgemein anwendbar zur Aufheizung von industriell zu verwendendem
Prozeßwasser oder sonstigen Flüssigkeiten dieses Temperaturniveaus. Gegebenenfalls könnten auch mehrere
Anwendungsgebiete miteinander kombiniert werden, wobei in dem Zwischenmedium beispielsweise
Wärmeaustauscherrohre verschiedener Leitungen bzw. Kreisläufe liegen.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im nachstehenden anhand der
Zeichnung beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 in schematischer Darstellung die Ansicht einer
Heizkesselanlage zur überwiegenden Erwärmung von Brauchwasser oder Schwimmbeckenwasser und teilweisen
Wärmeabgabe durch Heizwasser oder Dampf,
Fig.2 in ebenfalls schematischer Darstellung ein
Anwendungsbeispiel für den Bereich Fußbodenbeheizung und Brauchwassererwärmung.
Gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel
ist ein mit einem Brenner 2 versehener Heizungskessel 4 mit einem Wärmetauscher 6 kombiniert.
Der Heizungskessel 4 dient zu einem geringen Teil zur Aufheizung eines Heizwasserumlaufs, der über uen
Rücklaufstutzen 8 in den Heizungskessel 4 eintritt und nach Erwärmung über den Vorlaufstutzen 10 wieder
austritt. Im Inneren des Heizungskessels ist ferner ein Erhitzer 12 für Brauchwasser oder Schwimmbeckenwasser
vorgesehen.
Der Wärmetauscher 6, welcher über ein Abgasrohr 14 mit den Rauchgasen des Heizungskessels 4 beaufschlagbar
ist und die Form eines senkrechten Zylinders aufweist, ist zur Vorwärmung des Brauchwassers
vorgesehen, welches über eine Rohrleitung 16 kalt in eine im unteren Bereich des Wärmetauschers 6
vorgesehene Rohrschlange 18 eingeleitet wird, aus welchem es vorgewärmt über eine Zwischenleitung 20
in den im Heizungskessel 4 vorgesehenen Erhitzer 12 gelangt. Die Rohrschlange 18 ist etwa im unteren
Viertel des Wärmetauschers β angeordnet. Der untere Bereich des Wärmetauschers 6 ist mit einem Zwischenmedium
22 versehen, das über die Rohrschlange 18 hinausreicht und mit Hilfe eines Überlaufes 24 bei einem
ίο konstanten Niveau gehalten wird. Von einer Stelle
unterhalb des Wasserspiegels führt eine Rohrleitung 26 über eine Pumpe 30 zu einem im oberen Bereich des
Wärmetauschers 6 angeordneten horizontalen Verrieselungssieb 28, wo das Wasser verrieselt wird.
Das Abgasrohr 14 des Heizungskessels welches an einer Stelle unmittelbar über dem Wasserspiegel
tangential an den Wärmetauscher 6 angeschlossen ist, leitet die vom Heizungskessel kommenden Abgase
rotierend im Gegenstrom durch das verrieselte Wasser, wobei die in den Rauchgasen enthaltene Wärme an das
verrieselte Wasser abgegeben wird und der in den Rauchgasen enthaltene Wasserdampf kondensiert. Die
abgekühlten Rauchgase treten am oberen Ende des Wärmetauschers 6 über einen mittigen Rauchgasauslaß
32 aus dem Wärmetauscher 6, wobei sie mit Hilfe einer in einem Abstand unterhalb des Auslasses vorgesehenen
horizontalen runden Leitplatte 34 optimal geführt werden.
Das in dem Wärmetauscher enthaltene, als Zwischen-
so medium dienende Wasser, welches durch die Wärme der Rauchgase sowie durch die Kondensationswärme
auf beispielsweise 45° aufgeheizt wird, erwärmt das beispielsweise mit einer Temperatur von 100C in die
Rohrschlange 18 eintretende Brauchwasser auf etwa 15° bis 20°C vor. Das Brauchwasser in dem im
Heizungskessel 4 vorgesehenen Erhitzer 12 wird auf die Endtemperalur nachgewärmt.
Das in dem Wärmetauscher 6 vorgesehene, ständig um das Kondensat vermehrte Zwischenmedium 22,
kann über den Überlauf 24 abfließen.
Das in Fig. 2 dargestellte Ausiührungsbeispiel
stimmt weitgehend mit dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel überein, so daß für gleiche
Vorrichtungsteile die gleichen Bezugszeichen verwendet worden sind. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel
ist ein Heizungskessel 4 mit einem Wärmetauscher 6 kombiniert. Allerdings handelt es sich dabei um einen
Heizungskessel mit ein- oder angebautem Speicher-Brauchwassererhitzer 12, der insbesondere für einen
Heizwasserumlauf geringerer Temperatur, beispielsweise für eine Fußbodenheizung und für die zentrale
Brauchwassererwärmung vorgesehen ist.
In Anpassung an diesen Anwendungsfall weist der Wärmetauscher 6 im Gegensatz zu dem im Zusammenhang
mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Wärmetauscher zwei Rohrschlangen 36 und 38 auf,
die beide in einer Anordnung übereinander im unteren Bereich des Wärmetauschers 6 angeordnet sind. Die
obere Rohrschlange 36 ist ebenso wie bei dem in F i g. I
w) dargestellten Ausführungsbeispiel zur Vorwärmung von
Brauchwasser vorgesehen, welches im oberen Bereich des Heizungskessels 4 in einem Speicher-Brauchwassererhitzer
12 nachgeheizt wird. Die untere Rohrschlange 38 dient zur Vorwärmung des relativ kalten
h"ι Heizwasser-Rücklaufs 40, der beispielsweise aus einer
Fußbodenheizung kommt. Der in der Rohrschlange 38 vorgewärmte Rücklauf 40 gelangt über eine Zwischenleitung
42 zu einer Abzweigung 44, an welcher eine
Zweigleitung 46 in den Heizraum des Heizungskessels 4 geleitet wird, während eine andere Zweigleitung 48 zu
einem außerhalb des Kessels 4 angebrachten Mischerventil 50 geführt wird. In dem Mischerventil 50 kann der
vorgewärmte Rücklauf 40 mit einem aus dem Heizungskessel 4 kommenden Heißwasserstrom 52
gemischt werden, so daß der Heizwasservorlauf 54 auf das gewünschte Temperaturniveau gesteuert werder
kann.
In diesem zweiten Ausführungsbeispie! wird die
Wärmerückgewinnung also sowohl für den Heizwasser umlauf als auch zur Vorwärmung von Brauchwassei
ausgenutzt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (14)
1. Vorrichtung zur Ausnutzung der Rauchgase eines brennstoffbeheizten Heizungskessels für Heiz-
und/oder Brauch- bzw. Schwimmbeckenwasser, das mit einem von den Rauchgasen aufgeheizten
flüssigen Zwischenmedium vorgewärmt wird, d a durch gekennzeichnet, daß das Abgasrohr
(14) des Heizungskessels (4) mit einem Wärmetauscher (6) verbunden ist. in dem das flüssige
Zwischenmedium (22) enthalten ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zwischenmedium (22) gespeichertes
Kondenswasser der Rauchgase vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgasrohr (14) des
Heizungskessels (4) über dem Wasserspiegel des Wärmetauschers (6) und im oberen Bereich des
Wämietauschers (6) ein Rauchgasauslaß (32) angeordnet
ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Bereich des Wärmetauschers
(6) eine Verrieselungseinrichtung (28) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Wasserspiegels
des Zwischenmediums (22) mindestens eine Rohrschlange (18; 36, 38) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Bereich des
Wärmetauschers (6) über eine Rohrleitung (26) mit der Verrieselungseinrichtung (28) verbunden ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (6) als
senkrechter Zylinder ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgasrohr (14) des
Heizungskessels (6) tangential am Wärmetauscher (6) angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rauchgasauslaß (32)
zentrisch am Deckel des Wärmetauschers (6) angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Rauchgasauslasses
(32) eine horizontale Leitplatte (34) angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verrieselungseinrichtung (28) als Sieb ausgebildet ist, welches sich um den
Rauchgasauslaß (32) bis zur Innenwand des Wärmetauschers (6) erstreckt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet daß in dem Wärmetauscher (6) ein zur Begrenzung des Wasserspiegels dienender
Überlauf (24) vorgesehen ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Zwischenmedium
(22) des Wärmetauschers (6) angeordnete Rohrschlange (18; 36) einem Erhitzer (12) für das Brauch-
bzw. Schwimmbeckenwasser vorgeschaltet ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Zwischenmedium
(22) des Wärmetauschers (b) angeordnete Rohrschlange (38) einerseits mit dem Heizwasserrücklauf
(40) und andererseits mit dem Heizungskessel (4) sowie einem Mischerventil (50) verbunden ist
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ausnutzung der Rauchgase eines brennstoffbeheizten Heizungskessels
für Heiz- und/oder Brauch- bzw. Schwimmbeckenwasser, das mit einem von den Rauchgasen aufgeheizten flüssigen Zwischenmedium
vorgewärmt wird.
Nach der DT-OS 19 30 372 ist ein gasbefeuerter Wassererwärmer bekannt, bei dem unmittelbar über
den Gasflammen ein ringförmiger Behälter mit einem
to Zwischenmedium angeordnet ist. Dieses unmittelbar von der Kesselfeuerung aufgeheizte Zwischenmedium
wird einem außerhalb des Kessels angeordneten Wärmetauscher zugeführt, in welchem das in dem
Kessel zu erwärmende Wasser vorgewärmt wird. Das in dem Wärmetauscher abgekühlte Zwischenmedium wird
dann in den Kessel zurückgeführt und mit Hilfe einer Düse im oberen Kesselteil versprüht. Das versprühte
Zwischenmedium kommt dabei mit den abziehenden Rauchgasen in Berührung und kann einen Teil von
deren Wärme aufnehmen.
Im mittleren Bereich des Kessels ist eine Heizschlange
vorgesehen, in der das vorgewärmte Wasser auf seine endgültige Temperatur gebracht werden soll.
Hierbei wird die Heizschlange von den Rauchgasen umspült, die zuvor das Zwischenmedium aufgeheizt
haben. Gleichzeitig wird die Heizschlange von dem aus dem Wärmetauscher zurückkommenden, versprühten
und relativ kalten Zwischenmedium beaufschlagt.
Das Prinzip dieses bekannten Kessels beruht darauf, daß man zwei an sich selbständige Geräte in einem
Kessel miteinander vereinigt, und zwar ein gasbefeuertes Kontaktwärmetauschgerät sowie einen ebenfalls
gasbefeuerten Nachheizer. Dabei soll der Wärmetauscher des Nachheizers in den Kontaktwärmeübertra-
J5 gungsraum des ersten Gerätes verlagert sein. Die
Gasbefeuerung gibt also zunächst ihre Wärme an das Nachheiz- oder Zwischenmedium ab und erst dann an
das eigentliche aufzuheizende Wasser.
Abgesehen davon, daß das Wasser in dem bekannten Kessel nicht auf sehr hohe Temperaturen aufgeheizt
werden kann, tritt bei dem bekannten Kessel das Problem auf, daß das Nachheiz- bzw. Zwischenmedium,
welches durch die Aufnahme bestimmter Rauchgasanteile aggressiv wird, mit dem gesamten Innenraum des
Kessels in Berührung kommt. Um zu verhindern, daß der Kessel in Kürze durch Korrosion unbrauchbar wird,
muß der Kessel daher aus nichtrostendem, relativ teurem Materia! bestehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die
so Rauchgase eines Heizungskessels nach ihrer Wärmeabgabe an das Heiz- und/oder Brauch- bzw. Schwimmbekkenwasser
zur Aufheizung des flüssigen Zwischenmediums zu verwenden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Abgasrohr des Heizungskessels mit einem
Wärmetauscher verbunden ist, in dem das flüssige Zwischenmedium enthalten ist.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung arbeitet der Heizungskessel nach dem herkömmlichen Verfahren
bo und wird nicht mit irgendwelchen aggressiven Flüssigkeiten
beaufschlagt, die ein korrosionsbeständiges Herstellungsmaterial erforderlich machen.
Die Rauchgase werden erst nach dem Austreten aus dem Kessel zur weiteren Wärmeausnutzung herangezo-
hi gen, und zwar zur Vorerwärmung des in dem
Heizungskessel zu erwärmenden Wassers. Dieser Wärmetausch, der über ein Zwischenmedium erfolgt,
kann somit in einem relativ kleinen, beigestellten
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BGA | New person/name/address of the applicant | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |