DE2915827A1

DE2915827A1 - Hot gas heating system - has column through which gases flow upwards and fluid downwards to heat exchanger

Info

Publication number: DE2915827A1
Application number: DE19792915827
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl Chem Ulrich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-04-19
Filing date: 1979-04-19
Publication date: 1980-10-23

Abstract

The heating system is designed to generate a current of hot combustion gas. This gas then warms a heat-exchange circuit transmitting the heat to the user unit. The system includes a filler body column (5) in which the gases flow upwards, and which is moistened by heat-exchange fluid flowing downwards in it. This fluid is collected at the base of the column and passed through a heat-exchanger (13) in the opposite direction to the medium in the user circuit (14).

Description

Heizungsanlage Heating system

Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizungsanlage mit Einrichtungen zur Erzeugung eines Stromes heißer Verbrennungsgase und einem mittels dieser Verbrennungsgase erwärmten Wärmetauschmittelkreislauf, welcher direkt oder indirekt die aus den Verbrennungsgasen aufgenommene Wärme einem Verbraucher zuführt.The invention relates to a heating system with devices for generating a stream of hot combustion gases and one by means of these combustion gases heated heat exchange medium circuit, which is derived directly or indirectly from the combustion gases supplies absorbed heat to a consumer.

Die allgemein bekannten Warmwasser- oder Dampf-Zentralheizungs anlagen kleinerer und mittlerer Leistung für Haushaltungen besitzen den Nachteil einer vergleichsweise schlechten Ausnutzung des Brennstoffes sowie hoher Anlagekosten für den Heizungskessel.The well-known hot water or steam central heating systems Smaller and medium power for households have the disadvantage of being comparatively poor fuel utilization and high installation costs for the heating boiler.

Die Verbrennungsgase werden mit hoher Temperatur im Kamin abgeführt, wobei ein Kondensieren des bei der Verbrennung entstehenden Wasserdampfes vermieden werden muß, um eine Versottung des Kamines und einen Angriff der Kessel-Wärmetauscherwände durch Säuren zu vermeiden, die sich bilden, wenn das Kondensatwasser mit den Rauchgasen der Feuerung reagiert.The combustion gases are discharged at a high temperature in the chimney, condensation of the water vapor produced during combustion is avoided must be in order to soot the chimney and attack the boiler heat exchanger walls by avoiding acids that form when the condensate water with the flue gases the furnace reacts.

Die Zentralheizungskessel mit den den Feuerungsraum begrenzenden Wärmetauscherwänden sind in der Herstellung teuer und haben außerdem eine beachtliche Trägheit, derart, daß nach Inbetriebnahme Wärmeenergie dem Nutzkreislauf erst mit einer größeren Zeitverzögerung entnommen werden kann, nachdem das Kesselsystem eine große eigene Wärmekapazität aufweist.The central heating boiler with the heat exchanger walls delimiting the combustion chamber are expensive to manufacture and also have considerable inertia, such as that after commissioning heat energy the useful cycle only with a greater time delay can be taken after the boiler system has a large own heat capacity having.

Schließlich stellen die bekannten Heizungsanlagen wegen der im Rauchgas enthaltenen Schadstoffe eine beträchtliche Umweltbelastung dar, welche nur durch aufwendige zusätzliche Maßnahmen verringert werden kann. Dies gilt insbesondere für den Kohlenstoff oder Ruß bei unvollständiger Verbrennung in der Startphase des Betriebs, für höher kondensierte Kohlenwasserstoffe,Schwefeldioxid, Stickoxide und dergleichen.Finally, the known heating systems make because of the in the flue gas Contained pollutants represent a considerable environmental pollution, which only by costly additional measures can be reduced. This is especially true for the carbon or soot in the case of incomplete combustion in the starting phase of the Operating, for higher condensed hydrocarbons, sulfur dioxide, nitrogen oxides and like that.

Größere Wärmetauschflächen zur Erniedrigung der in die Umgebung austretenden Abgastemperatur unter Außerachtlassen von Kondensationserscheinungen lassen sich nur durch komplizierte und verfeinerte Oberflächenprofilierung bei vorgegebenen Raumbedarf verwirklichen, so daß nach längerer Betriebsdauer eine Reinigung von Ablagerungen erforderlich wird.Larger heat exchange surfaces to reduce the amount escaping into the environment Exhaust gas temperature, disregarding condensation phenomena, can be only through complicated and refined surface profiling with given Realize space requirements, so that after a long period of operation a cleaning of Deposits becomes necessary.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Heizungsanlage der eingangs umrissenen Art so auszugestalten, daß mit geringen Anlagekosten eine bessere Ausnützung des Brennstoffs erzielt und gleichzeitig eine bedeutend geringere Belastung der Umwelt mit Schadstoffen erreicht wird.The object of the invention is to be achieved, a heating system of the type outlined at the beginning so that with low investment costs a Better utilization of the fuel achieved and at the same time a significantly lower one Pollution of the environment with pollutants is achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Füllkörpersäule vorgesehen ist, in welcher die Verbrennungsgase nach aufwärts strömend geführt sind und in welcher eine Värmetauschflüssigkeit die Füllkörper benetzend nach abwärts rieselt und daß der Wärmetauschmittelkreislauf einen Wärmetauscher enthält, welcher von der am unteren Ende der Füllkörpersäule gesammelten Wärmetauschflüssigkeit im Gegenstrom zu einem Nutzkreislauf durchströmt ist.This object is achieved according to the invention in that a packed column is provided, in which the combustion gases are guided upwardly flowing and in which a heat exchange liquid wetting the packing downwards trickles and that the heat exchange medium circuit contains a heat exchanger, which of the heat exchange liquid collected at the lower end of the packed column in the Flow is countercurrent to a useful circuit.

Aus der Verfahrenstechnik sind zwar Füllkörpersäulen zum Wärmeaustausch oder auch zum Stoffaustausch zwischen Gasen bzw.From process engineering there are packed columns for heat exchange or also for the exchange of substances between gases or

Dämpfen einerseits und Flüssigkeiten andererseits seit langem in Gebrauch. Bisher hat man jedoch nicht erkannt, daß derartige Füllkörpersäulen in Heizungsanlagen insbesondere für Haushaltungen, eingesetzt werden können, um die wirksamen Wärmeaustauschflächen mit außerordentlich geringen Anlagekosten beträchtlich zu erhöhen. In einem Raum von einem Kubikmeter läßt sich in die-2 ser Weise eine Wärmeaustauschfläche von bis zu 300 m verwirklichen, ohne daß eine merkliche Erhöhung des Strömungswiderstandes für die Verbrennungsgase auftritt, welche dem Abgaskamin zuströmen, wobei für eine Heizungsanlage der hier vorgeschlagenen Art ein echter Kamin entfallen kann und durch eine einfache Abgabeöffnung, etwa an der Gebäudefront, ersetzt werden kann, nachdem die Abgase auf Temperaturen von beispielsweise 450 C gebracht werden können, worauf weiter unten noch näher eingegangen wird.Steaming on the one hand and liquids on the other hand have been in use for a long time. So far, however, it has not been recognized that such packed columns in heating systems especially for households, can be used to provide effective heat exchange surfaces to be increased considerably with extremely low investment costs. In a room of one cubic meter can be in this way a heat exchange surface of Realize up to 300 m without a noticeable increase in flow resistance occurs for the combustion gases which flow into the exhaust chimney, wherein for one Heating system of the type proposed here can be dispensed with and a real fireplace can be replaced by a simple dispensing opening, for example on the front of the building, after the exhaust gases can be brought to temperatures of, for example, 450 C, which will be discussed in more detail below.

Die auf engsten Raum konzentrierten Wärmeaustauschflächen bedingen aber keine erhöhte Verschmutzung oder Zusetzung aufgrund von Ablagerungen aus den Verbrennungsgasen, da diese Wärmeaustauschflächen von der Oberfläche der Wärmetauschflüssigkeit selbst gebildet sind, die über die Füllkörper der Füllkörpersäule rieselt.The heat exchange surfaces concentrated in the smallest of spaces require but no increased pollution or clogging due to deposits from the Combustion gases, as these heat exchange surfaces from the surface of the heat exchange fluid themselves are formed, which trickles over the packing of the packing column.

Aus den Verbrennungsgasen sich ablagernde oder lösende Schadstoffe werden in der Wärmetauschflüssigkeit abgeführt und lassen sich ausfiltern oder zu unschädlichen Stoffen neutralisieren. Kohlenmonoxidbildung läßt sich durch Betrieb der Anlage mit starkem Luftüberschuß der Verbrennung vermeiden, wobei einer etwa auftretenden Rußbildung hier einfach entgegen gewirkt werden kann.Pollutants that deposit or dissolve from the combustion gases are carried away in the heat exchange fluid and can be filtered out or allowed neutralize harmless substances. Carbon monoxide formation can be prevented by operation Avoid combustion of the system with a large excess of air, with one about soot formation that occurs can easily be counteracted here.

Die Füllkörpersäule kann mindestens teilweise oder mindestens lagenweise aus sogenannten Raschigringen aufgebaut sein. Auch Koksstücke eignen sich als Füllkörper für den vorliegenden Zweck, wobei die Koksfüllung der Füllkörpersäule als ein Brennstoffmittelvorrat in Not situationen verwendet und unmittelbar in der Füllkörpersäule verbrennt werden kann, wenn die Füllkörpersäule einen entsprechenden, von einem Wärmetauschmittel durchströmten Mantel besitzt.The packed column can be at least partially or at least in layers be made up of so-called Raschig rings. Pieces of coke are also suitable as fillers for the present purpose, using the coke fill of the packed column as a fuel supply used in emergency situations and burned directly in the packed column can, if the packed column has a corresponding, of a heat exchange medium has perfused coat.

Die durch die Füllkörpersäule geleiteten Verbrennungsgase können von einer unterhalb der Füllkörpersäule befindlichen Ö1-feuerung, Gasfeuerung, Kohle- oder Koksfeuerung oder dergleichen ausgehen. Es kann sich jedoch auch um die Abgase eines Verbrennungsmo:tors handeln, insbesondere dann, wenn die Heizungsanlage einen Wärmepumpenkreislauf enthält, dessen Verdichter von dem Verbrennungsmotor angetrieben wird und welcher zusätzliche Wärmetauschmittel enthält, über die dem Verbrennungsmotor-Abgas entzogene Wärme energie in den Nutzkreislauf eingespeist wird.The combustion gases passed through the packed column can from an oil furnace, gas furnace, coal furnace located below the packed column or go out of coke firing or the like. However, it can also be the exhaust gases an internal combustion engine, especially when the heating system has a Contains heat pump circuit whose compressor is driven by the internal combustion engine and which contains additional heat exchange medium over which the internal combustion engine exhaust gas extracted heat energy is fed into the useful cycle.

Bei der im Wärmetauschmittelkreislauf umlaufenden Wärmetauschflüssigkeit handelt es sich vorzugsweise um eine solche hinreichend niedrigen Dampfdruckes, beispielsweise Wasser, so daß nur geringe Mengen der Wärmetauschflüssigkeit mit den Verbrennungsgasen auf der Ausgangsseite der Füllkörpersäule abgeführt werden, insbesondere, nachdem das in die Umgebung austretende Abgas eine sehr niedrige Temperatur von beispielsweise 4'0 C besitzt. Als Als Wärmetauschflüssigkeiten eignen sich, falls eine Vorlauftemperatur von beispielsweise über 1000 C gewünscht wird, hochkonzentrierte Salzlösungen, beispielsweise eine Sodalösung, welche zur Ausscheidung bestimmter Schadstoffe der Verbrennungsgase Zusätze enthalten kann. Auch kann ein Netzmittel zugegeben werden, um eine vollständige Benetzung der Füllkörper der Füllkörpersäule zu gewährleisten. Dies ist bedeutsam, da der die Füllkörper umschließende Flüssigkeitsfilm den Zutritt der Verbrennungsgase zu den Füllkörpern selbst verhindert und Verunreinigungspartikel zu einem Sumpf am unteren Ende der Füllkörpersäule mitnimmt oder abspült.With the heat exchange fluid circulating in the heat exchange medium circuit it is preferably a sufficiently low vapor pressure, for example water, so that only small amounts of the heat exchange fluid with the combustion gases are discharged on the outlet side of the packed column, especially after the exhaust gas escaping into the environment has a very low temperature of, for example, 4'0C. Suitable as heat exchange fluids are if a flow temperature of, for example, over 1000 C is desired, highly concentrated Salt solutions, for example a soda solution, which are used for the excretion of certain Pollutants in the combustion gases may contain additives. A wetting agent can also be used be added to ensure complete wetting of the packing of the packed column to ensure. This is important because the liquid film surrounding the packing prevents combustion gases from entering the packing itself and impurities to a sump at the bottom of the packed column or flushes away.

Bemerkenswert ist fernerhin, daß das Volumen der Wärmetauschflüssigkeit des die Füllkörpersäule enthaltenden Wärmetauschmittelkreislauf gering ist, so daß bei Verunreinigung nach längerem Gebrauch, etwa nach einer Heizperiode, der Austausch ge gen eine neue Wärmetauschflüssigkeitsfüllung keine Schwierigkeiten bereitet. Auch können im Wärmetauschmittelkreislauf Filtereinrichtungen vorgesehen sein, welche Schadstoffe oder Ablagerungsstoffe ausscheiden.It is also noteworthy that the volume of the heat exchange liquid of the heat exchange medium circuit containing the packed column is low, so that in the event of contamination after prolonged use, e.g. after a heating season, the replacement against a new heat exchange fluid filling poses no difficulties. Filter devices can also be provided in the heat exchange medium circuit, which Eliminate pollutants or deposits.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der hier vorgeschlagenen Heizungsanlage sind Gegenstand der anliegenden Ansprüche, deren Inhalt hierdurch ausdrücklich zum Gegenstand der Beschreibung gemacht wird, ohne den Wortlaut im einzelnen an dieser Stelle zu wiederholen. Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung näher beschrieben. Es stellen dar: Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Heizungsanlage der hier angegebenen Bauart, Fig. 2 schematische Abbildungen der der Füllkörperbis 5 säule zugeordneten, die Verbrennungsgase erzeugenden Feuerung, Fig. 6 eine schematische Abbildung der Heizungsanlage in Kombination mit einer Wärmepumpenanlage und Fig. 7 eine schematische Abbildung einer Heizungsanlage mit einem Absorber-Wärmepumpenkreislauf.Appropriate refinements and developments of the proposed here Heating systems are the subject of the attached claims, their content hereby is expressly made the subject of the description, without the wording in each to be repeated at this point. Below are some exemplary embodiments described in more detail with reference to the accompanying drawing. They represent: Fig. 1 is a schematic side view of a heating system specified here Type of construction, Fig. 2 schematic illustrations of the columns assigned to the packing elements up to 5, the furnace producing combustion gases, FIG. 6 is a schematic illustration of FIG Heating system in combination with a heat pump system and FIG. 7 a schematic Illustration of a heating system with an absorber heat pump circuit.

Die Heizungsanlage nach Figur 1 enthält einen beispielsweise zylindrischen Kessel 1, in dessen unterem Teil sich ein Feuerungsraum oder Sammelraum 2 befindet. In den Feuerungsraum oder Sammelraum 2 treten, wie in Figur 1 durch Pfeile 3 angedeutet, Verbrennungsgase ein. Oberhalb des Feuerungs- oder Sammelraumes 2 befindet sich in dem Kessel 1 eine durch einen Rost 4 abgestützte Füllkörpersäule 5, welche von den Verbrennungsgasen in Richtung vertikal nach aufwärts durchströmt wird. Die Verbrennungsgase gelangen zu einem Kopfraum 6 am oberen Ende des Kessels 1 und strömen über einen Auslaß 7 in die Umgebung ab.The heating system according to Figure 1 includes a cylindrical, for example Boiler 1, in the lower part of which there is a combustion chamber or collecting chamber 2. Enter the combustion chamber or collecting chamber 2, as indicated in Figure 1 by arrows 3, Combustion gases a. Above the firing or collecting space 2 is located in the boiler 1 a supported by a grate 4 packed column 5, which of the combustion gases flow through in the vertical upward direction. The combustion gases arrive at a head space 6 at the upper end of the boiler 1 and flow over a Outlet 7 into the environment.

Von oben reicht in den Kopfraum 6 eine Sprüheinrichtung 8 hinein, mittels welcher eine Wärmetauschflüssigkeit von oben in die Füllkörpersäule 5 einsprühbar ist. Die Wärmetauschflüssigkeit wird in solcher Menge und mit solcher Geschwindigkeit zugeführt, daß sie die Füllkörper der Füllkörpersäule 5 vollständig benetzt und in der Füllkörpersäule nach abwärts rieselt. Die Wärmetauschflüssigkeit tritt sodann durch den Rost 4, tropft durch den Feuerungs- oder Sammelraum 2 und sammelt sich in einem Sumpf oder Auffangtrichter 9, von dessen unterem Ende eine zu einer Pumpe 10 führende Leitung 11 ausmündet. Ein Überlauf 12 mit einem Standrohr bewirkt, daß der Flüssigkeitsstand der Wärmetauschflüssigkeit in dem Sumpf oder Auffangtrichter 9 nicht über ein bestimmtes Niveau ansteigt.A spray device 8 extends into the head space 6 from above, by means of which a heat exchange liquid can be sprayed into the packed column 5 from above is. The heat exchange fluid is generated in such quantity and at such speed supplied that it completely wets the packing of the packing column 5 and in the packed column trickles downwards. The heat exchange fluid then enters through the grate 4, drips through the furnace or collecting space 2 and collects in a sump or collecting funnel 9, from the lower end one to a pump 10 leading line 11 opens out. An overflow 12 with a standpipe causes the liquid level of the heat exchange liquid in the sump or collecting funnel 9 does not rise above a certain level.

Die Pumpe 10 und die Sprüheinrichtung 8 sind in der aus Figur 1 ersichtlichen Weise mit einem Wärmetauscher 13 verbunden, den das von der Füllkörpersäule 5 hergeleitete Wärmetauschmittel im Gegenstrom zu einem Nutzkreislauf 14 durchströmt. Ein Sicherheitsthermostat 15 bewirkt, daß entweder der Zustrom der Verbrennungsgase unterbunden oder der Umlauf von Wärmetauschflüssigkeit durch die Füllkörpersäule 5 hindurch, beispielsweise vermittels der Pumpe 10, erhöht wird, wenn die Temperatur im Kopfraum 6 des Kessels 1 über einen bestimmten Wert ansteigt.The pump 10 and the spray device 8 can be seen in FIG Way connected to a heat exchanger 13 derived from the packed column 5 Heat exchange medium flows through in countercurrent to a useful circuit 14. A safety thermostat 15 causes either the flow of combustion gases to be cut off or the circulation of heat exchange fluid through the packed column 5, for example by means of the pump 10, is increased when the temperature in the head space 6 of the boiler 1 rises above a certain value.

Durch entsprechende Einstellung des Wärmetauschflüssigkeitsdurchsatzes kann erreicht werden, daß die Temperatur im Bereich des Rostes 4 etwa 70t beträgt, die Flüssigkeitstemperatur im Kopfraum bei etwa 40t liegt und die Temperatur der den Auslaß 7 verlassenden Abgase bei 45t liegt.By setting the heat exchange fluid flow rate accordingly it can be achieved that the temperature in the area of the grate 4 is about 70t, the liquid temperature in the headspace is around 40t and the temperature of the exhaust gases leaving outlet 7 is 45t.

Das sich im Sumpf oder Auffangtrichter 9 sammelnde Wärmetauschmittel besitzt eine Tcmperatur von 75t, so daß-auch die am Einlaß 17 des Wärmetauschers 13 auftretende Temperatur der Wärmetauschflüssigkeit bei 75t liegt. Die Auslaßtemperatur der Wärmetauschflüssigkeit am Auslaß ß des Wärmetauschers 13 beträgt 400, was mit der Temperatur der Wärmetauschflüssigkeit übereinstimmt, die von der Sprüheinrichtung 8 am oberen Ende der Füllkörpersäule 5 abgegeben wird.The heat exchange medium collecting in the sump or collecting funnel 9 has a temperature of 75t, so that-also the one at the inlet 17 of the heat exchanger 13 occurring temperature of the heat exchange fluid is 75t. The outlet temperature the heat exchange fluid at the outlet ß of the heat exchanger 13 is 400, what with the temperature of the heat exchange fluid corresponds to that of the spray device 8 is delivered at the upper end of the packed column 5.

Als Beispiel für die Größe der Wärmeaustauschfläche der Füll-2 körpersäule 5 bei einem Volumen von 200 Liter seien 50 m angegeben. Dies ist für eine Leistung der den Verbrennungsgasstrom erzeugenden Feuerung von 30 000 WE ausreichend. Die Pumpe 10 kann eine Leistung von 14 1/Minute besitzen.As an example of the size of the heat exchange surface of the filler column 5 with a volume of 200 liters, 50 m are given. This is for an output of the furnace generating the combustion gas flow of 30,000 units sufficient. The pump 10 can have an output of 14 1 / minute.

Im Betrieb vergrößert sich die Menge der die Füllkörpersäule 5 durchströmenden Wärmetauschflüssigkeit ständig aufgrund einer Kondensation des Wasserdampfes, der sich bei der Verbrennung wasserstoffhaltigen Brennstoffes bildet und in den Feuerungs-oder Sammelraum 2 eintritt. Über den Überlauf 12 wird daher eine entsprechende Flüssigkeitsmenge abgeführt. Die Flüssigkeitsmenge im Kreislauf kann auf diese Weise bei etwa 20 1 im vorliegenden Beispiel konstant gehalten werden.During operation, the amount of the packed column 5 flowing through increases Heat exchange fluid constantly due to condensation of water vapor that is formed during the combustion of hydrogen-containing fuel and in the furnace or Collection space 2 enters. A corresponding amount of liquid is therefore over the overflow 12 discharged. The amount of fluid in the circuit can be around 20 liters in this way can be kept constant in the present example.

Es sei bemerkt, daß wegen der geringen Temperaturen in dem Kessel 1 dieser aus dünnem korrosionsbeständigem Blech oder auch aus korrosionsbeständig beschichtetem Mauerwerk bestehen kann. Die Wände des Feuerungs- oder Sammelraumes 2 sind gegen Angriff durch die Verbrennungsgase durch den Flüssigkeitsfilm der herabrieselnden Wärmetauschflüssigkeit geschützt.It should be noted that because of the low temperatures in the kettle 1 of these made of thin corrosion-resistant sheet metal or of corrosion-resistant coated masonry can exist. The walls of the furnace or collection room 2 are against attack by the combustion gases through the liquid film of the trickling down Heat exchange fluid protected.

Bestehen die Füllkörper der Füllkörpersäule 5 in Koksstücken, so können Ruß und Teer als Schadstoffe der Verbrennungsprodukte an diesen Füllkörpern abgelagert werden, so daß nach längerer Betriebsdauer die Füllkörperfüllung in Gestalt der Koksstücke aus der Anlage entnommen und etwa aus vielen Heiranlagen gesammelt in einem Kraftwerk verbrennt werden kann, in welchem geeignete Filterungs- und Reinigungsanlagen großer Leistung zur Verfügung stehen.If the packing of the packing column 5 consists of coke pieces, so can Soot and tar deposited on these fillers as pollutants of the combustion products are, so that after a long period of operation the packing in the form of Pieces of coke are taken from the plant and collected in, for example, many heir plants a power plant can be burned, in which suitable filtering and cleaning systems great performance are available.

Ist die durch die Füllkörpersäule 5 geleitete Wärmetauschflüssigkeit Wasser, so gehen Schwefeldioxid und Stickoxide in wässrige Lösung. Eine Entsäuerung kann durch Sodalösung im Wärmetauschmittelkreislauf vorgenommen werden. Das zunächst sich bildende Natriumsulfit wandelt sich aufgrund des von den Verbrennungsgasen mitgeführten Luftsauerstoffes in Sulfat um, so daß ein die Umwelt nicht belastender Stoff entsteht.Is the heat exchange fluid passed through the packed column 5 Water, sulfur dioxide and nitrogen oxides go into aqueous solution. A deacidification can be done with soda solution in the heat exchange medium circuit. First of all The sodium sulphite that forms changes due to the effects of the combustion gases entrained atmospheric oxygen in sulfate, so that a environment non-polluting substance is created.

Wird anstelle von Sodalösung Kaliumcarbonatlösung verwendet, so ergibt sich durch Reaktion mit den Verbrennungsgasen Kaliumsulfat und in geringen Mengen Kaliumnitrat, welches gegebenenfalls als Dünger verwendbar ist.If potassium carbonate solution is used instead of soda solution, the result is through reaction with the combustion gases potassium sulphate and in small quantities Potassium nitrate, which can be used as fertilizer if necessary.

Wird zur Entsäuerung Kalkstein oder Dolomit eingesetzt, so soll dies als unterste Lage der Füllkörpersäule 5, d. h. im Bereich der höchsten Temperaturen innerhalb des Kessels 1 geschehen, um die Bildung von löslichem Kalziumbicarbonat unter Einwirkung des Kohlendioxids der Rauchgase zu verhindern, damit die Ablagerung von Kesselstein vermieden wird. Es ist auch möglich, Kalkstein oder Dolomit im Auffangtrichter oder Sumpf 9 anzuordnen, wobei die freie Oberfläche des Wärmetauschflüssigkeitssumpfes abgedeckt und der Zutritt von Kohlendioxid an dieser Stelle verhindert wird.If limestone or dolomite is used for deacidification, this should be the case as the lowest layer of the packed column 5, d. H. in the area of the highest temperatures happen inside the boiler 1 to the formation of soluble calcium bicarbonate under the action of carbon dioxide to prevent the flue gases from depositing of scale is avoided. It is also possible to use limestone or dolomite in the collecting funnel or sump 9 to be arranged, the free surface of the heat exchange fluid sump covered and the entry of carbon dioxide is prevented at this point.

Im übrigen kann eine Reinigung der vom Sumpf oder Sammeltrichter 9 abgezogenen Wärmetauschflüssigkeit durch ein der Pumpe 10 insbesondere vorgeschaltetes Kalksteinfilter oder Kohlefilter vorgesehen sein, was jedoch in Figur 1 nicht zeichnerisch dargestellt ist Schließlich kann die Entsäuerung der Wärmetauschflüssigkeit auch durch Ammoniak (beispielsweise als Ammoniumcarbonat oder Ammoniumbicarbonat zugeführt) erreicht werden. Hierbei entsteht Ammoniumsulfat und etwas Ammoniumnitrat. Bei geringer, durch automatische Dosierung einzuhaltender Ammoniakkonzentration kann das Überlaufwasser aus dem Sumpf oder Auffangtrichter 9 unmittelbar als stark verdünnter flüssiger Dünger verwendet werden. Der hohe Kohlendioxidgehalt der Rauchgase oder Verbrennungsgase bewirkt, daß der Ammoniakgehalt des Wärmetauschflüssigkeitskreislaufes durch Abdampfen des Ammoniak nur in geringem Maße abnimmt.In addition, cleaning of the sump or collecting funnel 9 withdrawn heat exchange fluid by the pump 10 in particular upstream Limestone filter or carbon filter may be provided, but this is not shown in the drawing in FIG Finally, the deacidification of the heat exchange fluid can also be performed by ammonia (for example supplied as ammonium carbonate or ammonium bicarbonate) can be achieved. This creates ammonium sulfate and some ammonium nitrate. At low, through automatic dosing of the ammonia concentration to be maintained, the overflow water from the sump or collecting funnel 9 directly as a highly diluted liquid Fertilizers are used. The high carbon dioxide content of the flue gases or combustion gases causes the ammonia content of the heat exchange fluid circuit to evaporate of ammonia decreases only to a small extent.

Figur 2 der Zeichnung zeigt eine Ausführungsform des Kessels 1, bei welcher sich ein Feuerungsraum 19 unmittelbar unterhalb der Füllkörpersäule 5 befindet und über eine Zugangsöffnung 20 von der Front her mit Brennstoff beschickt werden kann. Der Feuerungsraum 19 ist unten durch einen Rost 21 abgeschlossen und oben durch eine Haubenanordnung 22 abgedeckt, welche ein Durchtropfen von Wärmetauschflüssigkeit aus der Füllkörpersäule 5 verhindert. Im Bereich des Feuerungsraumes 19 ist der Kessel 1 doppelwandig ausgebildet, so daß der Auffangraum 9 durch einen Ringraum gebildet ist, der in entsprechender Weise wie der Auffangtrichter 9 gemäß Figur 1 eine Ausmündung für die zur Pumpe 10 führende Leitung 11 sowie eine weitere Ausmündung für den Überlauf 12 auf etwas höherem Niveau besitzt Durch strichpunktierte Linien ist bei 23 deutlich gemacht, daß die Zuführung von Brennstoff auch von oben über einen entsprechenden Schacht geschehen kann, wobei die Füllkörpersäule 5 diesen Schalt als Zylindermantel umgibt und die Sprüheinrichtung am oberen Ende der Füllkörpersäule als ein mit Düsen versehenes Ringrohr vorzusehen ist.Figure 2 of the drawing shows an embodiment of the boiler 1, at which is a furnace 19 directly below the packed column 5 and fed with fuel from the front via an access opening 20 can. The combustion chamber 19 is closed by a grate 21 at the bottom and at the top covered by a hood assembly 22, which allows a dripping of heat exchange fluid from the packed column 5 prevented. In the area of the combustion chamber 19 is the Boiler 1 is double-walled so that the collecting space 9 is formed by an annular space is formed, which in a corresponding manner as the collecting funnel 9 according to FIG 1 an outlet for the line 11 leading to the pump 10 and another outlet for the overflow 12 at a slightly higher level has dashed-dotted lines it is made clear at 23 that the fuel can also be fed in from above a corresponding shaft can be done, the packed column 5 this Switching as a cylinder jacket surrounds and the spray device at the upper end of the packed column is to be provided as an annular pipe provided with nozzles.

Die Ausführungsform nach Figur 3 sieht vor, daß in den Feuerungs- oder Sammelraum 2 die Flamme eines Ölbrenners 24 hineinreic-ht. Im übrigen stimmen die Einzelheiten der Anlage nach Figur 3 mit denjenigen der Anlage nach Figur 1 überein.The embodiment according to Figure 3 provides that in the furnace or collecting chamber 2, the flame of an oil burner 24 extends into it. Otherwise agree the details of the system according to FIG. 3 with those of the system according to FIG. 1 match.

Der Kessel 1 der Ausführungsform einer Heizungsanlage nach Figur 4 ist doppelwandig ausgebildet und führt einen zusätzlichen Wärmetauschmittelkreislauf, welcher direkt oder indirekt mit dem Nutzkreislauf thermisch koppelbar ist. Ist der Wärmetauschmittelkreislauf der die Füllkörpersäule 5 durchrieselnden Wärmetauschflüssigkeit aus irgend einem Grunde gestört, so kann der Kessel 1 der Ausführungsform nach Figur 4 als normaler Zentralheizungskessel betrieben werden und setzt einen die Kesseldoppelwand enthaltenden Wärmetauschmittelkreislauf in Gang, welcher -durch geeignete Ventilmittel 25 von Hand oder automatisch eingeschaltet und gesteuert werden kann.The boiler 1 of the embodiment of a heating system according to FIG. 4 is double-walled and leads an additional heat exchange medium circuit, which can be thermally coupled directly or indirectly to the useful cycle. is the heat exchange medium circuit of the heat exchange liquid trickling through the packed column 5 disturbed for some reason, the boiler 1 of the embodiment according to FIG 4 can be operated as a normal central heating boiler and sets a double boiler wall containing heat exchange medium circuit in motion, which -by suitable valve means 25 can be switched on and controlled manually or automatically.

Figur 5 schließlich zeigt eine Anordnung, bei der sich die den Feuerungs- oder Sammelraum 2 mit Verbrennungsgasen versorgende Feuerung nicht unterhalb der Füllkörpersäule 5, sondern neben dem Kessel 1 befindet und an die Zugangsöffnung zu dem Feuerungsraum oder Sammelraum 2 angeflanscht ist, wie ohne weiteres der Darstellung nach Figur 5 entnommen werden kann.Finally, FIG. 5 shows an arrangement in which the combustion or collecting chamber 2 with combustion gases supplying furnace not below the Packing column 5, but located next to the boiler 1 and to the access opening is flanged to the combustion chamber or collecting chamber 2, as is readily apparent from the illustration according to Figure 5 can be seen.

Eine vorteilhafte Anwendungsmöglichkeit der hier vorgeschlagenen Heizungsanlage ist in Figur 6 schematisch wiedergegeben.An advantageous application of the heating system proposed here is shown schematically in FIG.

Hier ist die Quelle der dem Kessel 1 zugeführten Verbrennungsgase ein Verbrennungsmotor, beispielsweise ein Dieselmotor 26, welcher zum Antrieb eines Verdichters 27 dient. Der Verdichter 27 ist Teil eines Wärmepumpenkreislaufes 28. Die dem Wärmetauscher 13 entnehmbare Wärmeenergie kann in den Wärmepumpenkreislauf 28 mittelbar oder unmittelbar eingespeist werden. Die Ausnützung der in den Abgasen des Verbrennungsmotors 26 enthaltenen Wärmeenergie vermittels der hier vorgeschlagenen Heizungsanlage hat den Vorteil einer hervorragenden Geräuschdämpfung, einer Reinigung der Abgase des Verbrennungsmotors und einer Ausnützung der aufgewendeten Primärenergie bis zu ihrem oberen Heizwert.Here is the source of the combustion gases supplied to the boiler 1 an internal combustion engine, for example a diesel engine 26, which is used to drive a Compressor 27 is used. The compressor 27 is part of a heat pump circuit 28. The heat energy that can be extracted from the heat exchanger 13 can be fed into the heat pump circuit 28 can be fed in directly or indirectly. The exploitation of the in the exhaust gases of the internal combustion engine 26 contained thermal energy by means of the proposed here Heating system has the advantage of excellent noise reduction, cleaning the exhaust gases of the internal combustion engine and utilization of the primary energy used up to their upper calorific value.

Die kombinierte Heizungsanlage nach Figur 7 enthältlaußer dem bereits in Verbindung mit Figur 1 erwähnten Wärmetauscher 13 zu diesem Wärmetauscher parallelliegende, weitere Wärmetauscher 29 und 30, von denen ersterer der Kondensator und letzterer der Absorber eines Absorber-Wärmepumpenkreislaufes 31 ist. Der Verdampfer 32 dieses Kreislaufes nimmt Wärmeenergie aus der Umgebung auf. Das Wärmetauschmittel des Kreislaufes 31 erreicht nach Durchströmen des Absorber-Wärmetauschers 30 einen mit der Feuerung des Kessels 1 thermisch gekoppelten Austreiber 33 und fließt dann durch den Kondensator-Wärmetauscher 29. Ventil~ und Steuermittel sind in Figur 7 zur Vereinfachung der Darstellung weggelassen.The combined heating system according to FIG. 7 also already contains In connection with Figure 1 mentioned heat exchanger 13 parallel to this heat exchanger, further heat exchangers 29 and 30, of which the former is the condenser and the latter the absorber of an absorber heat pump circuit 31 is. The evaporator 32 of this Circuit absorbs heat energy from the environment. The heat exchange medium of the circuit 31 reaches one with the furnace after flowing through the absorber heat exchanger 30 of the boiler 1 thermally coupled expeller 33 and then flows through the condenser heat exchanger 29. The valve and control means are omitted in FIG. 7 to simplify the illustration.

Bezüglich der Vorgänge in der Füllkörpersäule sei noch folgendes angemerkt: Wegen der hohen Temperaturen in den unteren Lagen der Füllkörpersäule tritt dort eine lebhafte Verdampfung der Wärmetauschflüssigkeit auf, während bei entsprechend großen negativen Temperaturgradienten in Richtung nach aufwärts in der Füllkörpersäule an den Füllkörpern der oberen Lagen ein Wiederkondensieren der verdampften Wärmetauschflüssigkeit stattfindet. In den Verbrennungsgasen etwa enthaltene Partikelchen bilden hierbei Kondensationskerne. Durch die Kondensation findet im Mittel eine Bewegung auf die Oberflächen der Füllkörper hin statt, derart, daß Ruß- und Aschepartikel in der an den Füllkörpern herabrieselnden Flüssigkeitsschicht eingefangen werden und nicht in die freie Umgebung abgegeben werden.With regard to the processes in the packed column, the following should be noted: Because of the high temperatures in the lower layers of the packed column occurs there vigorous evaporation of the heat exchange fluid, while at correspondingly large negative temperature gradient in the upward direction in the packed column a recondensation of the evaporated heat exchange fluid on the packing of the upper layers takes place. Any particles contained in the combustion gases form here Condensation nuclei. The condensation causes a movement on the average Surfaces of the packing out in such a way that soot and ash particles in the liquid layer trickling down on the packing is caught and not be released into the open environment.

Wegen der Kondensation der in den unteren Füllkörperlagen verdampften Wärmetauschflüssigkeit in weiter oben liegenden Bereichen der Füllkörpersäule nimmt das in der Säule nach aufwärts strömende Dampfvolumen -ab. Um dies zu berücksichtigen, ist gemäß einer in den Zeichnungen nicht dargestellten Ausführungsform die Füllkörpersäule nach oben verjüngt ausgebildet. Hierbei ergibt sich der zusätzliche Vorteil, daß der bekannten Randgängigkeit des Rieselflüssigkeit in der Füllkörpersäule entgegen gewirkt wird.Because of the condensation of the evaporated in the lower packing layers Heat exchange fluid takes in higher areas of the packed column the volume of vapor flowing upwards in the column -ab. To take this into account, is according to an embodiment not shown in the drawings, the packed column tapered upwards. This has the additional advantage that the well-known marginal accessibility of the trickle liquid in the packed column is cast.

Die hier vorgeschlagene Anlage kann gemäß einer in den Zeichnungen ebenfalls nicht wiedergegebenen Weiterbildung einer gebräuchlichen Heizungsanlage oder einer Heizungsfeuerung im Abgasstrom nachgeschaltet sein, wobei der im Gegenstrom von der Wärmetauschflüssigkeit durchströmte Wärmetauscher in geringerer Leistung ausgeführt und in den Rücklauf des Nutzkreislaufs der gebräuchlichen Heizungsanlage gelegt wird, nachdem der genannte, im Gegenstrom durchströmte Wärmetauscher außerordentlich niedrige Temperaturen aufweist.The system proposed here can according to one in the drawings Also not reproduced further development of a common heating system or a heating system in the exhaust gas flow, with the countercurrent heat exchangers through which the heat exchange fluid flows, but with a lower output executed and in the return of the useful circuit of the common heating system is placed after the said, countercurrent flow heat exchanger extraordinarily has low temperatures.

Claims

Heating system with devices for generating a Stream of hot combustion gases and one heated by means of these combustion gases Heat exchange medium circuit, which is derived directly or indirectly from the combustion gases supplies absorbed heat to a consumer, characterized in that a packed column (5) is provided, in which the combustion gases are guided upwards flowing are and in which a heat exchange fluid wetting the packing downwards trickles and that the heat exchange medium circuit contains a heat exchanger (13), which of the heat exchange fluid collected at the lower end of the packed column flows through in countercurrent to a useful circuit (14).

2. Plant according to claim 1, characterized in that the packed column (5) contains at least some Raschig rings.

3. Plant according to claim 1 or 2, characterized in that the Packing column (5) at least partially contains pieces of coke as packing.

4. Plant according to one of claims 1 to 3, characterized in that that a lowermost layer of the packed column (5) limestone or dolomite at least contains.

5. Plant according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the packing of the packing column (5) is supported on a grate (4) is.

6. Plant according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the packing column (5) is above a combustion chamber (2) is located in which a gas or oil burner flame or a fire using solid fuels can be generated.

7. Plant according to one of claims 1 to 5, characterized in that that in a space (2) located under the packed column (5) there is a flow of combustion gas can be generated from a combustion chamber arranged next to the packed column is (Figure 5).

8. Plant according to one of claims 1 to 5, characterized in that that in a space (2) located under the packed column (5) the combustion gases an internal combustion engine (26), in particular a drive motor of the compressor a heat pump system (26, 27, 28) can be introduced.

9. Plant according to one of claims 1 to 8, characterized in that that the heat exchange fluid is a fluid of low vapor pressure, in particular a highly concentrated saline solution.

10. Plant according to one of claims 1 to 9, characterized in that that the heat exchange fluid contains a wetting agent.

11. Plant according to one of claims 1 to 10, characterized in that that the heat exchange medium circuit is located under the packed column (5) Sump (9) or collecting funnel or a limestone filter in a separate filter container or contains a carbon filter.

12. Plant according to one of claims 1 to 11, characterized in that that the heat exchange liquid ammonia, in particular as ammonium carbonate or -bicarbonate can be supplied.

13. Plant according to one of claims 1 to 12, characterized in that that in the or one under the packed column (5) located Sump or collecting funnel (9) an overflow (12) is provided for the heat exchange fluid is to increase the volume of liquid due to condensation from the combustion gases derive.

14. Plant according to one of claims 1 to 13, characterized in that that parallel to the heat exchanger through which the heat exchange fluid flows in countercurrent (i3) further heat exchangers (29, 30) are located, one of which is an absorber and a Another is a condenser of an absorber heat pump cycle, which one with the lower end of the packed column (5) thermally coupled expeller (33) and an evaporator (32) which absorbs heat from the surroundings.

15. Plant according to one of claims 1 to 14, characterized in that that a tank (1) enclosing the packed column (5) has a double jacket, which is a heat exchange medium circuit through which the or a heat exchange fluid flows belongs, which can be switched on as soon as the location of the packed column (5) or below the same (2) a furnace is operated.

16. Plant according to one of claims 1 to 15, characterized in that that a pump (10) promoting the circuit of the heat exchange fluid by means of a Hot air or steam engine or according to the mammoth pump principle can be operated in such a way, that emergency operation can be maintained in the event of a failure of electrical energy.

17. Plant according to one of claims 1 to 16, characterized in that that the packing column (5) tapers upwards.

18. Plant according to one of claims 1 to 17, characterized in that that the temperature gradients in the packed column (5) are chosen such that in the lower column area lively evaporation and in overlying Column areas sets a corresponding condensation of the heat exchange liquid.

19. Plant according to one of claims 1 to 18, characterized in that that it is connected to a conventional heating system and that the called, countercurrent flow heat exchanger of lower performance in the return of the useful cycle of the heating system just mentioned lies.