DE2803403A1

DE2803403A1 - Vorrichtung zur ausnutzung der abwaerme bei kesselheizoefen

Info

Publication number: DE2803403A1
Application number: DE19782803403
Authority: DE
Inventors: Hans Hitzler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-01-26
Filing date: 1978-01-26
Publication date: 1979-08-02

Description

Vorrichtung zur Ausnutzung der Abwärme bei Kesselheizöfen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur besseren Ausnutzung der Abwärme der abziehenden Rauchgase bei Kesselfeuerungen.

Bekanntlich treten die Rauchgase bei Kesselfeuerungen oft mit höherer Temperatur aus, als dies zur Aufrechterhaltung des Ofenzuges erforderlich ist. Diese Wärme geht ungenutzt verloren.

Die der -vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, die aus dem Ofen abziehenden Rauchgase soweit abzukühlen, daß nur noch die für die Aufrechterhaltung des Ofenzuges erforderliche Temperatur mit den Abgasen durch den Kamin abgeführt wird.

Diese Aufgabe wird gemäß derErfindung dadurch gelöst, daß das vom Ofen zum Kamin führende Rohr doppelwandig ausgeführt wird, so daß sich zwischen diesen beiden Rohren ein Zwischenraum bildet, der von Wasser durchströmt wird. Das äußere Rohr kann dabei fest mit dem Innenrohr verbunden werden, beispielsweise damit verschweißt werden, oder es kann eine lösbare Verbindung vorgesehen werden, wobei das äußere Rohr dann durch eine geeignete Klemmverbindung mit dem Innenrohr so verbunden wird, daß der Zwischenraum wasserdicht abgeschlossen ist und auch den statischen Druck einer Wassersäule aushalten kann, wenn das durch diesen Mantel strömende Wasser in eine größere Höhe geführt werden soll, beispielsweise in einem Kreislauf vom Keller zu einem darüberliegenden Stockwerk.

Eine weitere Verbesserung kann dadurch erreicht werden, daß auch

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im Kamin selbst ein derartiger Wassermantel angebracht wird, dessen Form der Form des Kaminzugs angepaßt ist und der ebenfalls mit einem Zu- und Ablauf für Wasser versehen ist. Ein derartiger Doppelmantel wird zweckmäßig bei Neubauten bereits bei Errichtung des Kamins vorgesehen, kann jedoch auch bei bereits vorhandenen Bauten eingesetzt werden, wobei allerdings in die Kaminwand ein Schlitz eingebracht werden muß, der jedoch später wieder durch Mauerwerk oder eine wärmeisolierte Türklappe verschlossen v/erden kann.

Zur Verbesserung des Wärmeaustausches kann die Innenfläche eines solchen Mantels mit Rippen oder Wellen versehen werden, die jedoch nicht zu weit in den Innenraum des Kaminzuges vorragen dürfen, damit die Reinigung des Kamins nicht behindert wird.

Wenn sowohl der Abgasstutzen des Ofens als auch eine Kaminauskleidung vorgesehen werden, dann können die beiden Wasserströme zusammengefaßt oder getrennt verwertet werden. In beiden Fällen kann es zweckmäßig sein, ein Drosselventil vorzusehen, um die Strömungsgeschwindigkeit und damit die Temperatur des aus dem Kühlmantel austretenden heißen Wassers zu beeinflußen.

Besonders günstig ist es, wenn man den Abgasstutzen des Ofens mit einer Wärmeisolierung versieht, beispielsweise mit Asbest verkleidet. Ein gleiche Wärmeisolierung kann auch für den im Kamin selbst untergebrachten Doppelmantel vorgesehen werden, jedoch ist dies häufig überflüssig, weil vor allem bei größeren Öfen derartige Isolierungen bereits vorgesehen sind.

Die den Rauchgasen zugewandten Oberflächen der Doppelmäntel werden zweckmäßig aus einem Material gefertigt, das gegenüber Rauchgasen beständig ist. Insbesondere bei Verwendung schwefelhaltiger Heizmaterialien ist die Beschaffenheit der Innenmäntel von Bedeutung, weil sonst Zerstörungen zu befürchten sind und das in dem Doppelmantel enthaltene Wasser ausströmen

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und Schäden verursachen könnte.

Die Ausbildung des Wassermantels als Doppelmantel ist jedoch nicht die einzige mögliche Ausführungsform. So kann beispielsweise anstelle eines Doppelmantels ein Rohr verwendet werden, das aus aneinandergefügten U-Abschnitten besteht, die längs der Innenwand des Kaminzugs angeordnet sind. Die Rohre können kreisförmigen oder auch rechteckigen Querschnitt haben.

Eine weitere vorzugsweise Ausführungsform der Neuerung besteht darin, daß der Wassermantel, beispielsweise bei dem vom Ofen zum Kamin führenden Stutzen als richtiger Wasserbehälter ausgebildet ist, der eine größere Wassermenge aufnehmen kann. Wenn dieser Wasserbehälter mit Frischwasser versorgt wird, d.h. also unter dem Druck des ankommenden Leitungswassers steht, dann werden die Wände entsprechend stabil ausgebildet und das Material wird so gewählt, daß die Wände durch evt. KalkabScheidungen nicht zerstört werden. Wird das V/asser dagegen nur im Kreislauf geführt, dann können die Wände bzw. Rohre des Wasserbehälters mit geringerer Wandstärke ausgeführt werden, da sie nur dem statischen Druck standhalten müssen, der der Höhe der Wassersäule entspricht und die Wände können entsprechend dünner ausgeführt werden und die Vorsorgemaßnahmen gegen Korrosion können entsprechend einfacher ausfallen.

Grundsätzlich ist es auch möglich, den Heizkessel, der der Warmwasserbereitung dient und der einen Teil des Ofens darstellt, mit in den Kreislauf einzuschalten. Da der Bedarf nach Zuschal-■fcung des Heizkessels im Sommer und Winter in der Regel verschieden sein dürfte, so stellt man die Verbindung über ein Rohrleitungssystem mit entsprechenden Ventilen her, so daß dieser Heizkessel zu- oder abgeschaltet werden kann.

Durch die neuerungsgemäße Vorrichtung erhält man eine merkliche Verbesserung der Wärmeausnutzung, was insbesondere dann von Bedeutung ist, wenn solche Öfen mit Heizmaterialien betrieben werden, deren Preise laufend ansteigen.

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Durch, die neuerungsgemäße Vorrichtung wird noch ein weiterer Vorteil erzielt, da die Wassermäntel auch geräuschdämmend wirken und so unangenehme Ofengeräusche, insbesondere beim Einschalten des Brenners, abdampfen.

Das diese Mantel durchströmende Wasser wird zweckmäßig in geschlossenem Kreislauf geführt, damit Abscheidungen und Verkalkungen der Mantelzwischenräume vermieden werden können.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Neuerung wird im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung beschrieben.

In dieser Zeichnung stellt

i"ig. 1 eine gemäß der Neuerung ausgebildete Einrichtung mit zwei Wassermänteln dar, von denen einer zwischen Ofen und Kamin und der andere im Kamin angeordnet ist.

Fig. 2 entspricht in seiner Anordnung der Anordnung nach Fig. 1, jedoch ist hier nur ein einziger Wasserkreislauf vorgesehen, der durch beide Wassermäntel strömt.

Fig. 3 zeigt eine spezielle Ausführungsform eines Wassermantels, wobei dieser Wassermantel aus einem Rohr besteht, das aus TJ-förmigen Abschnitten zusammengesetzt ist.

Fig. 4 entspricht in seiner Ausführung etwa der Fig. 3, jedoch sind hier die kreisförmigen Eohre durch Rohre mit Rechteckquerschnitt ersetzt.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform, bei der das zwischen Ofen und Kamin angeordnete Rauchgasrohr von einem Behälter mit größerem Fassungsvermögen umgeben ist.

In Fig. 1 ist ein Ofen 1 dargestellt, über dem ein Kesselteil 2 angeordnet ist. Der vom Ofen zum Kamin führende Stutzen besteht aus einem Innenrohr 3 und einem Außenrohr 4, die einen Doppelmantel bilden, der gegebenenfalls noch von einer Isolierung

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umgeben sein kann. Die Wasserzuführung erfolgt bei 5i "und die Abführung des erwärmten Wassers "bei 6. Eventuell in diese Leitungen eingebaute Ventile sowie Füllstutzen sind nicht dargestellt. Hierzu können handelsübliche Apparaturen verwendet werden. Der Abgasstutzen 3 tritt in den unteren Teil des Kamins 4- ein und darüber und ebenfalls auch darunter ist ein Doppelmantel 7 vorgesehen, der an der Stelle 8 einen Wassereinlauf und an der Stelle 9 einen Wasseraustritt aufweist.

Pig. 2 zeigt nun eine Ausführungsform ähnlich wie die der Fig. 1, jedoch ist hier nur ein einziger Wasserkreislauf vorgesehen, wobei das zu erwärmende Wasser an der tiefsten Stelle bei 5 zugeführt und an der höchsten Stelle 6 abgeführt und beispielsweise zu Heizkörpern geleitet wird. Der Wasserkreislauf kann über Heizkörper geschlossen sein oder es kann bei 5 ständig Frischwasser zugeführt werden, was dann zweckmäßig ist, wenn beispielsweise Wasserentnahmestellen, wie Wasserhähne, Brausen, Bäder oder dergl, vorgesehen sind. In diesem Falle müssen natürlich die Wassermäntel für den entsprechenden höheren Wasserdruck ausgelegt werden und das Material ist so zu wählen, daß es nicht nur dem Druck standhält sondern auch durch Abscheidungen nicht beeinträchtigt ist und der stärkeren Korrosionswirkung des ständig neu zugeführten Wassers standhalten kann.

In Fig. 3 ist nun eine spezielle Ausführungsform eines solchen Wassermantels dargestellt. Dieser Wassermantel besteht aus einem Leitungsrohr, das aus geraden Rohrabschnitten 9 und U-förmigen Verbindungsstücken 10 besteht. Der gesamte korbartige Wassermantel wird entsprechend dem Innendurchmesser des Kamins vorgefertigt und beispielsweise bei bereits fertiggestelltem Kamin von obeneingeführt und dann über entsprechende Durchbrüche in der Kaminwand angeschlossen.

Die Ausführungsform der Fig. 4- entspricht weitgehend der Ausführungsform der Fig. 3, jedoch sind hier anstelle von Rohren mit kreisförmigem Querschnitt solche mit rechteckigem Querschnitt vorgesehen.

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Den Ausführungsformen der Fig. 3 und 4- ist gemeinsam, daß zwischen den Rohrabschnitten Stellen der Kaminwand frei bleiben, die durch das Wasser nicht gekühlt werden und die infolgedessen durch die Rauchgase erwärmt werden und so dafür sorgen, daß der Kaminzug nicht durch zu starke Abkühlung vermindert oder gar unterbrochen wird. Besonders zweckmäßig ist es, wenn zwischen diesen Rohrabschnitt en an der in Fig. 4- mit 15 bezeichneten Stelle Schamottsteine eingeführt werden, die nach innen zu etwa bündig mit den Rohren abschließen, so daß für die Innenfläche des Kamins eine glatte Wand verbleibt, die nicht nur günstig auf den Zug wirkt, sondern auch die Reinigung des Kamins erleichtert.

Fig. 5 zeigt nun eine Ausführungsform, die grundsätzlich der Ausführungsfona der Fig. 1 entspricht, jedoch ist der aus den Rohren 3 und 4- bestehende Doppelmantel so bemessen,daß er ein erhebliches Volumen, beispielsweise ein Wasservolumen aufnehmen kann. Auf diese Weise wird ein Vorrat an heißem Wasser geschaffen, der beispielsweise Nachts auf höhere Temperatur gebracht wird, so daß am Morgen zur Verwendung im Bad oder dergleichen eine ausreichende Menge warmes Wasser zur Verfügung steht. Zur Reinigung dieses Rauchgasabschnittes kann das Rohr 3 oben und unten mit einem an sich bekannten Abschlußdeckel versehen sein. Da der Wasserbehälter ein erhebliches Gewicht aufweist, so ist dafür ein entsprechender Sockel 13 vorzusehen. Selbstverständlich kann auch bei dieser Ausführungsform der Wasserbehälter sowohl für einen insgesamt geschlossenen Kreislauf vorgesehen werden, wobei das Wasser dann nur zwischen dem Behälter und Heizkörpern umläuft oder es kann ständig bei 5 Frischwasser zugeführt werden. Für Bemessung und Materialauswahl gelten die anhand der Erläuterung der Fig. 3 und 4- dargestellten Regeln.

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Claims

Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. As^mann · Dr. 71. Koenigsberger Dipl.-Phys. R. Holzbauer - Dipl.-Ing. F. KIingseiscin - Dr. F. Zumstein jun.

PATENTANWÄLTE __A

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TELEFON: SAMMEL-NR. 22S341

TELEX 529979 · ^{8 MÜNCHEN 2}·

TELEX 529979 BRÄUHAUSSTRASSE 4

TELEGRAMME: ZUMPAT - - ■·-

POSTSCHECKKONTO:

MÜNCHEN 91139-809. BLZ 70010080

BANKKONTO: BANKHAUS H. AUFHÄUSER

KTO.-NR. 397997. BLZ 70030600

1/Zw.

Hans H i t ζ 1 e r , Burghausen

Patentansprüche

Vorrichtung zur besseren .Ausnutzung der Abwärme bei Kesselheizungen, gekennzeichnet' durch einen von Wasser durchströmten Mantel, der das vom Ofen zum Kamin führende Abgasrohr umgibt und/oder einen im Inneren des Kamins, der Wand des Rauchgaszugs angepaßten, ebenfalls von Wasser durchströmten Mantel.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand des im Kamin untergebrachten Mänteln zur Vergrößerung der Wärmeaustauschfläche gewellt oder mit Rippen vorsehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das den oder die Mantel durchströmende V/asser in geschlossenem Kreislauf strömt, und daß die Eintrittsstelle in den Mantel an dessen tiefster und die Austrittsstelle an dessen höchster Stelle angeordnet ist.

A. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die dem Rauchgas zugewandte Mantelwand aus einem gegen Rauchgas, insbesondere gegen schwefelhaltige Gase beständigen Metall besteht.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der den Abgasstutzen des Ofens umgebende Mantel außen mit einer wärmeisolierenden, hitzebeständigen Lage, beispielsweise mit Asbest, umgeben ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Mäntel für Leitungswasserdruck bemessen und aus korrosionsbeständigem Material gefertigt sind, wobei der Zulauf zu den Mänteln mit der Leitungswasserzufuhr und der Ablauf mit einer Verbrauchsstelle für Brauchwasser verbunden sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Mäntel so ausgebildet ist, daß er ein erheb liches Wasservolumen aufnehmen und so als Vorratsbehälter für Heißwasser dienen kann.^

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, gekennzeichnet durch mit Ventilen versehene Leitungen, die einerseits mit einem der Mäntel und andererseits mit dem Heizkessel (2) des Ofens (1) verbunden sind,

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu diesen Leitungen noch eine KurzSchlußleitung vorgesehen ist, die parallel zum Wasserkessel (2) angeordnet ist, wobei in diesen Leitungen Umschaltventile vorgesehen sind, die das wahlweise Zuschalten des Heizkessels zu dem Kreislauf in den Wassermänteln ermöglicht.

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