DE2901650A1

DE2901650A1 - Schornstein sowie zentralheizung mit einem solchen schornstein

Info

Publication number: DE2901650A1
Application number: DE19792901650
Authority: DE
Inventors: Walter Kochmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-01-17
Filing date: 1979-01-17
Publication date: 1980-08-07

Description

Schornstein sowie Zentralheizung mit
einem solchen Schornstein Bei Industrieanlagen findet man-gelegentlich freistehende Schornsteine, welche außenseitig teilweise von einem Wassermantel umgeben sind. Dadurch kann ein geringer Teil der im Rauchgas enthaltenen Wärme dazu genutzt werden, das Wasser im Wassermantel aufzuwärmen.
Im Haushalt waren früher Kochherde gebrLuchlich, bei denen der senkrechte Teil des Ofenrnhres mit einer wassergefüllten Ummantelung versehen war, um einen Teil der im Rauchgas vorhandenen Wärme zu nutzen.
Der Wirkungsgrad solcher Wa.rmerückgewinnungsanlagen ist sehr schlecht, da der Wärmübergang vom Inneren des OFenrohres oder Kalnins zu dem außenseitig angeordneten Wasserbehälter schlecht ist. Heutige Heizkessel sind nur mit einem sehr kleinen Haminstutzen am Schornstein angeschlossen, so daß eine solche Ummantelung gar nicht möglich wäre.
Der Kamin selbst kann bei Wohnhäusern eben-Falls nicht ummantelt werden. Dies wäre unverhältni-mäßig teuer und würde wegen des schlechten Wirkungsgrades beim Wärmeübergang wenig Nutzen bringen.
Um die im Rauchgas vorhandene Wärme teilweise zurück zu gewinnen, sind in großen Dampfkraftwerken zahlreiche Anlagen bekannt und gebräuchlich. Mit sogenannten Ekonomisern wird z.B. mit dem Rauchgas das dem Dampfkessel zugeführte Speisewasser vorgewärmt. Lufterhitzer dienen dazu, mittels der Rauchgase vom Kessel benötigte Verbrennungsluft vorzuwärmen. Gebräuchlich sind auch Rekuperativlufterhitzer und Regenerativlufterhitzer wie z.B. der Ljungstrbm-Lufterhitzer. Alle diese Einrichtungen sind unverhältnismäßig groß und teuer, so daß sie bei Heizungsanlaien für Wohnhnuser keine Verwendung gefunden haben. Platz- und Kostengründe führen sogar bei Heizungsanlagen dazu, daß man die Wärmetauscherfläche im Heizkessel so gering bemißt, daß das Rauchgas bis zu 350 Grad Celsius warm in den Schornstein strömt, so daß es diesen mit Temperaturen über 150 Grad f verläßt, obwohl im Hinblick aut Korrosionsgefahr es genügen würde, wenn am Schornsteinaustritt das Rauchgas noch sicher über Bo Grad C warm wäre.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gegenüber bekannten Schornsteinen nur unwesentlich teureren Schornstein zu entwickeln, mit dem ein Teil der im Rauchgas vorhandenen Wärme zurückgewonnen werden kann.
Desweiteren soll eine Zentralheizung mit einem solchen Schornstein gefunden werden.
Die erstgenannte Rufgabe wird erfindungsgemäß durch einen im Bereich der Innenwandung des Schornsteins angeordneten Wärmetauscher gelöst.
Die Vorteile der Erfindung liegen in erster Linie darin, daß durch die erfindungsgemäße Anordnung des Wärmetauschers im Schornstein selber ein guter Wärmeübergang vom Rauchgas zum Wasser im Wärmetauscher gegeben ist, da das Rauchgas unmittelbar an den Wärmetauscherflächen vorbei streicht. Der Wärmeübergang bleibt auch bei längerem Betrieb des Schornsteines gut, da der Gesetzgeber für die heutigen Feuerungsanlagen einen äußerst geringen Rußgehalt im Rauchgas vorschreibt, so daß ein Verrußen des Wärmetauschers nicht zu befürchten ist. Sich im Laufe der Zeit angesammelte geringe Rußahlagerungen künnen zudem bei der Schornsteinreinigung vom Schornsteinfeger zum grdßten Teil entfernt werden.
Ein wesetlicher Vorteil der Erfindung besteht auch darin, daß durch die Anordnung des Wärmetauschers im Kamin kein zusätzlicher Raumbedarf eintritt, der ansonsten für andere Zwecke benutzt werden könnte. Es ist ganz im Gegenteil möglich, herkömmliche Schornsteine durch nachträgliches Einfügen eines Wärmetauschers in den erfindungsgemäßen Schornstein umzuwandeln.
Öl- oder Gasheizungen werden in der Regel dadurch geregelt, daß sie entsprechend des Wärmebedarfs entweder voll eingeschaltet oder ganz abgeschaltet sind. Da die Kaminwandungen jedoch bei abgeschaltetem Heizkessel erhitzt sind, vermögen sie zurück auf den Wärmetauscher zu strahlen, so daß in ihm auch dann noch Wasser erwirkt werden kann, wenn der Heizungskessel sich in einer Phase des Stillstandes befindet.
Der Wärmetauscher in dem erfindungsgemäßen Schornstein kann für zahlreiche Aufgaben eingesetzt werden, so z.B. zum Erwärmen des Wassers eines Schwimmbades in einem iSause.
Eine vorteilhaCte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Wärmetauscher eine wendelförmige Rohrschlange ist. Die Vorteile dieser Ausführungsform liegen darin, daß eine verhältnismäßig große Wärmetauscherfläche zu erreichen ist, ohne daß der freie Querschnitt im Schornstein wesentlich eingeengt wird. Die erfindungsgemäße Rohrschlange ist billig herzustellen und kann besonders leicht nachträglich von oben her in einen Schornstein eingebaut werden. Auch wird die erforderliche Schornsteinreinigung mit einem üblichen runden Fegestern nicht erschwert.
Die zweitgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelost, daß der Rücklauf der einzelnen Heizkörper über den im Schornstein angeordneten Wärmetauscher erfolgt.
Die Vorteile dieser Maßnahme liegen in;Jerster Linie darin, daß mit nur sehr geringen Mehrkosten gegenüber herkbmmlichen Zentralheizungssystemen der Wirkungsgrad der Heizungsanlage durch Nutzung der im Rauchgas enthaltenen Wärme erheblich verbessert wird. Unabhängig von der aufgenommenen Wärme im Schornstein wird der Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Zentralheizung auch schon allein dadurch höher als bei bekannten Zentralheizungen, daß der Rücklauf nicht durch das Mauerwerk geführt werden muß und in ihm ungenutzt Wärme nach außen abgegeben wird.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt auch darin, daß kein Platz im Hause für die Wärmerückgewinnungsanlage beansprucht wird, der anderweitig genutzt werden könnte. Die erfindungsgemäße Zentralheizung ist gegenüber den vorbekennten kaum teurer, ihre Montage bereitet keine Schwierigkeiten. Besonders vor- teilhaft ist sie natürlich in großen Wohnhäusern mit vielen Geschossen, da dann lange Schornsteine vorhanden sind und der Wärmetauscher entsprechend lang sein kann.
Die erfindungsgemäße Zentralheizung ist dann besonders vorteilhaft ausgestaltet, wenn die Rücklaufleitungen der einzelnen Heizkörper durch den Fußboden zu dem Wärmetauscher im Schornstein geführt sind. Durch diese Maßnahme wird die Temperatur des Wassers in den Rücklaufleitungen vor Eintritt in den Wärmetauscher erniedrigt, so daß sich die Temperaturdifferenz zwischen dem Rauchgas im Schornstein und der wendelförmigen Rohrschlange erhöht und damit ein guter Wärmeübergang möglich wird.
Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsmöglichkeiten zu. Zwei davon sind schematisch in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigen Figur 1 einen Schnitt durch ein mehrstöckiges Wohnhaus mit einem erfindungsgemäßen Schornstein und der erfindungsgemäßen Zentralheizung, Figur 2 einen Querschnitt durch den Schornstein gemäß Figur 1, Figur 3 einen Schnitt durch ein mehrstöckiges Wohnhaus mit einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizungsanlage.
Das in Figur 1 dargestellte Wohnhaus hat einen Schornstein 1, in den das Rauchgas eines Heizkessels 2 mittels eines Abgasstutzens 3 geleitet wird. In den einzelnen Etagen des Wohnhauses sind Heizkörper 4, 5; 6, 7; 8, 9; vorgesehen, denen heißes Wasser von einer Vorlaufleitung lo, 11 vom Heizkessel 2 aus zugeführt wird. Das Wasser strömt nach dem Verlassen der Heizkörper 4 - 9 jeweils über Rücklaufleitungen 12, 13 durch den Fußboden zu einem Wärmetauscher 14 im Inneren des Schornsteines 1 und durch diesen zurück in den Heizkessel 2.
Der Wärmetauscher 14 ist durch eine wendelförmige Rohrschlange gebildet, die bei einem runden Schornstein nur geringfügig geringeren Durchmesser hat als der Schornstein innenseitig.
Wenn der Schornstein, wie das in Figur 2 gezeigt ist, quadratischen Querschnitt hat, dann muß der Durchmesser der wendelförmigen Rohrschlange geringfügig geringer sein als die Kantenlänge des freien Querschnittes des Schornsteines. Die Tatsache, daß bei einem solchen Schornstein ein Fegen der Ecken nicht möglich ist, wirkt sich in der Praxis nicht nachteilig aus, da Schornsteine ohnehin mit Fegesternen gereinigt werden, die auch dann nicht in die Ecken kommen, wenn kein Wärmetauscher vorgesehen ist.
Die Ausführungsform gemäß Figur 3 ist für den nachträglichen Einbau des Wärmetauschers 14 in einen Schornstein 1 ausgebildet. In vorhandenen Gebäuden haben die Heizkörper bereits Rücklaufleitungen 20, 21, welche zum Keller führen. Zum Einbau des Wärmetauschers 14 werden diese Rücklaufleitungen 20, 21 unter Zwischenschaltung einer Pumpe 22 an eine Steigleitung 23 im Inneren des Schornsteines 1 angeschlossen. Von der Steigleitung wird das Wasser durch den wendelförmigen Wärmetauscher 14 zurück zum Heizkessel 2 geführt. Um den Wärmetauscher 14 entlüften zu können, kann von seinem obersten Ende eine Entlüftungsleitung 24 zum Speicher des Gebäudes geführt sein. Eine solche Entlüftung empfiehlt sich natürlich auch bei den Ausführungsformen gemäß Figur 1.
Die Steigleitung 23 kann sehr gut in der Ecke eines quadratischen Schornsteines 1 hochgeführt werden, so daß sie weder die Reinigung des Schornsteines noch den Verlauf der wendelförmigen Rohrochlange behindert.
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Claims

Ansprüche Schrnstein für Heizungskessel oder andere Feuerungsanlagen, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen im Bereich seiner Innenwandung angeordneten Wärmetauscher (14).

Z. Schornstein nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Wärmetauscher (14) eine wendelförmige Rohrschlange ist.

3. Zentralheizung mit einem Schornstein qemSßde Ansprüchen 1 und 2, bei der mehrere Heizkörper über einen Vorlauf und Rücklauf mit einem Heizkessel Verbindung haben, dadurch gekennzeichnet, daß der Rücklauf der einzelnen Heizkörper (4 - 9) über den im Schornstein (1) angeordneten Wärmetauscher (14) erfolgt.

4. Zentralheizung nach Anspruch 3, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n et daß die Rücklaufleitung (12, 13) der einzelnen Heizkörper (4 - 9) durch den Fußboden zu dem Wärmetauscher (14) im Schornstein (1) geführt sind.