DE2822559C2 - Control to prevent the formation of condensate for a heat exchanger with a downstream exhaust gas heat exchanger - Google Patents
Control to prevent the formation of condensate for a heat exchanger with a downstream exhaust gas heat exchangerInfo
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Description
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Die vorliegende f-rfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff der Hauptansprüche. The present invention relates to a Device according to the preamble of the main claims.
Aus der DEOS 26 34 603 ist ein Kessel einer Zentralheizungsanlage bekannt, bei dem im Abgasweg hinter dem eigentlichen KesselwäriTietauscher ein Abgaswärmetauscher nachgeschaltet ist. Im Bereich dieses Abgaswärmetauschers wird die Taupunkttemperatur der Abgase häufig unterschritten, so daß der Wirkungsgrad des Kessels durch die W.trmeausnutzung der Abgase gegenüber einem normalen Kessel /war erheblich steigt, andererseits aber Kondensat entsteht, das abgeführt werden muß bzw, das bei ungenügender Abfuhr erhebliche Schaden am Kessel anrichtet, insbesondere wenn es am ersten Wärmetauscher entsteht und dort nicht oder nur langsam abgeführt Äerderikann.From DEOS 26 34 603 a boiler of a central heating system is known in which in the exhaust gas path an exhaust gas heat exchanger is connected downstream of the actual boiler heat exchanger. In the area this exhaust gas heat exchanger, the dew point temperature of the exhaust gases is often below, so that the Boiler efficiency through thermal utilization the exhaust gases compared to a normal boiler / was significantly increased, but on the other hand condensate is formed, that has to be discharged or that causes considerable damage to the boiler if it is insufficiently discharged, especially if it arises at the first heat exchanger and is not or only slowly removed there Äerderikann.
Der Vorliegenden Erfindung liegt die Aufgäbe zugrunde, eine Steuerung zur Verhinderung der Kondensatbiidung an nachgeschalleteti Abgaswärme-' tauschern zu schaffen,It is the object of the present invention based on a control to prevent the formation of condensate on nachgeschalleteti exhaust heat- ' to create exchangers,
Die Lösung dieser Aufgäbe gelinge mit den in den Kennzeichen der nebengeordneten Ansprüche angegebenen Merkmale.The solution to this problem can be achieved with the Identifier of the independent claims specified Characteristics.
Der mit dieser Erfindung erreichbare technische Fortschritt ist darin zu sehen, daß man die in den Abgasen noch vorhandene Wärmemenge nach Passieren des Hauptwärmetauschers maximal ausnutzt, ohne in die Gefahr der Taupunktkorrosion in diesem nachgeschalteten Wärmetauscher zu kommen. Es gelingt hier also eine erhebliche Energiegewinnung, ohne daß der Aufwand für die Steuerung gegenüber der Energiegewinnung zu hoch wird.The technical progress that can be achieved with this invention can be seen in the fact that the in the Exhaust gases used to the maximum the amount of heat still available after passing through the main heat exchanger, without there is a risk of dew point corrosion in this downstream heat exchanger. It A considerable amount of energy is obtained here, without the expense for the control compared to the Energy production becomes too high.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gekennzeichnetAdvantageous developments of the invention are characterized in the subclaims
Ausführungsbeispiele der Erfindung gehen aus den F i g. 1 bis 3 der Zeichnung hervor, die im folgenden beschrieben sind:Embodiments of the invention are shown in FIGS. 1 to 3 of the drawing emerge, which follows are described:
Eine brennstoffbeheizte Wärmequelle 1 gemäß F i g. 1 — es kann sich hier um einen gas-, öl- oder kohlebeheizten Kessel, einen Umlaufwasserheizer oder auch um einen einfachen Brauchwasserbereiter ohne Umlaufkreis handeln — ist über eine Abgasleitung 2 mit einem dem eigentlichen in der Wärmequelle befindlichen Wärmetauscher nachgeschalteten Abgaswärmetauscher 3 verbunden, von dem das Abgas in den Abgasweg 4 gelangtA fuel-heated heat source 1 according to FIG. 1 - it can be gas, oil or coal-fired boiler, a circulating water heater or a simple domestic water heater without Act circulation circuit - is via an exhaust pipe 2 with one of the actual located in the heat source Heat exchanger connected downstream exhaust gas heat exchanger 3, from which the exhaust gas in the Exhaust path 4 arrives
Unmittelbar an die Wärmequelle ist eine RückJaufleitung 5 für ein aufzuheizendes Flukl und eine Vorlaufleitung 6 für Jas aufgeheizte Fluid angeschlossen. Im Falle des einfachen Durchlauferhitzers ist die Rücklaufleitung 5 mit dem Wassemetz identisch und die Vorlaufleitung 6 mit einer Zapfleitung. Die RückJaufieitung 5 ist mit einer Leitungsverzweigung 7 und 8 versehen, die über ein Dreiwegeventil 9 angesteuert wird. Während der eine Teil der Leitungsverzweigung 7 ein einfaches Rohr ist durchsetzt der Leitungszweig 8 den Abgaswärmetauscher 3. Das Dreiwegeventil 9 ist über eine Meßleitung 10 von einem Temperaturfühler 11 angesteuert, der die Temperatur des Wassers der Rücklaufleitung 5 vor dem Vent?! mißt. Der Temperaturfühler kann nach Art ei,~es Aiirdehnungsfühlers ausgestaltet sein, so daß er auch unmittelbar Stellmotor für das Dreiwegeventil ist.A return line is located directly at the heat source 5 for a flukl to be heated up and one Flow line 6 connected for Jas heated fluid. In the case of the simple instantaneous water heater, that is Return line 5 identical to the water network and the flow line 6 with a tap. The return line 5 is provided with a line branch 7 and 8, which are controlled via a three-way valve 9 will. While one part of the line branch 7 is a simple pipe, the line branch 8 passes through it the exhaust gas heat exchanger 3. The three-way valve 9 is via a measuring line 10 from a temperature sensor 11 controlled, which the temperature of the water of the return line 5 before the vent ?! measures. The temperature sensor can be designed in the manner of an expansion sensor, so that it can also be used as a direct servomotor for the three-way valve is.
Die in der F i g. 1 beschriebene Steuerung hai folgende Funktion:The in the F i g. The control described in 1 has the following function:
Befindet sich die Temperatur des aufzuheizenden Fluids in der RückUufleitung 5 unter einem bestimmten und einstellbaren Wert, so verbindet das Dreiwegeventil 9 die Rücklaufleitung 5 mit der Leitungsverzweigung 7. Der Abgaswärmetauscher 3 ist somit für Durchsatz gesperrt. Das durch die Rücklaufleitung 5 in den Kessel eintretende Fluid wird lediglich durch den Kesselwärmetauscher, der nicht dargestellt ist aufgeheizt und ve-läßt im aufgeheizten Zustand den Kessel durch die Vorlaufleitung 6. Im Falle der Umlaufwasserheizung wird nun das Wasser, das in nicht dargestellten Radiatoren abgekühlt wird, wieder der Rücklaufleitung 5 zugeführt, seine Temperatur wird steigende Tendenz haben. In dem Moment, in dem der Temperaturwert des Fluids in der Rücklaufleitung 5 die eingestellte Grenze überschreitet, signalisiert der Temperaturfühler Jl diesen Zustand, das Dreiwegeventil 9 beginnt sich zu Verstellen, so daß nunmehr Wasser auch übet1 die Leitungsvcrzweigung 8 zusätzlich, also durch den Abgaswärmetauscher 3 zum Kessel 1 strömt Der Durchsatz durch die Leitungsverzweigung 7 nimmt naturgemäß ab. Die Zuordnung der Stellungen des breiwegeventiis 9 in Relation zu der Temperatur des Fluids der Rücklaufleitung 5 sind so bemessen, daß je nach der herrschenden Temperatur des Fluids in defIf the temperature of the fluid to be heated in the return line 5 is below a certain and adjustable value, the three-way valve 9 connects the return line 5 to the line branch 7. The exhaust gas heat exchanger 3 is thus blocked for throughput. The fluid entering the boiler through the return line 5 is only heated by the boiler heat exchanger, which is not shown, and in the heated state the boiler passes through the supply line 6. In the case of circulating water heating, the water in the radiators, not shown, is now cooled is fed back to the return line 5, its temperature will have an increasing tendency. In the moment in which the temperature value of the fluid passing in the return line 5, the set limit, the temperature sensor Jl signals this condition, the three-way valve 9 starts to adjust, so that now water also übet 1, the Leitungsvcrzweigung 8 in addition, that is, by the exhaust gas heat exchanger 3 flows to boiler 1 The throughput through the line branch 7 naturally decreases. The assignment of the positions of the Breiwegeventiis 9 in relation to the temperature of the fluid of the return line 5 are dimensioned so that depending on the prevailing temperature of the fluid in def
Rücklaufleitung 5 nur so viel Rücklaufwasser den Abgaswärmetauscher 3 durchsetzt, daß gerade keine Kondensation der Abgase aus der Rauchgasleitung 2 erfolgt, daß aJso die maximale Energieausbeute der Rauchgase sichergestellt ist, ohne daß schädliche Einflüsse durch Taupunktkorrusion auftreten.Return line 5 only as much return water Exhaust gas heat exchanger 3 permeates that no condensation of the exhaust gases from the flue gas line 2 takes place that aJso the maximum energy yield of the flue gases is ensured without damaging Influences from dew point corrosion occur.
Um Überhitzungen im Abgaswärmetauscher 3 zu vermeiden, kann es zweckmäßig sein, einen bestimmten MindestdurchsctÄ von Rücklaufwasser durch den Abgaswärmetauscher 3 zuzulassen.In order to avoid overheating in the exhaust gas heat exchanger 3, it may be useful to use a specific Allow minimum flow rate of return water through the exhaust gas heat exchanger 3.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig.2 ist der Unterschied darin zu sehen, daß das Dreiwegeventil 9 nicht durch einen Temperaturfühler, sondern durch einen Feuchtefühler 12 beaufschlagt ist, der den Feuchtezustand der Rauchgase im Bereich des Abgas-Wärmetauschers 3 oder im Bereich des Abgasweges 4 abfühlt Da die relative Feuchte der Abgase stark temperaturvariabel ist, ist die Feuchte der Abgase auch unmittelbar ein Maß für die noch ausnutzbare Energiemenge, die in den noch nicht ausreichend heruntergekühlten Rauchgasen steckt. Die Stellung des Dreiwegeventils 9 ist somit unmittelbar abhängig gemacht von der relativen Feuchte der Rauchgase, so daß der Öffnungsgrad des Dreiwegeventils 9 im Hinblick auf eine Beaufschlagung des Abgaswärmetauschers 3 von Rücklaufwasser um 50 größer ist, je niedriger die gemessene relative Feuchte ist. Wird eine bestimmte Feuchtegrenze überschritten, so wird der Leitungszweig 8 durch das Dreiwegeventil 9 angedrosselt, um Taupunktkorrosion im Bereich des Abgaswärmetauschers 3 zu verhindern. Der Feuchtefühler 12 kann auch so im Abgaswärmetauscher 3 installiert sein, daß er feststellt, ob Kondensat an der Abgasseite des Abgaswärmetauschers 3 vorhanden ist Ist das der Fall, so wird der Öffnungsgrad des Dreiwegeventils 9 im Hinblick auf eine Beaufschlagung des Abgaswärmetauschers 3 von Rücklaufwasser kleiner, bis der Feuchtefühler 12 im Abgaswärmetauscher 3 kein Kondensat mehr feststellt Für die praktische Ausführung dieses Beispiels kann es notwendig sein, daß der FeuchtefühlerIn the embodiment according to FIG. 2, the difference can be seen in the fact that the three-way valve 9 is not acted upon by a temperature sensor, but by a humidity sensor 12, which the Moisture condition of the flue gases in the area of the exhaust gas heat exchanger 3 or in the area of the exhaust gas path 4 Since the relative humidity of the exhaust gases is highly variable in temperature, the humidity of the exhaust gases is also a direct measure of the amount of energy that can still be used and that is not yet sufficient in the cooled flue gases. The position of the three-way valve 9 is thus directly dependent made of the relative humidity of the flue gases, so that the degree of opening of the three-way valve 9 in the With regard to an exposure of the exhaust gas heat exchanger 3 of return water is larger by 50, depending the measured relative humidity is lower. Will be a If a certain humidity limit is exceeded, the line branch 8 is throttled by the three-way valve 9, in order to prevent dew point corrosion in the area of the exhaust gas heat exchanger 3. The humidity sensor 12 can also be installed in the exhaust gas heat exchanger 3 that it determines whether condensate on the exhaust side of the Exhaust gas heat exchanger 3 is present. If this is the case, the degree of opening of the three-way valve 9 is im With regard to the application of return water to the exhaust gas heat exchanger 3, smaller until the humidity sensor 12 no longer detects condensate in the exhaust gas heat exchanger 3 For the practical implementation of this For example, it may be necessary that the humidity sensor
12 über einen Verstärker und ein gesondertes Stellglied12 via an amplifier and a separate actuator
13 das Dreiwegeventil 9 beaufschlagt.13 acts on the three-way valve 9.
Gemäß Fig.3 ist es möglich, das Ventil 9 als Zweiwegeventil auszugestalten und in den Leitungszweig 8 zu schalten. Das Ventil ist >ann von einem Temperaturfühler 11 gesteuert, der ihn? unmittelbar vorgeschaltet ist Das Ventil kann nicht ganz geschlossen werden, es weist einen gewissen Mindestquerschnitt auf.According to Figure 3, it is possible to use the valve 9 as Design two-way valve and switch to branch 8. The valve is one of a kind Temperature sensor 11 controlled who it? right away The valve cannot be completely closed, it has a certain minimum cross-section on.
Hierzu 3 Blatt ZeichnungeEFor this purpose 3 sheets of drawings E.
Claims (6)
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Cited By (2)
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DE3839540A1 (en) * | 1987-11-23 | 1989-06-01 | Magyar Szenhidrogenipari | Method and apparatus for guaranteeing the condensation-free operating state of flue-gas draining systems |
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1978
- 1978-05-20 DE DE2822559A patent/DE2822559C2/en not_active Expired
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DE2822559B1 (en) | 1979-06-07 |
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