DE2912553A1 - Einrichtung zur nutzung der abwaerme bei heizungsanlagen - Google Patents

Einrichtung zur nutzung der abwaerme bei heizungsanlagen

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Description

Einrichtung zur Nutzung der Abwärme bei Heizungsanlagen
Die .Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Nutzung der Abwärme bei Heizungsanlagen mit einem Heizkessel, insbesondere mit Gas- oder Ölfeuerung.
Bei den üblichen Heizungsanlagen für Wohn- oder Geschäftsräume, die mit einem Heizkessel betrieben werden, verlassen die Abgase den Heizkessel in der fiegel mit einer Temperatur iron 2OC bis 250° C und höher. Mit den Abgasen geht ein mehr oder weniger großer Anteil der durch den Brenner zugeführten Wärmeenergie verloren, der entsprechend dem jeweiligen Kesselwirkungsgrad 20 bis 25 % betragen kann.
Die Erfindung will hier Abhilfe schaffen. Sie zielt darauf ab, mit Hilfe einer kostengünstigen Zusatzeinrichtung den Abgasen Wärme zu entziehen und für die Erhitzung von Brauchwasser oder für die Heizungsanlage auszunutzen.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Einrichtung zur Hutzung der Abwärme, bei der erfindungsgemäß das Hauchgasabzugsrohr des Heizkessels von einem mit V/asser gefüllten Wärmetauscher mit einem Eingangs- und Ausgangsstutzen umschlossen ist und bei der der Wärmetauscher über Ventile an den Kreislauf eines Wärmeverbrauchers wie Brauchwasserspeicher oder Heizungskreis angeschlossen ist.
Der Wärmetauscher kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung entweder aus einer auf einem Innenrohr aufliegenden Kohrwendel oder aus einem Innenrohr und einem mit radialem Abstand angeordneten Mantelrohr, welches an den Enden mit dem Innenrohr verbunden ist, bestehen, wobei am Mantelrohr an entgegengesetzten Enden Anschlußstutzen angebracht sind. Vorteilhafterweise kann das Innenrohr auch Bentandteil des Rauchgasabzugsrohres sein.
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BAD ORIGINAL
Die den Rauchgasen entnommene Wärmemenge kann einem Brauchwasserbereiter oder dem Heizungskreis zugeführt werden. Zu diesem Zweck wird der Wärmetauscher entweder an einen Brauchwasserspeicher oder an den Heizungsvor- und Heizungsrücklauf angeschlossen.
Um eine Überhitzung des Warmwassers des Brauchwasserspeichers zu verhindern, wird in der Verbindungsleitung vom Wärmetauscher zum Brauchwasserspeieher ein thermostatisch gesteuertes Abschaltventil angeordnet, dessen Temperaturfühler mit der Warmwasserleitung in Verbindung steht.
Weiterhin kann es zweckmäßig sein, in der Verbindungsleitung des Wärmetauschers ein thermostatisch gesteuertes Durchflußbegrenzungsventil anzuordnen, dessen Temperaturfühler mit dem Rauchgasabzugsrohr verbunden ist oder in das Innere dieses Rohres hineinragt. Durch diese thermostatisch gesteuerte Durchflußbegrenzung wird sichergestellt, daß bei den Rauchgasen die Taupunkttemperatur, beispielsweise 100° C, nicht unterschritten wird.
Die Erfindung hat u.a. den Vorteil, daß sie nicht nur für neue Heizungsanlagen, sondern gleichermaßen auch für den nachträglichen Einbau in vorhandene Heizungsanlagen geeignet ist. Für die Errichtung einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Wärmerückgewinnung werden nur relativ wenig Einzelteile benötigt, die ohne Schwierigkeiten zu montieren sind. Bei dem eigentlichen Wärmetauscher handelt es sich um ein konstruktiv einfaches und kostengünstig herstellbares Bauteil, welches für eine Gebrauchslage mit senkrechter oder waagerechter Rohrachse verwendbar ist. Im letztgenannten Fall werden Eingangs- und Ausgangsstutzen auf diametral gegenüberliegenden Seiten des Wärmetauschers angeordnet«, Die Umwälzbewegung des Wassers im Kreislauf des Wärmetauschers wird durch Schwerkraft
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BAD ORIGINAL
"bewirkt.
Einzelheiten der Erfindung und weitere "Vorteile werden nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungs-"beispiele erläutert. Es zeigen:
Figur 1 einen Axialschnitt eines Mantel-Wärmetauschers,
Figur 2 eine Seitenansicht eines Wärmetauschers in Form einer Eohrwendel,
Figur 3 eine schematische Darstellung einer Heizungsanlage und
Figur 4 einen Verteiler eines BrauchwasserSpeichers in vergrößertem Maßstab.
Der in Fig. 1 veranschaulichte Mantel-Wärme tauscher "besteht aus einem Innenrohr 1 und einem Mantelrohr 2, welches an seinen Enden mit dem Innenrohr beispielsweise durch Schweißen verbunden ist, so daß eine ringzylindrische Kammer 3 gebildet wird. Am Mantelrohr 2 sind in der Nähe seiner Enden Anschlußstutzen 4-, 5 befestigt, die bei Verwendung des Wärmetauschers mit senkrecht stehender Rohrachse zweckmäßigerweise auf derselben Seite, wie in Fig. 1 dargestellt, angeordnet werden. Für eine Gebrauchslage mit waagerecht verlaufender Itohrachse kommt eine Ausführungsform in Betracht, bei der der Ausgangsstutzen 5a auf der vom Eingangsstutzen 4 gegenüberliegenden Sei~e angeordnet ist.
Zweckmäßigerweise wird der Wärmetauscher aus Kupferblech hergestellt. Die Verbindung des Mantelrohres mit dem Innenrohr kann durch Falzen, Nieten oder Löten erfolgen.
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Bei der in Fig. 2 veranschaulichten Ausführungsform besteht der Wärmetauscher aus einer Rohrwendel 6 aus Kupferrohr, welches auf ein Innenrohr 7 fest aufgelötet ist, so daß ein guter Wärmeübergang vom Innenrohr 7 zur Eohrwendel 6 gewährleistet ist.
Der Einbau des Wärmetauschers in das Hauchgasabzugsrohr des Heizkessels wird zweckmäßigerweise so ausgeführt, daß das Innenrohr 1 bzw. 7 nach Art eines Zwischenstückes einen Bestandteil des Rauchgasabzugsrohres bildet.
Fig. 3 zeigt schematisch den grundsätzlichen Aufbau einer Einrichtung zur Wärmerückgewinnung bei einem Heizkessel 8 mit Gasfeuerung. Das Innenrohr 7 des Rohrwendel-Wärmetauschers ist direkt auf den für den Anschluß des Rauchgasrohres vorgesehenen Stutzen 9 aufgesetzt. Am entgegengesetzten Ende des Wärmetauschers ist das Innenrohr 7 ingeeigneter Weise mit dem üblichen Abzugsrohr 10 verbunden.
Die Enden der Eohrwendel sind über Verbindungsleitungen 11, 12 an einen ebenfalls gasbeheizten Brauchwasserspeieher 13 angeschlossen. In jeder Verbindungsleitung wird zweckmäßigerweise ein Absperrhahn 14 angeordnet, so daß die Möglichkeit besteht, den Wärmetauscher für Wartungen oder Erneuerungen vom Brauchwasserspeicher 13 abzutrennen.
Im Zuge der Warmwasserleitung 15 ist ein Doppelthermostat 16 angeordnet, der zur Steuerung eines Abschaltventiles 17 dient, welches in der Verbindungsleitung 11 sitzt. Bei dem gewählten Ausführungsbeispiel ist die Verbindungsleitung 11 über einen Verteiler 18 mit dem Brauchwasserspeicher 13 verbunden. An diesen Verteiler ist außerdem die zum Warmwasserkreis gehörende Zirkulationsleitung 19 angeschlossen. Zum besseren Verständnis ist der Verteiler
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- 7 18 in Fig. 4 in einem größeren Maßstab dargestellt.
Der in Figur 4 dargestellte Verteiler 18 besteht aus einer Einschraubmuffe 27» in der ein Hauptrohr 28 mit einem Durchmesser von beispielsweise 22 mm und zwei kleinere Bohre 29» 30 mit einem Durchmesser von beispielsweise je 10 mm eingelötet sind. Das Bohr 29 dient zum Anschluß der Zirkulationsleitung 19 des Brauchwasserkreises. Das innere Ende des Bohres 29 ist gegenüber der Muffe um etwa 400 mm verlängert, so daß es im Brauchwasserspeicher 13 an einer Stelle endet, an der eine mittlere Wassertemperatur vorhanden ist.
Das Bohr 30 dient zum Anschluß der Vorlaufleitung 11 des Wärmetauschers. Dieses Bohr endet in geringem Abstand unterhalb der Muffe 27 und damit in einem Bereich des Brauchwasserspeichers 13» in dem die höchste Temperatur vorliegt. Am Hauptrohr 28 befindet sich ein seitlicher Stutzen für den Einbau des Doppelthermostaten 16. Das Hauptrohr kann auch winklig oder wie in Fig. 3 ausgebildet sein.
Der Doppelthermostut 16 spricht auf die Temperatur in der Warmwasserleitung 15 an· Er wird auf eine Temperatur von 60 bis 70° eingestellt. Bei Überschreitung der eingestellten Temperatur schließt das u.a. von diesem Doppelthermostat 15 gesteuerte Schaltventil 17 und unterbricht den Kreislauf des Wärmetauschers» Hierdurch wird verhindert, daß der Brauciiwasserspeicher durch die vom Wärmetauscher zugeführte Wärmeenergie auf Temperaturen über 70°, bei denen die Gefahr der Wassersteinbildung besteht, aufgeheizt wird.
In der Darstellung in Fig» 3 sind als weitere Leitungen die Frischwasserleitung 20 und die Gasleitung 21 für den
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Betrieb des Heizkessels 8 und des Brauchwasserspeichers 13 eingezeichnet.
Die Wärmeenergie des Wärmetauschers kann ebensogut der Heizungsanlage zugeführt werden. In diesem Fall werden die beiden Anschlußstutzen des Wärmetauschers über Verbindungsleitungen 22 und 23 an die Vorlaufleitung 24 und die Rücklaufleitung 25 der Heizungsanlage angeschlossen. Auch in diesem !"all ist es zweckmäßig, in den Verbindungsleitungen Absperrhähne Σ.6 vorzusehen.
Zur Begrenzung der Dur chi auf menge im Wärmetauscher kann einer der Absperrhähne ein Absperrhahn mit abnehmbarem Schlüssel sein. Mit Hilfe dieses Absperrhahnes wird die Durchlaufmenge so begrenzt, daß die Taupunkttemperatur der Rauchgase nicht unterschritten wird.
Es kann aber ebensogut auch eine thermostatisch geregelte Durchflußbegrenzung im Kreislauf des Wärmetauschers angewendet werden. In diesem Pail wird in der Verbindungsleitung ein thermostatisch gesteuertes Durchflußbegrenzungsventil angeordnet, dessen Temperaturfühler mit dem Rauchgasrohr 10 verbunden ist oder in das Innere dieses Rohres hineinragt. Die thermostatische Steuerung wird beispielsweise auf eine Temperatur von 100° C eingestellt. Tritt eine Abkühlung der Rauchgase auf diese Temperatur ein, wird mit Hilfe des Durchflußbegrenzungsventils der Querschnitt in der Verbindungsleitung stark verringert oder die Leitung vollständig abgesperrt.
Wie festgestellt wurde, führt der Anschluß einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Nutzung der Abwärme an einen gasbeheizten Brauchwasserspeicher für die Versorgung eines ö-Familien-Hauses zu einer Ersparnis von ca. 50 bis 60 % der jährlich anfallenden Kosten für die Brauchwassererwärmung .
D300A1/0271
AD

Claims (10)

  1. Rauf, Finkener, Emesti
    onivi-SlRilic 32 119
    Iiοclium
    li-inspmh« Oif34j 4 7/2// 2«
    79 10?
    WE/US
    Ansprüche
    (1·, Einrichtung zur Nutzung der Abwärme "bei Heizungsanlagen mit einem Heizkessel, insbesondere mit Gas- oder Ölfeuerung, dadurch gekennzeichnet, daß das Rauchgasabzugsrohr des Heizkessels von einem mit Wasser gefüllten Wärmetauscher mit einer Eingangs- und einer Ausgangsleitung umschlossen ist und daß der Wärmetauscher über Ventile an den Kreislauf eines Wärmeverbrauchers wie Brauchwasserspeicher oder Heizungskreis angeschlossen ist.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauseher aus einem Innenrohr (1) und einem mit radialem Abstand angeordneten Mantelrohr (2), welches an den Enden mit dem Innenrohr (1) verbunden ist, besteht, wobei am Mantelrohr (2) an entgegengesetzten Enden Anschlußstutzen (4-, 5) angebracht sind.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher aus einer auf einem Innenrohr (7) aufliegenden Rohrwendel (6) besteht.
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (1 bzw. 7) des Wärmetauschers Bestandteil des Rauchgasabzugsrohres ist.
  5. 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher an einen Brauchwasserspeicher (13) angeschlossen ist.
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  6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß in der Vorlaufleitung (11) zum Brauchwasserspeicher (13) ein thermostatisch gesteuertes Abschaltventil (17) angeordnet ist, dessen Temperaturfühler mit der Brauch-Wasserleitung (15) in Verbindung steht.
  7. 7· Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorlaufleitung (11) des Wärmetauschers an einen am Brauchwasserspeicher (13) angeordneten Verteiler (18) angeschlossen ist, der innerhalb einer gemeinsamen Einschraubmuffe (27) neben einem Rohr (30) für den Anschluß der Vorlaufleitung (11) ein Hauptrohr (28) für den Anschluß der Brauchwasserleitung (15) und ein weiteres Rohr (29) für den Anschluß einer Zirkulationsleitung (19) aufweist.
  8. 8. Einrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß im Verteiler (18) das Hauptrohr (28) einen größeren Durchmesser als die beiden anderen Rohre hat.
  9. 9· Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher an den Heizungsvor- und Heizungsrücklauf angeschlossen ist.
  10. 10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß in einer Verbindungsleitung des Wärmetauschers ein thermostatisch gesteuertes Durchflußbegr^nzungsventil angeordnet ist, dessen Temperaturfühler mit dem Rauchgasabzugsrohr verbunden ist oder in das Innere dieses Rohres hineinragt.
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