DE2723403C2

DE2723403C2 - Wärmetauscher zum Vorwärmen von Verbrennungsluft

Info

Publication number: DE2723403C2
Application number: DE2723403A
Authority: DE
Inventors: Elon John Minnetonka Minn. Nobles
Original assignee: ESCONO-THERM ENERGY SYSTEMS CORP MINNETONKA MINN US
Current assignee: ESCONO-THERM ENERGY SYSTEMS CORP MINNETONKA MINN US
Priority date: 1976-05-24
Filing date: 1977-05-24
Publication date: 1983-05-11
Also published as: US4044820A; DE2723403A1; GB1576385A; FR2353037A1; BR7703343A; JPS5311340A; ES459091A1; CA1069115A; NL7705712A; FR2353037B1; MX145982A

Description

a) das Einlaßrohr (50) am unteren Ende des ersten Parallelsatzes von Rohren (52) an eine Einlauf-Sammelleitung (68) angeschienen ist, und

b) das oberste Rohr (56) des jeweiligen Parallelsatzes von Rohren (52) an das ob« ste Rohr (60) des nächsten Parallelsatzes von Rohren angeschlossen ist, so daß das Wärmetauschermittel umgelenkt wird,

c) das Bodenrohr (62) des letzten Parallelsatzes von Rohren an die Rücklauf-Sammelleitung (64) angeschlossen ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderpumpe (66) einen Behälter (78) für das Medium aufweist, der mit der Einlauf-Sammelleitung (68) und der Rücklauf-Sammelleitung (64) des Wärmetauschers in Strömungs-Verbindung steht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärmkammer (44) und die Abgaskammer (46) in mehrere Zonen unterteilt sind und daß je Zone (A; B) wenigstens eine Förderpumpe vorgesehen ist

4. Vorrichtung nach Anspruch 3 mit zwei Zonen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Zonen (A; Steine Rücklauf-Sammelleitung zugeordnet ist, daß eine gemeinsame zentrale Einlaui-Sammelleitung (MH) vorgesehen ist und an die Einlaufe der Einlaßrohre der beiden Zonen angeschlossen ist, und daß eine gemeinsame Pumpeneinrichtung in Strömungsverbindung mit der zentralen Einlauf-Sammelleitung vorgesehen ist, wobei das Wärmeübertragungsmittel im Kreislauf zurück zur Pumpeneinrichtung förderbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (SO, 52, 56; 60, 62) zur Vergrößerung ihrer wärmeübertragenden Oberfläche mit Rippen versehen sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gerippte Oberfläche l,5mal bis 9mal so groß ist wie die eines nicht mit Rippen versehenen Oberfiächenbereiches.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die gemeinsame Trennwand (192) treppenartig in Senkrichtung erstreckt, so daß am einen Längsende der Trennwand die Vorwärmkammer (72) größer ist als die Abgaskammer (74), wohingegen am gegenüberliegenden Längsende der Trennwand die Abgaskammer größer ist als die Vorwärmkammer (F i g. 5).

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgaskammer (74) an ihrem Eingang, wo das warme Feuerungsgas die Abgaskammer betritt, größer ist als die benachbarte Vorwärmkammer (72).

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in einem bestimmten Abschnitt wenigstens einer Kammer (Vorwärmkammer 72, Abgaskammer 74) eine größere Anzahl von Wärmetauschrohren vorgesehen ist, um die Wärmeübergangsfläche zu vergrößern.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Wärmeübergangsfläche durch Anordnung einer größeren Anzahl von Rippen auf bestimmten Rohrabschnitten erzielt ist

30 Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher zum Vorwärmen von Verbrennungsluft mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Ein solcher Wärmetauscher ist bereits aus der DE-PS 1 87 553 bekannt Bei diesem bekannten Wärmetauscher erstreckt sich eine Rohrleitungsschlange zwischen zwei benachbarten Kanälen unter Durchsetzen der Trennwand. Am Einlaßende dieser Rohrvdtungsschlange ist ein Behälter für das Wärmeübertragungsmittel mit einem darin hin- und herbeweglichen Kolben vorgesehen, während das austrittsseitige Ende der Rohrleitungsschlange an einen Behälter angeschlossen ist. Durch Hin- und Herbewegen des Kolbens wird ein bestimmtes Flüssigkeitsvolumen innerhalb der Rohrleitungsschlange aus dem Bereich des einen Kanals in den Bereich des anderen Kanals gedrückt, wodurch der angestrebte Wärmetausch herbeigeführt wird.

Der bekannte Wärmetauscher ist jedoch nur wenig leistungsfähig und gestattet insbesondere nur eine begrenzte Ausnutzung des im abziehenden Feuerungsgas enthaltenen Wärmeinhaltes.
Aus der US-PS 36 23 549 ist ein vergleichbarer Wärmetauscher bekannt, bei welchem jedoch die beiden Kanäle oder Kammern im Abstand voneinander verlaufen. Auch die US-PS 28 54 220 offenbart einen Wärmetauscher, mit dessen Hilfe die abziehenden Feuerungsgase zur Vorwärmung der Verbrennungsluft nutzbar gemacht werden. Bei dem letztgenannten Wärmetauscher ist jedoch keine vom Abgaskanal in den Verbrennungsluftkanal hin und her verlaufende Rohrleitungsschlange vorgesehen. Ein ähnlicher Wärmetauscher ist aus der FR-PS 13 38 514 bekannt, bei welchem Luft über eine erwärmte Heizschlange hinwegstreicht. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung so auszubilden, daß

cjne gesteigerte Wiirnieiiuiseherleisuing ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung i|cr im Oberbegriff des Anspruchs I angegebenen (inltiing durch die im Kennzejehenleil des l'aienian.spruehs I angegebenen Merkmale gelöst.

Der mil Hilfe der Hrfiiulimg erzielbnre lechnische Fortschritt ergibl sieh in erster Linie daraus, dall die erfindungsgemiiße Verrohrung zu einer nahezu konstanten Temperatur des flüssigen Wärmeübertragung*- mittels führt, wobei die Temperatur des Wärmeüberlragungsmittcls weitgehend einstellbar ist. Dadurch vermag der Wärmetauscher nach der Erfindung in der Nähe der Kondensalionslemperatiir zu arbeilen, ohne daß jedoch die Gefahr besteht, daß Kondensationser- n scheinungen auftreten, wodurch beträchtliche Korrosionsschädcn hervorgerufen werden wurden.

In den Unteransprüchen sind bevorzugte Ausführungsformcn der Erfindung und vorteilhafte Ausgestaltungen derselben beschrieben.

Die Hrfindung wird in der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielc-n anhand der Zeichnung näher erläutert. ILs zeigt

I"ig. 1 einen horizontal befeuerten l'rozeßerhilzcr,

I·' i g. 2 eine Wärmcübcrlragungsvorrichtiing mil zwei parallelen Rohrsätzen,

I"ig.3 eine graphische Darstellung des Tempcralurvcrlaufs in einem Hinzonen-Wärmetauscher, I·' i g. 4 einen Hinzonen-Wärmctauscher,

l-'ig. 5 eine schematischc Darstellung eines Wärme- »ο lauschers mit abgestufter Trennwand für das .System.

Tig.6 eine schemalischc Darstellung eines mehrere Zonen aufweisenden Wärmetauschersund

Fig. 7 eine schematische Darstellung eines mehrere Zonen aufweisenden Wärmelauschers mil lediglich η einer Pumpe.

I· ig. 1 zeigt einen horizontal befeuerten !Erhitzer. Die gesamte Vorrichtung 10 besieht aus einem Slrahlungs-Hrwärmungsabschnill 12 mit Brennern sowie einer Luflkammer 14. Das aus dem Strahlungsabschniti austretende Gas strömt nach oben durch einen Konvcktionsabschnitl 16. verläßt diesen durch den Abgaskanal 18 und gelangt zur Wärmcübcrgangseinrichlung 20. Das gekühlte Abgas tritt sodann durch ein Sauggebläse 22. welches auf dem Hoden sitzt und mit Hilfe eines Motors 24 angetrieben wird. Das Abgas wird dann nach oben durch einen Abzug jib abgeführt. Das den Kcnveklionsabschnitl 16 verlassende Abgas kann Temperaturen im Bereich von 204 bis 59X'C haben und die Temperatur kann in Abhängigkeil vom Kondensationsnivcau auf eine Temperatur von etwa 9J bis 260"C abgesenkt werden.

Die vom brenner einströmende Luft tritt durch einen Hinlaß 28 ein und geht durch die Wärmcübcrgangscinrichtung 20, wo sie von der Umgebungstemperatur auf « eine Temperatur von etwa 150 bis 37O"C aufgeheizt wird. Sie wird sodann in die unter den Brennern gelegene Luftkammer 14 geführt welche auch zur Strömungsberuhigung dient. Im Interesse einer guten Zugwirkung kann ein kräftiges Luftgebläse oberhalb der Wärmeübertragungscinrichtung 20 vorgesehen sein.

Die Wärmeübertragungseinrichtung 20 kann sowohl an der Spitze der gesamten Anordnung als auch am Boden angeordnet werden, wenngleich die Anordnung der Einrichtung am Boden günstiger ist. Der erste Vorteil besieht dann, daß die Wärmeübergangseinrichtung bei Anordnung am Boden jederzeit zugänglich ist. Zweitens ist das den Zug entweder auf Grundlage eines direkten Zuges oder eines iiulozierien Zuges liefurmle (iebliise iiiif einem fi'slun Fiiruhinienl micenrdricl, welches dem Hcdieiiimnspcrsonul ζιιμίΙϊΐμίΗ'Ιι isi, ΙΛι durch werden keine Vibnilioncn jiiif «lie chinin befestigten lirliilziiugseiiiridiliing übertrugen iintl wer ilen lledienunnspliil!formen Oberflussif!, die Anstrich sowie Wiirliin^snrheileii erfordern. Außerdem wird durch I lerabzieheu der Abgase zum Bodenriivemi eine Dichtung im Abgas geschaffen, welche bei lletriebsun !erbrccbungcn ilen natürlichen /ng begrenz! und die Hrhitzcri.emperalur vernünftig konstant hüll. Dies dient zum Mildern des raschen Abkühlungseffekles, der mil dem .Stillsetzen bei herkömmlichen Nalur/.ugbcdinguu gen verbunden ist. Das hat zur Folge, daß der mechanische Zug einen kleineren Abzug, einen kleineren Abgaskanal und einen viel kleineren Kouvcklions abschnitt ermöglicht, während die Kapazität für den gleichen Abschnill vergrößerl i.sl iinüdie Konstruktion der.Strahlungseinrichtung gewisse Hrsparnisse zuläßt.

Die WämicübergangsciiirichliinK 20 ist im einzelnen in Fig. 2 dargestellt: Die Krfiiidiing V: weisl Wände 42 auf, die eine Vorwärmkanimcr 44 \mü eine Ab^;:\k;:::! nier 46 bilden. Die beiden Kammern sind thermisch durch eine Trennwand 48 voneinander getrennt. Fin erstes Finlaßrohr 50 erstreckt sich durch die Trennwand 48 quer durch die Vorwärmkammer und durch die Abgaskanimer, wo es mit I lilfe eines Krümmers 54 mit einem benachbarten, parallel im Abstand verlaufenden Kohr 52 verbunden ist. Die Rohre sind gegen die Trennwand 48, welche sie durchsetzen, abgedichtet, so daß keine kalte Luft in die Abgaskammer übertritt.

Nach Fig. 2 können beispielsweise sechzehn Rohre übereinander angeordnet und miteinander verbunden werden, um den Sirömungspfad für das Wärmcübcrgangsmiltel zu bilden. An der Spitze der Hinrichtung 40 ist das oberste Rohr 56 auf der Aufstromseite mit Hilfe eines Krümmers 58 mil einem Salz paralleler Rohre 60 verbunden, welche das Wärmeübertragungsmittel in schlangcnartigcr Slrömungsbahn nach urten in ein Bodenrohr 62 führen, welches in eine Rücklauf-Sammelleitung 64 mündet. Von hier fließl die Flüssigkeit zu eine: Förderpumpe 66, die es in die Hinluiif-Sammelleitung 68 pumpt, so daß der Kreislauf erneut beginnt.

Fig. 2 zeigt eine Hinrichtung mit zwei parallelen Rohrsälzen: Der eine für die aufwärts gerichtete Strömung des Wärmeübertragungsmittels und der benachbarte l'arallclsat/. für die nach unten gerichtete Rückströmung dieses Mittels. Die Rohrsätze sind über die Hinlauf-Sammelleitung 68 bzw. die Rücklauf-Sammelleitung 64 angeschlossen.

Die Rohre müssen nicht verrippt sein, jedoch erreicht man einen besseren Wärmeübergang durch Vergrößern der Außenoberfläche, wie durch Verwendung von Rippe. Bevorzugte Verrippungsverhältnissc schwanken von 1,5 bis 9,0.

Um die Wärme vom Abgas auf die zu erwärmende Luft zu übertragen, strömt ein Wärmeübertragungsmittel durch die Rohre. Parallclpumpcn pumpen das flüssige Übertragungsmittel durch die Rohre und gewährleisten ein wirksames Wärmeübcrtragungssystcm. Nach F i g. 2 sitzt die Förderpumpe 66 im Bereich des kalten Übcrtragungsmitlels am Boden der Hinrichtung. Der insgesamt im Gegenstrom erfolgende Wärmeübergang mit einem spezifischen Wärmetausch erfolgt auf einer Vielzahl von Ebenen. Die Rohre sind gegen die Trennwand 48 abgedichtet, wodurch das Abgas und die vorzuwärmende Luft vollständig voneinander getrennt sind und alle Undiehlheilen

- zwischen den beiden Kammern gemeinsam mit der daraus resultierenden Kondensationskorrosion vermieden sind. Die Trennwand 48 ist an der Luftseite isoliert. Dadurch kann die eintretende kalte Luft die Wandung nicht so stark abkühlen, daß die Temperatur auf der Abgasseite der Wand unter die Taupunkt-Kondensationstemperatur des Abgases absinkt.

Das Wärmeübertragungsmittel ist so gewählt, daß sein thermischer Zersetzungspunkt 16 bis 22⁰C oberhalb seiner mittleren Betriebstemperatur liegt. Geeignete Medien dafür sind in Vielzahl auf dem Markt.

Die charakteristischen Temperaturverlaufe in einem Einzonen-Wärmetauscher sind in Fig.3 dargestellt. Das Abgas tritt mit einer Temperatur von etwa 400° C ein und mit einer Temperatur von etwa 220⁰C aus. Zur gleichen Zeit wird die Umgebungsluft, die mit etwa 21°C eintritt, auf eine Temperatur um 195°C erwärmt. Wie in Fig.3 dargestellt, besteht angenähert ein mittlerer thermischer Unterschied von 99⁰C zwischen der Luft und der Wärmeübertragungsflüssigkeit, wohingegen der mittlere thermische Unterschied zwischen dem Abgas und der Flüssigkeit näherungsweise 88⁰C beträgt.

Die gestrichelte Linie in Fig.3 bezeichnet die theoretische Flüssigkeitstemperatur, die bei unendlicher 2s Zirkulation erzielbar wäre, während die beiden ausgezogenen Linien die Temperatur der gekühlten Flüssigkeit sowie der gewärmten Flüssigkeit wiedergeben, wie diese unter normalen Betriebsbedingungen erzielt werden.

Die Temperatur des Wärmeübertragungsmittels wird durch Steuerung der Luftmenge, welche durch die Luftkammer strömt, auf der angestrebten Höhe oberhalb des Taupunktes des Abgases gehalten. Je mehr Luft durch die Vorwärmkammer 44 strömt, je mehr Wärme kann aus der Wärmeübertragungsflüssigkeit aufgenommen werden, was ein Absinken der Flüssigkeitstemperatur zur Folge hat. Das Gerät kann einerseits von Anfang an so konstruiert sein, daß geeignete Strömungsgeschwindigkeiten für Luft und Gas gegeben sind oder kann andererseits mit einer Nebenleitung für die Vorwärmkammer versehen sein gemeinsam mit Einrichtungen zum Steuern der Menge einströmender Luft, welche durch die Luftkammer hindurchströmen sollen, wobei der Rest dann durch die Zweig- oder Nebenleitung strömt Die Temperatur des Wärmeübertragungsmittels neigt wegen der großen Wärmekapazität des Mittels im Vergleich zur Wärmekapazität der beiden Gase dazu konstant zu bleiben. Ein Vorteil der beschriebenen Einrichtung ist darin zu sehen, daß wegen der nahezu konstanten Temperatur des Übertragungsmittels das System bei einer Temperatur betrieben werden kann, welche sehr dicht am Taupunkt des Abgases liegt, ohne daß dadurch Kondensationserscheinungen hervorgerufen werden.

Fig.4 zeigt einen komponentenreichen Einzonenwärmetauscher 70, der aus zwei parallelen Einheiten für die nach unten gerichtete Abgasströmung besteht, wobei jede der Einheiten in jeder vertikalen Ebene drei parallele Rohre hat eo

Das Wärmeübertragungsmittel ist in einem Behälter 78 enthalten und wird mit Hilfe von einer, zwei oder drei der Pumpen 80, 82 und 84 in eine gemeinsame Sammelleitung 86 gepumpt, welche über eine Leitung 88 in die erste Einheit und mit Hilfe einer Leitung 89 in die zweite Einheit mündet In der ersten Einheit strömt das Wärmeübertragungsmittel zunächst durch die Luftseite und sodann durch die Abgasseite, was innerhalb eines langen geraden Rohres 90 erfolgt. Am Ende des Rohres 90 ist in der Abgaskammer ein horizontaler Rückkrümmer vorgesehen, welcher das Mittel in ein mittleres Rückströmrohr 92 leitet Am vorderen Ende leitet ein zweiter horizontaler Krümmer das Mittel durch ein Rohr 94 zurück. Dieses Rohr 94 läßt das Mittel zum rückwärtigen Bereich des Wärmetauschers zurückkehren und besteht aus einem gerippten Rohr % in der Vorwärmkammer und einem gerippten Rohr 98 in der Abgaskammer. Ein Vertikalkrümmer 100 verbindet das Rohr 98 mit dem in vertikaler Richtung benachbarten Rohr 102. Die Röhrenanordnung setzt sich in dieser schlangenartigen Weise nach vorn und nach hinten durch die Abgaskammer 74 und durch Luftkammer 72 fort. Jedesmal, wenn die Rohrleitung durch die dichtende Trennwand 76 hindurchtritt, ist sie gegen die Wand abgedichtet, beispielsweise durch Schweißen. Ganz oben im Wärmetauscher ist das oberste Rohr 110 mit Hilfe eines Horizontalkrümmers mit einem Zentralrohr 112 verbunden, das seinerseits am gegenüberliegenden Ende mittels eines zweiten Horizontalkrümmers an ein drittes Rohr 114 angeschlossen ist. In dem Rohr 114 strömt das Medium in eine überkreuzende Rücklauf-Sammelleitung 116.

In vergleichbarer Weise verläßt das in der parallelen zweiten Einheit 118 aus der Einlaßleitung 89 strömende Wärmeübertragungsmittel die Einheit und strömt in die Rücklauflei'wng. In der Rücklaufleitung 116 strömt das Medium sodann durch die beiden parallelen Einheiten 120 und 122 nach unten. Das Mittel fließt erneut durch drei Rohre in jeder horizontalen Ebene einer jeden Einheit, die mit Krümmern miteinander verbunden werden können, worauf das Mittel in die nächst untere Ebene herabfällt, wo es erneut zwischen der Vorwärmkammer und der Abgaskammer nach vorne und nach hinten durch die drei Rohre strömt Nachdem das Medium gleichzeitig durch die beiden Einheiten 120 und 122 geströmt ist, wird es in Auslaßleitungen 124 und 126 gesammelt, welche ihrerseits das Wärmeübertragungsmittel über ein gemeinsames Rohr 128 dem Behälter 78 zum Zwecke der Rezirkulation zuführen.

Sollten die Temperaturen auf der Abgasseite einmal zu hoch werden, so kann das Wärmeübertragungsmittel aus den Rohren abgelassen werden, damit es nicht carbonisiert

Die einfachen Kreiselpumpen, die üblicherweise jeweils zusammen mit einem Notaggregat oder Reservegerät verwendet werden, sind parallel derart angeordnet, daß sie öl, Wasser oder eine andere wärmeübertragende Flüssigkeit fördern, welche den Wärmeübergang im Inneren der Wärmeübergangsrohre aufrecht hält und zwischen dem Einlauf- Sammler und dem Rücklauf-Sammler strömt Das Wärmeübertragungsmittel fließt frei unter der Wirkung der Schwerkraft vom Rücklaufsammelbehälter zu einem Beruhigungsbehälter. Bei Stillsetzen des Wärmetauschers kann das Einlauf-Sammelgefäß entleert werden, wobei das Wärmeübertragungsmittel gleichfalls unter der Wirkung der Schwerkraft in den Beruhigungsbehälter abfließt

Ein elektrisches Starter-Steuersystem, welches einfache Primärelemente benutzt, mißt schädliche Betriebszustände, und schaltet das System automatisch ab. Unter den zu messenden Parametern ist der Fluß des Übertragungsmittels durch die Rohrschlangen zu nennen. Sinkt der Durchfluß unter einen von einem Fühler gemessenen Mindestwert, so wird das System stillgesetzt Ist ein elektrischer Kurzschluß oder

dergleichen in den Förderpumpen vorhanden, so kann auch der Stromkreis abgeschaltet werden. Eine Meßeinrichtung mißt die Temperatur und sollte die Temperatur zu hoch oder zu niedrig sein, so kann das System abgeschaltet werden. In vergleichbarer Weise messen Druckschalter zu hohe Drücke, während ein Niedrigstandsfühler zu niedrige Füllhöhen im Beruhigungshehälter aufspürt. Ein zusätzlicher Fühler kann benutzt werden, um zu überprüfen, ob die Abgas-Eingangstemperatur zu hoch liegt. Ein Schalter dient als Schalter zur Steuerung des äußeren Zuggebläses. Weitere Steuereinrichtungen können im Bedarfsfall zugefügt werden.

Das Wärmeübertragungssystem kann in getrennte Zonen unterteilt werden. Wie in den Fig.6 und 7 dargestellt, kann die Lufttemperatur durch Anordnung von beispielsweise zum getrennten Fluid-Zirkulationszonen A und ßauf eine Höhe von etwa 288⁰C erwärmt werden und kann der Wirkungsgrad der Brenner von 89% bei Verwendung lediglich einer Zone auf einen Wirkungsgrad von 95% gesteigert werden, indem vier Zonen aufweisende Einheiten verwendet werden. Bei Verwendung von vier Abzügen oder Kaminen kann die mittlere Wärmedifferenz zwischen dem Wärmeübertragungsmittel und der Luft oder dem Abgas auf angenähert 39° C vermindert werden, was zur Folge hat, daß weit mehr Oberfläche bei der Konstruktion benötigt wird.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist die Trennwand zwischen der Abgaskammer und der Vorwärmkammer stets als ebene vertikale Wand besenrieben worden, wobei die Wärmeübertragungsrohre zu beiden Seiten dieser Trennwand die gleichen Längenabmessungen besaßen. Eine bessere insgesamt mehr abgestimmte Wärmetauscherfläche kann dadurch erzielt werden, daß eine abgestufte oder abgeschrägte Wand 192 gemäß F i g. 5 verwendet wird. Eine große Wärmeübergangsfläche ist für oben in der Einrichtung erwärmte Luft vorhanden und eine entsprechend große Fläche ist für das Abgas vorgesehen, wenn dieses im unteren Abschnitt der Einrichtung gekühlt wird. Das Ergebnis ist eine abgestimmte Wärmetauscherfläche sowohl für Luft als auch für Abgase und eine konstante Temperatur der Wärmeübertragungsflüssigkeit. Da es angestrebt ist, das Abgas auf seine tiefste Temperatur zu kühlen ist der Bodenabschnitt der Vorrichtung mit einer groß dimensionierten Fläche in Berührung mit dem Abgas versehen, um eine maximale Wärmemenge aufzunehmen.

Werden die mehrere Zonen aufweisenden Ausführungsformen verwendet, so ist es nicht immer erforderlich, gleiche Oberflächenbereiche für die Wärmeübergangsrohre einer jeden Zone vorzusehen. So ist es Beispiel gemäß F i g. 6 möglich, die obere Zone A mit einer größeren Oberfläche auszurüsten als die untere Zone B.

In den Fig. 6 und 7 ist die Anzahl von Windungen in jeder Zone lediglich schematisch angegeben und gibt keinesfalls notwendigerweise quantitativ die Oberflächenmenge wieder. Selbst bei den dargestellten Konfigurationen kann die Oberfläche sehr stark dadurch verändert werden, daß zusätzlich verschiedene Mengen an Rippen verschiedenen Teilen der Vorrichtung zugefügt werden.

Für die mehrzonigen Ausführungszonen kann die Anzahl der benötigten Pumpen mittels der in Fig. 7 dargestellten Konfiguration verringert werden. Dort ist eine einzige Pumpe dargestellt, welche die Wärmeübertragungsflüssigkeit einer gemeinsamen zentralen Sammelleitung MH zuführen, aus welcher eine erste obere Zone A und gleichzeitig eine zweite tiefer gelegene Zone B gespeist werden. Diese Anordnung ermöglicht das Arbeiten mit nur einer Pumpe oder einer Vielzahl zusammengeschalteten Pumpen, die das Medium in zwei verschiedene Zonen einspeisen. In jeder Zone wird das Medium auf eine andere Temperatur erwärmt.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1, Wärmetauscher zum Vorwärmen von Verbrennungsluft durch die abziehenden Feuerungsgase im Gegenstrom mit einer Vorwärmkammer, durch s welche die vorzuwärmende Luft in einer ersten Richtung längs der Längsachse des Wärmetauschers strömt, mit einer neben der Vorwärmkammer angeordneten Abgaskammer, durch welche warmes Abgas in einer zweiten, zur Längsachse parallelen, aber zur ersten Richtung entgegengesetzten Richtung strömt, mit einer den beiden Kammern gemeinsamen Trennwand, welche die Vorwärmkammer thermisch von der Abgaskammer trennt, mit einer Leitung für das Wärmeübertragungsmittel, is die die gemeinsame Trennwand durchsetzt und sich zwischen den beiden Kammern unter Bildung von Rohrschlangen hin- und herwindet und mit einer Pumpe zum Fördern des Wärmeübertragungsmittels durch die Wärmeübertragungsmittelleitung, dadurch gekennzeichnet, daß bei kontinuierlichem Arbeiten der Förderpumpe (66,80 bis 84) mehrere Parallelsätze von Rohren (50,52,56,60,62) vorhanden sind, die in parallelen Längsebenen der Vorwärmkammer (44) bzw. Abgaskammer (46) angeordnet sind und von denen längs jedes Rohr die gemeinsame Trennwand (48) durchsetzt und somit die Vorwärmkammer (44,72) sowie die Abgaskammer (46,74) durchläuft und daß