DE2927096A1 - Boiler exhaust heat recovery system - has flue with partition between heat-exchange passage and one with throttle - Google Patents

Boiler exhaust heat recovery system - has flue with partition between heat-exchange passage and one with throttle

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DE2927096A1
DE2927096A1 DE19792927096 DE2927096A DE2927096A1 DE 2927096 A1 DE2927096 A1 DE 2927096A1 DE 19792927096 DE19792927096 DE 19792927096 DE 2927096 A DE2927096 A DE 2927096A DE 2927096 A1 DE2927096 A1 DE 2927096A1
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Abstract

The equipment recovers heat from the exhaust gas of a central- heating boiler, being situated in the flue between combustion chamber and chimney. It comprises a housing with gas inlet and outlet at opposite ends. One passage contains a steplessly adjustable throttle butterfly (11), and the other heat-exchange tubes (7). The butterfly setting can be controlled by a temp. detector in the path of the gases upstream of it.

Description

Beschreibung description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wärmedrückgewinnung aus Abgasen bei Zentralheizungs-Kesselanlagen, die in der Abgasleitung zwischen Brenkammer und Kamin angeordnet ist.The invention relates to a device for heat recovery from Exhaust gases in central heating boiler systems in the exhaust pipe between the combustion chamber and chimney is arranged.

Es ist bekannt, daß bei Zentralheizungs-Kesselanlagen ein nicht unerheblicher Teil der in der Brennkammer erzeugten Wärme mit den Abgasen über Dach ausgetragen und damit nutzlos vergeudet wird. It is known that in central heating boiler systems a not inconsiderable Part of the heat generated in the combustion chamber is carried over the roof with the exhaust gases and thus wasted uselessly.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, @lt der diese Wärme zurückgewonnen werden kann, und dj"e, inL sondere auch bei Altanlagen, in einfacher Weise in bestehende Zentralheizungsanlagen integriert werden kann. Darüber hinaus soll diese Vorrichtung zur Reinigung leIcht zugänglich sein. Schließlich soll durch die erfindungsgemäße Vorrichtung das aus der Brennkammeraustretende Abgas gerade soweit abgekühlt werden, wie dieses ohne Gefahr der Taupunktunterschreitung möglich ist. The present invention is therefore based on the object of a To provide a device @lt that this heat can be recovered can, and dj "e, inL especially with old systems, in a simple manner in existing ones Central heating systems can be integrated. In addition, this device should be easily accessible for cleaning. Finally, by the invention Device, the exhaust gas exiting the combustion chamber is cooled down just enough, how this is possible without the risk of falling below the dew point.

Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben durch die Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 10 gelöst. Wesentliche Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung besteigen zum einen in der optimalen Rückgewinnung der Wärme aus einem Abgas, rund zur anderen in der leichten Integrierbarkeit in bereits installierte Heizungssysteme. Schließlich wird durch die Herausnehmbarkeit der Wärmeaustauscherelemente die Wartung der erfindungsgemäßen Vorrichtung außerordentlich erleichtert. According to the invention, these objects are achieved by the device according to the claims 1 to 10 solved. Essential advantages of the solution according to the invention climb on the one hand in the optimal recovery of heat from an exhaust gas, round on the other hand, it is easy to integrate into already installed heating systems. Finally, the removability of the heat exchanger elements makes maintenance easier the device according to the invention greatly facilitated.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Fign. 1 t G näher erläutert. The invention is illustrated by the following FIGS. 1 t G explained in more detail.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Ausführungsform.Fig. 1 shows a longitudinal section through an embodiment according to the invention.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Ausfi.nrungsform gemäß Fig. 1.Fig. 2 shows a cross section through an embodiment according to the invention according to FIG. 1.

Fig. 3 zeigt eine teilweise aufgeschnltte Aufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß den Fign. 1 und 2.Fig. 3 shows a partially opened plan view of the invention Device according to FIGS. 1 and 2.

Fig. 4 zeigt die Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Zentralheizungssystem.Fig. 4 shows the arrangement of the device according to the invention in one Central heating system.

Fig. 5 gibt eine andere erfindungsgemäße Ausführung wieder, bei der die Strömungskanäle coaxial aneinander zuycordnet sind.Fig. 5 shows another embodiment of the invention again in which the flow channels are coaxially assigned to one another.

Fig. 6 zeigt einen Querschnitt der Ausführungsfcrm ge:ncß Fig. 5 im Bereich der Abgaseintrittsschlitze.Fig. 6 shows a cross section of the embodiment: according to Fig. 5 in Area of the exhaust gas inlet slots.

Die Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform, bei der das von einer aLlseitigen Wärmeisolierung 3 umgebende Gehäuse 2 durch eine mittig, in Strömungsrichtung des Abgases sich erstreckende Wand in die voneinander getrennten Strömungskanäle 4 und 5 unterteilt wird In dem einen Strömungskanal 5 ist im Bereich des Abgaseintritts eine stufenlos regelbare Drosselklappe 11 angeordnet; diese Drosselklappe ist in den Brennerruhepausen und der Anfahrphase des Brenners geöffnet und wird nach Erreichen einer ausreichend hohen Abgastemperatur oberhalb des Taupunktes geschlossen, so daß das Abgas durch den anderen Strömungskanal 4 geleitet wird, indem die s7ärrneaustauscherelemente angeordnet sind.Fig. 1 shows an embodiment of the invention in which the by an all-sided thermal insulation 3 surrounding housing 2 by a central, in Direction of flow of the exhaust gas extending into the separate wall Flow channels 4 and 5 is divided into which one flow channel 5 is in the area a continuously variable throttle valve 11 is arranged at the exhaust gas inlet; this throttle is open during the burner idle pauses and the start-up phase of the burner and is closed after reaching a sufficiently high exhaust gas temperature above the dew point, so that the exhaust gas is passed through the other flow channel 4 by the heat exchanger elements are arranged.

Bei der vorliegenden Ausführungsform bestehen die Wärmeaustauschcrelemnte aus Ixohren, die im wesentlichen senkrecht zur Durchströmungsrichtung des Abgases angeordnet sind; zur Vergrößerung der Wärmeaustauscherfläche und zur Erzeugung einer turbulenten Gasströmung zur Erhöhung des Wärmeaustausches sind vorzugsweise Lamellen 8 über die Wärmeaustauscherrohre abnehmbar geschoben. Die Warmeaustauschrohre sind gemäß Fig. 1 einander auf Lücke zugeordnet. In the present embodiment, there are the heat exchange elements from Ixohren, which are essentially perpendicular to the direction of flow of the exhaust gas are arranged; to enlarge the heat exchanger surface and to generate a turbulent gas flow to increase the heat exchange are preferably fins 8 slid detachably over the heat exchanger tubes. The heat exchange tubes are 1 assigned to each other on a gap.

Aus dem Querschnitt gemäß Fig. 2 der erfindungsgemäßen Ausführungsform gemäß Fig. 1 geht hervor, daß die Wärmeaustauscherrohre quer zur Strömungsrichtung des Abgases angeordnet sind und sich zwischen zwei Sammler 6 erstrecken; diese Sammler 6 sind in der vorliegenden Ausführungsform kammerartig derart ausgebildet, daß das zu erwärmende Wasser nacheinander die Wärmeaustauscherrohre 7 durchfließt. From the cross section according to FIG. 2 of the embodiment according to the invention 1 shows that the heat exchanger tubes are transverse to the direction of flow of the exhaust gas are arranged and extend between two collectors 6; these collectors 6 are chamber-like in the present embodiment such that the water to be heated flows through the heat exchanger tubes 7 one after the other.

Im Bereich des Abgasaustritts aus der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist seitlich an den Sammlern ein Eingabestutzen 13 zur Einleitung des zu erwärmenden Wassers und im Bereich des Gaseintritts in die Vorrichtung ein Austrittsst;tzen zur Ableitung des erärten Wasser aus der Vorrichtung vorgesehen.In the area of the exhaust gas outlet from the device according to the invention is on the side of the collector an input port 13 for introducing the to be heated Water and an outlet support in the area of the gas inlet into the device provided for draining the hardened water from the device.

Mit 12 ist die Regelvorrichtung für die Drosselklappe 11 gekennzeichnet; vor der Drosselklappe 11 im Eisströmbereich des Abgases ist ein Temperaturfühler angeordnet, durch den bei einer bestimmten Tempera-tur die Einstellung der Drosselklappe durch die Regelvorrichtung 12 verfolgt. The control device for the throttle valve 11 is identified by 12; A temperature sensor is located in front of the throttle valve 11 in the ice flow area of the exhaust gas arranged through which the setting of the throttle valve at a certain temperature tracked by the control device 12.

Bei der vorliegenden Ausführungsform mit rechtec.Xigen Querschnitt der beiden Strömungskanäle 4 und 5 ist die mehrteilige Ausführungsform besonders einfach erzielt, die den Einschub bzw. das Herausnehmen der Wärmeaustauscherelemente ermöglicht. In the present embodiment with a right cross section of the two flow channels 4 and 5, the multi-part embodiment is special easily achieved, the insertion or removal of the heat exchanger elements enables.

In Fig. 3 ist eine Aufsicht auf die Ausführungsform gemäß den vorhergehenden Figuren im Teilschnitt wIedergegeben. Ilierbei besitzen die Bezugsziffern die vorgegebene Bedeutung. Die Pfeile nebel, den Eingabe- bzw Ausgabestuzen bezeichnen die Fließri t-tllng des Wassers durch die Wärmeaustauscherelemente, wäh d der Pfeil .m Eintrittsbereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Durchtritosrichtung des Abgases kennzeichnet. In Fig. 3 is a plan view of the embodiment according to the preceding Figures shown in partial section. In addition, the reference numbers have the specified ones Meaning. The arrows fog, the input and output supports indicate the flow lines t-tlng of the water through the heat exchanger elements, while the arrow in the inlet area the device according to the invention indicates the direction of passage of the exhaust gas.

In Fig. 4 wird due @@@@aus der ei:findungsgemäBen Vorrichtung 1 in einem Heizungssystem dargestellt. Hierbei tritt das Rücklaufwasser hinter dem Mischer durch den Stutzen13 in den Wärmeaustauscher, durchfließt diesen gegen die Strömungsrichtung des Abgases und tritt erwärmt durch den Stutzen 10 wieder aus der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus, um dann dem Rücklaufanschluß des Heizkessels zugeleitet zu werden. In Fig. 4 due @@@@ from the egg: inventive device 1 in shown a heating system. The return water comes after the mixer through the nozzle 13 into the heat exchanger, it flows through it against the direction of flow of the exhaust gas and is heated again through the connection 10 from the inventive Device off in order to then be fed to the return connection of the boiler.

Eine möglichst gleichmäßige Strömungsgeschwindigkeit sownhl des Wassers als auch des Abgases tragt zur Verbesserung des Wirkungsgrades der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei. Deshalb wird in den Wasserkreislauf im Bereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorzugsweise eine zusätzliche Umwälzpumpe 14 und in die Abgasleitung im Bereich des Abgasaustritts ein Saugzugventilator 15 angeordnet, wobei der Saugzugventilator den Kaminzug unterstützen kann. Durch die erfindungsgemäße beschriebene Ausführungsform kann nach vorheriger Absperrung des Heizwasserzu- und -ablaufes und anschließendes Lösen der Verschraubungen der entsprechenden Leitungen mit dem Stutzen 9 und 10 das Wärmeaustauscherelement auf einfache Weise seitlich zur Wartung herausgezogen werden, ohne daß die übrigen Anlagenteile demontiert werden müssen. As uniform a flow velocity as possible sownhl the water as well as the exhaust gas contributes to the improvement of the efficiency of the invention Device at. Therefore, in the water cycle in the area of the invention Device preferably an additional circulating pump 14 and into the exhaust pipe an induced draft fan 15 is arranged in the region of the exhaust gas outlet, the induced draft fan can support the chimney draft. By the embodiment according to the invention described can after prior blocking of the heating water inlet and outlet and then afterwards Loosen the screw connections of the corresponding lines with the socket 9 and 10 the heat exchanger element is easily pulled out from the side for maintenance without having to dismantle the rest of the system.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. und 6 handelt es sich um eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei die beiden Strömungskanäle einander koaxial zugeordnet sind, und wobei der innere Strömungskanal mit kreisförmigen Querschnitt die regelbare Drosselklappe aufweist, und die Wärmeaustauscherelemente in dem diesen Strömungskanal umgebenden Strömungskanal mit ringförmigen Querschnitt in Form von schiangenfcjrmiy gebogenen Wärmeaustauscherrohren 18 angeordnet sind. An beiden Enden sind die Rohre 18 mit ringförmigen Sammlern 17 verbunden. The embodiment according to FIGS. And 6 is a another embodiment of the invention Device, where the two flow channels are coaxially assigned to one another, and the inner one A flow channel with a circular cross-section has the controllable throttle valve, and the heat exchanger elements in the flow channel surrounding this flow channel with an annular cross-section in the form of schiangenfcjrmiy bent heat exchanger tubes 18 are arranged. At both ends are the tubes 18 with annular headers 17 connected.

Die Funktionsweise dieser Ausführungsform entspricht im wesentlichen der zuvor beschriebenen, wobei bei Erreichen der erforderlichen Abgastemperatur nach Schließen der Drosselklappe 17 das Abgas durch radiale Schlitze 19, die vor der Drosselklappe im Eintrittsbereichs des Abgases in der zylinderförmigen Wand des inneren Strömungskanals angeordnet sind, in den ringförmigen Strömungskanal, in dem der Wärmeaustauscher angeordnet ist, eintritt. Die radial versetzte Anordnung der quer zur Gasströmung liegende Tcile der Wärmeaustauscherrohre 18 sorgt für die Aufrechterhaltung der turbulenten Gasströme bis zu den Austrittsschlitzen 20. The mode of operation of this embodiment is essentially the same the one described above, when the required exhaust gas temperature is reached after closing the throttle valve 17, the exhaust gas through radial slots 19, the front the throttle valve in the inlet area of the exhaust gas in the cylindrical wall of the inner flow channel are arranged in the annular flow channel, in which the heat exchanger is arranged occurs. The radially offset arrangement the Tcile of the heat exchanger tubes 18 lying transversely to the gas flow ensures the Maintaining the turbulent gas flows up to the outlet slots 20.

Die Eintrittsschlitze 19 sind zur Ausbildung einer Verwirbelungszone mit aufgebogenen Leitschaufeln 22 versehen.The entry slots 19 are used to form a turbulence zone provided with bent guide vanes 22.

Die Isolation wird durch einen zweiteiligen Isolationsmantel 21 erzielt, der zur Wartung der Rohre 18 abnehmbar ausgebildet ist. The insulation is achieved by a two-part insulation jacket 21, which is designed to be removable for maintenance of the tubes 18.

Steuerung und Regelung der Drosselklappe erfolgt in der zuvor beschriebenen Weise. The throttle valve is controlled and regulated in the manner described above Way.

Claims (10)

Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung aus Abgas aus Zentralheizungs-Kesselanlagen PATENTANSPRÜCHE 1. Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung für Zentralheizungs-Kesselanlagen aus dem Abgas, die in der Abgasleitung zwischen Brennkammer und Kamin angeordnet ist, g e k e n n z e i c h n e t durch ein Gehäuse mit einer Abgaseinleitung und einer am gegenüberliegenden Ende des Gehäuses angeordneten Abgasausleitung; eine sich in Gasströmungsrichtung erstreckenden Wand zur Unterteilung des Gehäuses in zwei Durchströmungskanäle; einer stufenlos regelbaren Drosselklappe in einem Strömungskanal; und Wärmeaustauschelemente in dem anderen Strömungskanal.Device for heat recovery from exhaust gas from central heating boiler systems PATENT CLAIMS 1. Device for heat recovery for central heating boiler systems from the exhaust gas, which is arranged in the exhaust pipe between the combustion chamber and the chimney is, g e k e n n z e i c h n e t by a housing with an exhaust gas inlet and an exhaust gas outlet disposed at the opposite end of the housing; one wall extending in the direction of gas flow to subdivide the housing into two flow channels; a continuously variable throttle valve in a flow channel; and heat exchange elements in the other flow channel. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch 3 e k e n n -z e i c 11 n e t , daß die Drosselklappe in einem Strömungskanal durch eine Regeleinrichtung einstellbar ist, wobei die Regeleinrichtung die Stellung der Drosselklappe in Abhängigkeit von der Temperaturangabe eines im Abgasstrom vor der Drosselklappe angeordneten Temperaturfühlers regelt. 2. Apparatus according to claim 1, characterized in 3 e k e n n -z e i c 11 n e t that the throttle valve in a flow channel by a control device is adjustable, the control device depending on the position of the throttle valve from the temperature specification of one arranged in the exhaust gas flow in front of the throttle valve Temperature sensor regulates. 3. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß di-Wärmeaustauschelemente aus einem wasserführenden Rohrsystem bestehen, dessen Rohrabschnitte im wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung des Gases und gegeneinander auf Lücke versetzt angeordnet sind. 3. Device according to at least one of the preceding claims, as a result, that di-heat exchange elements consist of a water-bearing There are pipe systems whose pipe sections are essentially perpendicular to the direction of flow of the gas and are arranged offset from one another with a gap. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch cj e k e n n -z c i c h n e t , daß das Rohrsystem aus @ einer Vielzahl zwischen zwei Sammlern angeordneten Rohren besteht, die senkrecht zur Strömungsrichtung des Gases angeordnet sind. 4. Apparatus according to claim 3, characterized in that cj e k e n n -z c i c h n e t that the pipe system of @ a plurality arranged between two collectors There are pipes which are arranged perpendicular to the direction of flow of the gas. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Sammler derart durch eingebaute Wände ausgebildet sind, daß das Wasser nacheinander durch alle Rohrabschnitte bzw. Rohre geleitet wird. 5. Apparatus according to claim 4, characterized g e k e n n z e i c h n e t that the collectors are formed by built-in walls that the water is passed successively through all pipe sections or pipes. 6. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Rohrsystem in Bereich des Abgasaustritts aus der Vorrichtung einen Eingabestutzen für das zu erwärmende Wasser und im Bereich des Abgaseintritts in die Vorrichtung einen Austrittstutzen für das erwärmte Wasser aufweist. 6. Device according to at least one of claims 3 to 5, characterized it is not noted that the pipe system emerges in the area of the exhaust gas outlet the device has an input port for the water to be heated and in the area the exhaust gas inlet in the device an outlet nozzle for the heated water having. 7. Vorrichtung nach mindestens einem aer Ansprüche 3 bis C, dadurch g C k e n n z e i c h n e t , daß die Rohrabschnitte gemäß Anspruch 3 oder die Rohre gemäß Anspruch 4 aufgesetzte Lamellen zur Vergrößerung der Wärmeaustauscherfläche und zur Erzeugung einer turbulenten Abgasströmung aufweisen. 7. The device according to at least one aer claims 3 to C, characterized It is indicated that the pipe sections according to claim 3 or the pipes according to claim 4 attached lamellae to enlarge the heat exchanger surface and for generating a turbulent exhaust gas flow. 8. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e ri n z e i c h n e t daß sie mindestens zweiteilig zur seitlichen Ilerausnahme der Wärmeraustauscherelemente ausgebildet ist. 8. Device according to at least one of the preceding claims, in that they are at least two-part to the side Ilerausnahm the heat exchanger elements is formed. 9. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß sie von einer gegebenenfalls zumindestens zweiteilig ausgebildeten, zur seitlichen Herausnahme des Wärmeaustauscherelements geeigneten Wärmeisolierung umgeben ist. 9. Device according to at least one of the preceding claims, in that they are supported by at least one, if necessary formed in two parts, for lateral removal of the heat exchanger element suitable thermal insulation is surrounded. 10. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die sich in Gasströmungsrichtung erstreckende Wand zur Unterteilung des Gehäuses in zwei Durchströmungskanäle zylindrisch derart ausgebildet ist, daß der mit einer stufenlos regelbaren Drosselklappe versehene Strömungskanal im. Innern der Vorrichtung und der andere, mit Wärmeaustauscherelementen versehene äußere Strömungskanal als Ringkanal koaxial um den inneren Strömungskanal angeordnet ist. 10. Device according to at least one of the preceding claims, as a result, that the gas flow direction extends in the direction of gas flow Wall for dividing the housing into two flow channels cylindrical in this way is designed that the provided with a continuously variable throttle valve Flow channel in. Inside the device and the other, with heat exchanger elements provided outer flow channel as an annular channel coaxially around the inner flow channel is arranged.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2624268A1 (en) * 1987-12-02 1989-06-09 Seccacier HEAT EXCHANGER, IN PARTICULAR A GAS BOILER OR A GAS ENGINE, IN PARTICULAR A HEAT RECOVERER ON COMBUSTION PRODUCTS AS SMOKE FROM A FIREPLACE OF A BOILER OR EXHAUST GAS OF INTERNAL COMBUSTION ENGINES
FR3053774A1 (en) * 2016-07-11 2018-01-12 Fives Solios INSTALLATION FOR COOLING GAS OR SMOKE IN A CIRCULATING CONDUIT USING A COOLING DEVICE

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