DE29601803U1 - Heat exchange device - Google Patents

Heat exchange device

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Description

WarmeaustauschvorrichtunaHeat exchange device

Die vorliegende Erfindung betrifft eine einer Wärmequelle nachgeschaltete Wärmeaustauschvorrichtung, welche reversibel expandierbar und komprimierbar ist.The present invention relates to a heat exchange device connected downstream of a heat source, which is reversibly expandable and compressible.

Für die Verbrennung von festen Brennstoffen wie Kohlen, Briketts, Koks, Torf, stückigem Holz, nicht-stückigem Holz, Stroh oder ähnlichen pflanzlichen Stoffen sind zahlreiche Kesselsysteme wie Durchbrandkessel, Unterbrandkessel, gebläsegesteuerte Unterbrandkessel, Unterschubfeuerungsanlagen, Entgasungsfeuerungsanlagen und Einblasfeuerungsanlagen bekannt.For the combustion of solid fuels such as coal, briquettes, coke, peat, lumpy wood, non-lumpy wood, straw or similar plant materials, numerous boiler systems such as through-burning boilers, under-burning boilers, fan-controlled under-burning boilers, underfeed firing systems, degassing firing systems and injection firing systems are known.

In der Glutzone einer ersten Brennkammer wird unter Zusatz von Primärluft eine Trocknung und Verschwelung (Pyrolyse) des Brennstoffes erreicht. Das bei der Verschwelung entstehende energiereiche Schwelgas wird einer nachgeschalteten Nachbrennkammer zugeführt und dort nach einer Vermischung mit gegebenenfalls vorgewärmter, sauerstoffreicher Sekundärluft verbrannt.In the glowing zone of a first combustion chamber, the fuel is dried and carbonized (pyrolyzed) with the addition of primary air. The high-energy carbonization gas produced during carbonization is fed to a downstream afterburning chamber and burned there after mixing with possibly preheated, oxygen-rich secondary air.

Stromabwärts schließt sich an die Nachbrennkammer stets ein Wärmetauscher an, welcher die Abgabe der in den Rauchgasen enthaltenen Energie an das in dem Nutzungskreislauf geführte Heizmedium, beispielsweise an die Umgebungsluft oder an den Kesselvorlauf (Wasser), ermöglicht.Downstream of the afterburning chamber there is always a heat exchanger, which enables the energy contained in the flue gases to be transferred to the heating medium in the utilization circuit, for example to the ambient air or to the boiler flow (water).

Aus dem Stand der Technik ist bekannt, für diesen Zweck Wärmetauscher zu verwenden, die aus spiralförmig gebogenen Kupfer- oder Eisenrohren, aus einzelnen Platten oder aus ringförmigen Gußteilen bestehen, welche innenseitig von dem erhitzten Rauchgas durchströmt und außenseitig von dem Heizmedium des Nutzungskreislaufes oder umgekehrt umströmt werden.It is known from the state of the art to use heat exchangers for this purpose, which consist of spiral-shaped copper or iron pipes, of individual plates or of ring-shaped cast parts, through which the heated flue gas flows on the inside and around which the heating medium of the utilization circuit flows on the outside, or vice versa.

Die Wärmeaustauschfläche eines derartigen Wärmetauscher ist konstruktionsgemäß für die Durchführung einer exakt definierten, durchschnittlichen Wärmemenge ausgelegt.The heat exchange surface of such a heat exchanger is designed to carry a precisely defined, average amount of heat.

Wird beispielsweise stückiges Holz als Brennstoff verwendet, so wird während des Höhepunktes der Verbrennung mehr als die durchschnittliche Energiemenge freigesetzt. Die die durchschnittlich freigesetzte Energiemenge übersteigende Energiemenge kann von den aus dem Stand der Technik bekannten Wärmetauschern aufgrund ihrer konstruktionsmäßigen Festlegung auf einen bestimmten Durchschnittswert nicht aufgenommen werden. Die die durchschnittlich freigesetzte Energiemenge übersteigende Energiemenge geht als Wärmeverlust, das heißt als sogenannter „Abgasverlust", über den Schornstein verloren.If, for example, chopped wood is used as fuel, more than the average amount of energy is released during the peak of combustion. The amount of energy that exceeds the average amount of energy released cannot be absorbed by the heat exchangers known from the state of the art because they are designed to a certain average value. The amount of energy that exceeds the average amount of energy released is lost as heat, i.e. as so-called "flue gas loss", via the chimney.

Wie aus der nachstehenden Tabelle 1 hervorgeht, steigt die während eines Verbrennungsvorganges freigesetzte Energiemenge beziehungsweise die Temperatur des Rauchgases mit der Zeit bis zu einem bestimmten Wert im wesentlichen 0 parallel zur Menge des freigesetzten Kohlendioxids. Danach verbleibt der Kohlendioxidgehalt unverändert auf einemAs can be seen from Table 1 below, the amount of energy released during a combustion process or the temperature of the flue gas increases over time up to a certain value essentially 0 parallel to the amount of carbon dioxide released. After that, the carbon dioxide content remains unchanged at a

Plateau (CO2 max) , während die Temperaturkurve und in Verbindung damit der Abgasverlust in Abhängigkeit von der während des Verbrennungsvorganges freigesetzten Energie periodisch schwankt.Plateau (CO 2 max ), while the temperature curve and, in connection with this, the exhaust gas loss fluctuates periodically depending on the energy released during the combustion process.

Tabelle 1 Zusammenhang zwischen Temperatur und CO2-Gehalt während eines Verbrennungsvorganges von stückigem HolzTable 1 Relationship between temperature and CO 2 content during combustion of chopped wood

Bei handbeschickten Feuerungsanlagen für feste Brennstoffe verwendete bekannte Wärmetauscher entnehmen ferner den Rauchgasen nur so wenig Energie, daß deren Temperatur beim Verlassen des Wärmetauscher-Bereichs deutlich oberhalb des Taupunktes von Wasser liegt.Furthermore, known heat exchangers used in manually fed combustion plants for solid fuels extract so little energy from the flue gases that their temperature when leaving the heat exchanger area is significantly above the dew point of water.

Die durch die exotherme Kondensation der in den Rauchgasen enthaltenen Feuchtigkeit gewinnbare Energie (trockenes Holz weist einen Wassergehalt von etwa 15 % und einen geringen Wasserstoffgehalt auf; 2 H2 + O2 = 2 H2O) wird durchThe energy obtained through the exothermic condensation of the moisture contained in the flue gases (dry wood has a water content of about 15% and a low hydrogen content; 2 H 2 + O 2 = 2 H 2 O) is converted into

diese Wärmetauscher nicht genutzt und an das Heizmedium abgeführt. Diese Wärmetauscher arbeiten lediglich im Heizwertbereich, nicht jedoch im stets wünschenswerten Brennwertbereich.
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These heat exchangers are not used and are discharged to the heating medium. These heat exchangers only work in the calorific value range, but not in the always desirable calorific value range.
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Zur Verringerung der Schadstoffemission von Verbrennungsmotoren werden diesen in der Regel Katalysatoren zum Beispiel auf Palladium- oder Platinbasis nachgeschaltet, welche eine möglichst vollständige Oxidation der unvollständig verbrannten Verbrennungsprodukte bewirken sollen. Der Wirkungsgrad derartiger Katalysatoren ist stark temperaturabhängig. Erst bei Überschreitung einer gewissen Temperatur des Katalysatormaterials setzt die Wirksamkeit derartiger Katalysatoren ein.To reduce pollutant emissions from combustion engines, catalysts are usually installed downstream, for example based on palladium or platinum, which are intended to ensure the most complete oxidation possible of the incompletely burned combustion products. The efficiency of such catalysts is highly temperature-dependent. The effectiveness of such catalysts only begins when a certain temperature of the catalyst material is exceeded.

Bekannte spiral- oder plattenförmige Wärmetauscher, die in das heiße Auspuffgas hineinragen und zur Erwärmung eines durch sie hindurchgeführten Luftstromes dienen, welcher das Wageninnere beheizen soll, weisen den Nachteil auf, daß sie bereits in der Start- und Warmlaufphase des Motors dem Auspuffgas Wärmeenergie entziehen.Known spiral or plate-shaped heat exchangers, which protrude into the hot exhaust gas and serve to heat an air flow that passes through them and is intended to heat the interior of the vehicle, have the disadvantage that they extract heat energy from the exhaust gas during the start-up and warm-up phase of the engine.

Der Katalysator erreicht dadurch erst zu einem späteren Zeitpunkt seine Betriebstemperatur. Der Zeitraum, in welchem aufgrund der noch nicht eingetretenen Katalysatorwirkung mit Schadstoffen beladene Auspuffgase freigesetzt werden, verlängert sich insbesondere in den kalten Jahreszeiten erheblich. Bei der Vielzahl von' Fahrzeugen und dem 0 heute besonders ausgeprägten Umweltbewußtsein stellt dies einen besonders schwerwiegenden Nachteil dar.As a result, the catalytic converter only reaches its operating temperature at a later point in time. The period in which exhaust gases laden with pollutants are released because the catalytic converter has not yet taken effect is considerably longer, particularly in the cold seasons. Given the large number of vehicles and the particularly pronounced environmental awareness today, this represents a particularly serious disadvantage.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung einer Wärmeaustauschvorrichtung, welche einer Wärmequelle nachgeschaltet und dazu geeignet ist, den im wesentlichen während des Höhepunktes der Wärmeerzeugung bereitgestellten Energieüberschuß in dem Umfange, in dem er die während eines ordnungsgemäßen Wärmeerzeugungsvorganges durchschnittlich freigesetzte Energiemenge übertrifft, aufzunehmen und an das im Nutzungskreislauf geführte Nutzungsmedium abzugeben um einen möglichst geringen Wärme- beziegungsweise Abgasverlust sowie eine Verbesserung des Wirkungsgrades zu bewirken und welche ermöglicht, die durch die exotherme Kondensation der in den Rauch- oder Abgasen enthaltenen Feuchtigkeit freiwerdende Energie dem Nutzungsmedium in dem Nutzungskreislauf zuzuführen und somit selbst eine Feuerungsanlage für feste Brennstoffe im sogenannten „Brennwertbereich" zu fahren, und welche bei einem Einbau in das Auspuffsystem eines Verbrennungsmotors die vorrangige Erwärmung eines nachgeschalteten Katalysatorsystems durch die Verbrennungsgase und erst nach dem Erreichen von dessen Betriebstemperatur die Erwärmung eines Nutzungsmediums, beispielsweise eines in das Wageninnere gerichteten Luftstrahles, erlaubt.The object of the present invention is therefore to provide a heat exchange device which is connected downstream of a heat source and is suitable for absorbing the excess energy provided essentially during the peak of heat generation to the extent that it exceeds the average amount of energy released during a proper heat generation process and for passing it on to the usage medium guided in the usage circuit in order to bring about the lowest possible loss of heat or exhaust gases and an improvement in efficiency and which makes it possible to supply the energy released by the exothermic condensation of the moisture contained in the smoke or exhaust gases to the usage medium in the usage circuit and thus to operate a combustion system for solid fuels in the so-called "calorific value range", and which, when installed in the exhaust system of an internal combustion engine, allows the primary heating of a downstream catalyst system by the combustion gases and only after its operating temperature has been reached, the heating of a usage medium, for example a directed air jet is permitted.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer gattungsgemäßen Wärmeaustauschvorrichtung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Besonders bevorzugte Ausführurigsformen sind Gegen-0 stand der Unteransprüche.According to the invention, this object is achieved in a generic heat exchange device by the features specified in the characterizing part of patent claim 1. Particularly preferred embodiments are the subject of the subclaims.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher beschrieben.Embodiments of the invention are described in more detail with reference to the drawings.

Es zeigen:
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Show it:
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Abbildung 1 eine schematische, frontale Ansicht einer erfindungsgemäßen Wärmeaustauschvorrichtung mit einem vertikal ausgerichteten, höhenverstellbaren Wärmetauscher und einer starrwandigen Ummantelung mit kolbenförmigem oberen Abschluß,Figure 1 is a schematic, frontal view of a heat exchange device according to the invention with a vertically aligned, height-adjustable heat exchanger and a rigid-walled casing with a piston-shaped upper end,

Abbildung 2 eine schematische, frontale Ansicht einer erfindungsgemäßen Wärmeaustauschvorrichtung mit einem vertikal ausgerichteten, höhenverstellbaren Wärmetauscher und einer höhenverstellbaren Ummantelung mit geschlossener Oberseite.Figure 2 is a schematic, frontal view of a heat exchange device according to the invention with a vertically aligned, height-adjustable heat exchanger and a height-adjustable casing with a closed top.

Das wesentlichste Merkmal der erfindungsgemäßen Wärmeaustauschvorrichtung besteht darin, daß zumindest die Länge der seitlichen Schenkel des u-förmigen Wärmetauschers (1) und gegebenenfalls zusätzlich die Länge der Ummantelung (10) reversibel verstellbar sind.The most important feature of the heat exchange device according to the invention is that at least the length of the lateral legs of the U-shaped heat exchanger (1) and optionally also the length of the casing (10) are reversibly adjustable.

Die für den Wärmeaustausch zur Verfügung stehende Oberfläche des Wärmetauschers kann reversibel so gewählt werden, daß dem im Inneren des rohrförmigen Wärmetauschers (1) strömenden Medium (2) lediglich eine exakt bestimmte Energiemenge entzogen wird. Hierdurch "wird eine zu starke Abkühlung beispielsweise von Rauchgasen vermieden, welche zur Folge hätte, daß in einem nachgeschalteten SchornsteinThe surface area of the heat exchanger available for heat exchange can be reversibly selected so that only a precisely defined amount of energy is extracted from the medium (2) flowing inside the tubular heat exchanger (1). This "prevents excessive cooling of flue gases, for example, which would result in a downstream chimney

die Ausbildung eines Unterdruckes, das heißt eines ordnungsgemäßen Kaminzuges, unterbleiben würde.the formation of a negative pressure, i.e. a proper chimney draught, would not occur.

Andereseits ist es aufgrund der Langenverstellbarkeit der seitlichen Schenkel des erfindungsgemäßen u-förmigen Wärmetauschers möglich, das aus dem Inneren des Wärmetauschers (1) am stromabwärtigen Ende der Wärmeaustauschvorrichtung austretende Medium {2) auf eine exakt bestimmbare Temperatur einzustellen.On the other hand, due to the length adjustability of the side legs of the U-shaped heat exchanger according to the invention, it is possible to set the medium {2) emerging from the interior of the heat exchanger (1) at the downstream end of the heat exchange device to a precisely definable temperature.

Hierdurch ergibt sich einerseits der Vorteil, daß das aus dem Wärmetauscher (1) austretende Verbrennungsgas beispielsweise exakt bis zum Taupunkt der in dem Verbrennungsgas enthaltenen Feuchtigkeit abgekühlt werden kann.This provides the advantage that the combustion gas exiting the heat exchanger (1) can be cooled, for example, exactly to the dew point of the moisture contained in the combustion gas.

In diesem Falle kann die durch die exotherme Kondensation der in den Rauch- oder Abgasen (2) enthaltenen Feuchtigkeit freiwerdende Energie dem Nutzungsmedium (3) in dem Nutzungskreislauf (3) zugeführt und somit erstmals eine Feuerungsanlage für feste Brennstoffe permanent im sogenannten „Brennwertbereich" gefahren werden.In this case, the energy released by the exothermic condensation of the moisture contained in the smoke or exhaust gases (2) can be fed to the usage medium (3) in the usage circuit (3) and thus, for the first time, a combustion system for solid fuels can be operated permanently in the so-called "calorific value range".

Wird eine Meßsonde (16) im Bereich des Austritts (12) des Nutzungsmediums (3) vorgesehen, so kann über die verstellbare Länge der seitlichen Schenkel des Wärmetauschers (1) die Temperatur des austretenden Nutzungsmediums (3) exakt eingestellt werden. Dieser Effekt macht sich insbesondere dann vorteilhaft bemerkbar, wenn das Nutzungsmedium (3) zur Beheizung eines nachgeschalteten Dörr- oder Backofens verwendet wird.If a measuring probe (16) is provided in the area of the outlet (12) of the used medium (3), the temperature of the outgoing used medium (3) can be precisely set via the adjustable length of the side legs of the heat exchanger (1). This effect is particularly advantageous if the used medium (3) is used to heat a downstream drying or baking oven.

Da die Verbrennungsgase gegebenenfalls nur exakt bis zum Taupunkt und nicht weiter abgekühlt werden, liegt die Temperatur der austretenden Gase ferner noch ausreichend hoch, um mittels eines kleinen Gebläses in einem nachgeschalteten Schornstein einen ausreichenden Kaminzug zu ermöglichen.Since the combustion gases are only cooled down to the dew point and not further, the temperature of the escaping gases is still high enough to enable sufficient chimney draught by means of a small fan in a downstream chimney.

Außerdem kann mit Hilfe des erfindungsgemäßen, reversibel längenverstellbaren Wärmetauschers (1) der im wesentlichen während des Höhepunktes der Wärmeerzeugung von der Wärmequelle (4) bereitgestellte Energieüberschuß in dem Umfange, in dem er die während eines ordnungsgemäßen Wärmeerzeugungsvorganges durchschnittlich freigesetzte Energiemenge übertrifft, von dem an diesen Energieüberschuß mittels des Zusammenwirkens einer Meßsonde (16), eines Steuerungselementes (17) und einer Verstellvorrichtung (8) angepaßten Wärmetauschers (1) aufgenommen und an das im Nutzungskreislauf geführte Nutzungsmedium (3) abgegeben werden.In addition, with the aid of the reversibly length-adjustable heat exchanger (1) according to the invention, the excess energy provided by the heat source (4) essentially during the peak of heat generation can be absorbed by the heat exchanger (1) adapted to this excess energy by means of the interaction of a measuring probe (16), a control element (17) and an adjustment device (8) and delivered to the usage medium (3) guided in the usage circuit to the extent that it exceeds the average amount of energy released during a proper heat generation process.

Dies führt zu dem Vorteil eines äußerst geringen Wärme- beziehungsweise Abgasverlustes sowie einer Verbesserung des Wirkungsgrades.This leads to the advantage of extremely low heat or exhaust gas losses as well as an improvement in efficiency.

Aus der nachfolgenden Tabelle 2 ist ersichtlich, welche erhebliche Energieeinsparung sich mit der erfindungsgemäßen Wärmeaustauschvorrichtung erzielen läßt. Während bei herkömmlichen Wärmeaustauschern die oberhalb der gestrichelten Linie, welche der während eines ordnungsgemäßen Verbrennungsvorganges durchschnittlich freigesetzten 0 Energie entspricht, liegende Energiemenge ungenutzt durchThe following Table 2 shows the considerable energy savings that can be achieved with the heat exchange device according to the invention. While in conventional heat exchangers the amount of energy above the dashed line, which corresponds to the average energy released during a proper combustion process, is wasted by

den Schornstein verloren geht, erlaubt die erfindungsgemäße Wärmeaustauschvorrichtung dessen uneingeschränkte Nutzung.the chimney, the heat exchange device according to the invention allows its unrestricted use.

Tabelle 2 Zusammenhang zwischen Temperatur und CO2-Gehalt während eines Verbrennungsvorganges von stückigem HolzTable 2 Relationship between temperature and CO 2 content during combustion of chopped wood

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Wärmeaustauschvorrichtung besteht darin, daß bei einem Einbau in das Auspuffsystem eines Verbrennungsmotors zwischen Motor und Katalysator bei „komprimiertem", verkleinertem Wärmetauscher (1) in der Start- beziehungsweise Warmlaufphase des Motors zunächst die vorrangige Erwärmung eines nachge-0 schalteten Katalysatorsystems durch die Verbrennungsgase ermöglicht wird.A further advantage of the heat exchange device according to the invention is that when installed in the exhaust system of an internal combustion engine between the engine and the catalyst, with a "compressed", reduced heat exchanger (1) in the start-up or warm-up phase of the engine, the primary heating of a downstream catalyst system by the combustion gases is initially made possible.

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Das Steuerungselement (17) kann so ausgebildet sein, daß es erst nachdem das Katalysatormaterial seine Betriebstemperatur erreicht hat, an die Verstellvorrichtung (8) ein Signal zum „Expandieren" des Wärmetauschers (1) und/oder der Ummantelung (10) gibt.The control element (17) can be designed in such a way that it only sends a signal to the adjustment device (8) to "expand" the heat exchanger (1) and/or the casing (10) after the catalyst material has reached its operating temperature.

Erst ab diesem Zeitpunkt wird den Verbrennungsgasen Energie entzogen zur Erwärmung des Nutzungsmediums (3), beispielsweise eines in das Wageninnere oder zum Vergaser des Motors gerichteten Luftstrahls.Only from this point onwards is energy extracted from the combustion gases to heat the medium used (3), for example an air jet directed into the interior of the vehicle or to the carburettor of the engine.

Selbstverständlich ist es auch möglich, eine erfindungsgemäße Wärmeaustauschvorrichtung stromabwärts von dem Katalysator vorzusehen. Die einzustellende Länge des Wärmetauschers (1) bestimmt sich in diesem Falle insbesondere nach der gewünschten Temperatur des Nutzungsmediums (3) beim Eintritt in das Wageninnere oder in den Vergaserbereich des Motors.Of course, it is also possible to provide a heat exchange device according to the invention downstream of the catalyst. The length of the heat exchanger (1) to be set is determined in this case in particular by the desired temperature of the medium used (3) when it enters the vehicle interior or the carburetor area of the engine.

Bemerkenswert ist ferner, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung in Form eines an einer Wand angebrachten Heizkörpers ausgebildet werden kann, wobei die in den Raum hineinragende Tiefe des Heizkörpers beispielsweise in Abhängigkeit von der Raumtemperatur durch eine auf einen gegebenenfalls scherenartigen Mechanismus einwirkende Verstellvorrichtung (8) gesteuert wird. Der wesentlichste Vorteil eines derartigen expandierbaren Heizkörpers besteht darin, daß er lediglich während des Heizvorganges, nicht jedoch in den warmen Jahreszeiten Raum beansprucht. Gerade bei kleinen Räumen macht sich dieser Effekt besonders vorteilhaft bemerkbar.It is also noteworthy that the device according to the invention can be designed in the form of a radiator attached to a wall, whereby the depth of the radiator protruding into the room is controlled, for example, depending on the room temperature by an adjustment device (8) acting on a scissor-like mechanism. The most important advantage of such an expandable radiator is that it only takes up space during the heating process, but not in the warm seasons. This effect is particularly advantageous in small rooms.

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Wie aus den Abbildungen 1 und 2 hervorgeht, ist umfaßt eine erfindungsgetnäße Wäremausstauschvorrichtung mindestens einen im wesentlichen rohrförmigen Wärmetauscher (1) zur Übertragung der Wärme eines innerhalb des rohrförmigen Wäremtauschers (1) strömenden Mediums (2) auf ein an der Außenseite des Wäremtauschers (1) in gleicher oder entgegengesetzter Richtung entlangströmendes Nutzungsmedium.As can be seen from Figures 1 and 2, a heat exchange device according to the invention comprises at least one essentially tubular heat exchanger (1) for transferring the heat of a medium (2) flowing within the tubular heat exchanger (1) to a use medium flowing along the outside of the heat exchanger (1) in the same or opposite direction.

Kann ein geringerer Wirkungsgrad in Kauf genommen werden, so ist es selbstverständlich möglich, das von der Wärmequelle (4) erhitzte, heißere Medium an der Außenseite des Wärmetauschers (1) entlangströmen zu lassen, während das aufzuwärmende Nutzungsmedium im Inneren des rohrförmigen Wärmetauschers vorzugsweise in entgegengesetzter Richtung strömt.If a lower efficiency can be accepted, it is of course possible to let the hotter medium heated by the heat source (4) flow along the outside of the heat exchanger (1), while the medium to be heated flows preferably in the opposite direction inside the tubular heat exchanger.

Die Form des erfindungsgemäßen Wärmetauschers (1) entspricht bei frontaler Betrachtung im. wesentlichen der Form eines Buchstabens „U". Bei seitlicher Betrachtung ist er im wesentlichen vertikal nach oben oder unten oder horizontal ausgerichtet. Somit ist selbst eine Deckenmontage möglich, bei welcher der Wärmetauscher (1) zur Seite oder nach unten hängend expandiert beziehungsweise komprimiert wird.The shape of the heat exchanger (1) according to the invention corresponds when viewed from the front essentially to the shape of a letter "U". When viewed from the side it is essentially aligned vertically upwards or downwards or horizontally. This even makes ceiling mounting possible, in which the heat exchanger (1) is expanded or compressed while hanging to the side or downwards.

Das in der Regel stromaufwärts gelegene freie Ende des einen seitlichen U-Schenkels steht bei frontaler Betrachtung über einen gegebenenfalls im wesentlichen horizontal ausgerichteten Anschluß (14) mit der Wärmequelle (4) in Verbindung. Das freie Ende des stromabwärts gegenüber-The free end of one of the lateral U-legs, which is usually upstream, is connected to the heat source (4) when viewed from the front via a connection (14) that may be essentially horizontal. The free end of the opposite downstream

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liegenden seitlichen U-Schenkels ist mit einem gegebenenfalls im wesentlichen horizontal ausgerichteten rohrförmigen Anschluß (15) zur Weiterleitung des innerhalb des rohrförmigen Wärmetauschers (1) strömenden Mediums (2) versehen. Das stromabwärtige Ende dieses Anschlusses (15) kann beispielsweise mit einem weiteren Wärmetauscher (l) oder mit einem Schornstein in Verbindung stehen.The side U-leg is provided with a tubular connection (15) which may be essentially horizontally aligned for the forwarding of the medium (2) flowing within the tubular heat exchanger (1). The downstream end of this connection (15) can be connected, for example, to another heat exchanger (1) or to a chimney.

Alle Wände (5,6) zumindest der seitlichen U-Schenkel des Wärmetauschers (1) sind so ausgestaltet sind, daß dieAll walls (5,6) of at least the lateral U-legs of the heat exchanger (1) are designed so that the

Länge der beiden seitlichen U-Schenkel und/oder die Größe der von dem im Inneren des rohrförmigen Wäremtauschers (1) strömenden Medium (2) im wesentlichen laminar umströmten Oberfläche (5,6) verstellbar ist.
15
The length of the two lateral U-legs and/or the size of the surface (5,6) around which the medium (2) flowing inside the tubular heat exchanger (1) flows in a substantially laminar manner is adjustable.
15

Um die Länge und/oder die Oberfläche zumindest der seitlichen U-Schenkel des Wärmetauschers auf vorbestimmte Werte einstellen zu können, ist eine mittelbar oder unmittelbar auf den Wärmetauscher (1) einwirkende mechanische, elektrische, pneumatische oder hydraulische Verstellvorrichtung (8) vorgesehen.In order to be able to adjust the length and/or the surface of at least the lateral U-legs of the heat exchanger to predetermined values, a mechanical, electrical, pneumatic or hydraulic adjustment device (8) acting directly or indirectly on the heat exchanger (1) is provided.

Darüberhinaus umfaßt die erfindungsgemäße Wärmeaustauschvorrichtung in der Regel mindestens eine Meßsonde (16) zur Ermittlung mindestens eines charakteristischen Merkmals des innerhalb des Wärmetauschers (1) strömenden Mediums (2) und/oder mindestens eine Meßsonde zur Ermittlung mindestens eines charakteristischen Merkmals des an der Außenseite des Wärmetauschers (1) entlangströmenden 0 Nutzungsmediums (3).Furthermore, the heat exchange device according to the invention generally comprises at least one measuring probe (16) for determining at least one characteristic feature of the medium (2) flowing within the heat exchanger (1) and/or at least one measuring probe for determining at least one characteristic feature of the usage medium (3) flowing along the outside of the heat exchanger (1).

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Die Meßsonde (16) setzt den ermittelten Wert in ein Signal um und führt dieses drahtlos oder drahtgebunden mindestens einem Steuerungselement (17) zu, welches vorzugsweise programmierbar ist.The measuring probe (16) converts the determined value into a signal and supplies it wirelessly or wired to at least one control element (17), which is preferably programmable.

Das Steuerungselement (17) steht demnach mit jeder der Meßsonden (16) in Verbindung und erhält hiervon den ermittelten Ist-Wert des jeweiligen charakteristischen Merkmals. Das Steuerungselement (17) ist in der Weise ausgebildet, daß es den gemessenen Ist-Wert mit einem über eine gegebenenfalls tastaturförmige Eingabeeinrichtung einstellbaren und gespeicherten Soll-Wert vergleicht und im Falle einer Abweichung des Ist-Wertes von dem gespeicherten Soll-Wert ein Stell-Wertsignal an die im wesentlichen vertikal oder horizontal und mittelbar oder unmittelbar zumindest auf den Wärmetauscher (1) einwirkende Verstellvorrichtung (8) abgibt.The control element (17) is therefore connected to each of the measuring probes (16) and receives from them the determined actual value of the respective characteristic feature. The control element (17) is designed in such a way that it compares the measured actual value with a setpoint value that can be set and stored via an input device, possibly in the form of a keyboard, and in the event of a deviation of the actual value from the stored setpoint value, it emits a control value signal to the adjustment device (8) that acts essentially vertically or horizontally and indirectly or directly at least on the heat exchanger (1).

Dieses Signal veranlaßt die Verstellvorrichtung (8) dazu, die Länge der seitlichen U-Schenkel und/oder die für einen Wärmeaustausch zur Verfugung stehende Oberfläche (5,6) des Wärmetauschers (1) zu vergrößern oder zu verkleinern.This signal causes the adjustment device (8) to increase or decrease the length of the lateral U-legs and/or the surface area (5,6) of the heat exchanger (1) available for heat exchange.

Darüberhinaus kann das Steuerungselement so ausgestaltet sein, daß es die Drehzahl eines gegebenenfalls vorhandenen Gebläses (19), in der Weise regelt, daß die Brennkammer (4) zumindest mit einer für eine optimale Verbrennung ausreichenden Luftmenge versorgt ist.Furthermore, the control element can be designed in such a way that it regulates the speed of a possibly present fan (19) in such a way that the combustion chamber (4) is supplied with at least a sufficient amount of air for optimal combustion.

0 Die von der oder den Meßsonden (16) innerhalb und/oder außerhalb des rohrförmigen Wärmetauschers (1) gemessenen0 The values measured by the measuring probe(s) (16) inside and/or outside the tubular heat exchanger (1)

charakteristischen Merkmale können ihrer Art nach identisch oder voneinander verschieden sein und grundsätzlich sämtliche meßbaren Eigenschaften darstellen.Characteristic features can be identical or different in nature and can basically represent all measurable properties.

Vorzugsweise ermittelt die Meßsonde (16) als charakteristisches Merkmal des innerhalb des rohrförmigen Wärmetauschers (1) strömenden Mediums (2) die Temperatur und/oder die Konzentration von CO, CO2, O2, NO, aromatischen Kohlenwasserstoffen, Ruß, Teer, Wachsen, Harzen, Staub, Kondensat oder anderen Bestandteilen des Mediums (2). Als charakteristisches Merkmal des außerhalb des rohrförmigen Wärmetauschers (1) strömenden Nutzungsmediums (3) ermittelt die gleiche oder eine weitere Meßsonde die Temperatur und/oder die Strömungsgeschwindigkeit und/oder die Viskosität.Preferably, the measuring probe (16) determines the temperature and/or the concentration of CO, CO 2 , O 2 , NO, aromatic hydrocarbons, soot, tar, waxes, resins, dust, condensate or other components of the medium (2) as a characteristic feature of the medium (2) flowing inside the tubular heat exchanger (1). The same or another measuring probe determines the temperature and/or the flow velocity and/or the viscosity as a characteristic feature of the use medium (3) flowing outside the tubular heat exchanger (1).

Die dem erfindungsgemäßen Wärmetauscher (1) stromaufwärts vorgeschaltete Wärmequelle (4) ist eine Vorrichtung, deren Zweck primär oder sekundär auf die Erzeugung von Wärmeenergie gerichtet ist. In der Regel stellt sie eine Feuerungsstätte oder einen Verbrennungsmotor dar.The heat source (4) upstream of the heat exchanger (1) according to the invention is a device whose primary or secondary purpose is to generate thermal energy. As a rule, it is a furnace or an internal combustion engine.

Das im Inneren des rohrförmigen Wärmetauschers (1) strömende Medium (2) ist in den letzgenannten Fällen ein von einer Feuerungsstatte (4) erhitztes Rauch- oder Abgas, oder ein von einem Verbrennungsmotor erhitztes Abgas. Die Strömungsrichtung dieses Mediums (2) ist gleichgerichtet oder entgegengesetzt zur Richtung der Feuerungsstätte (4) 0 oder des Verbrennungsmotors.In the latter cases, the medium (2) flowing inside the tubular heat exchanger (1) is smoke or exhaust gas heated by a furnace (4), or exhaust gas heated by an internal combustion engine. The flow direction of this medium (2) is the same or opposite to the direction of the furnace (4) or the internal combustion engine.

Das der Außenwandungen des rohrförmigen Wärmetauschers (1) entlangströmende Nutzungsmedium (3) ist in diesen Fällen vorzugsweise Luft und/oder Wasser und/oder Dampf und/oder ein natürliches oder synthetisches Öl ist, wobei die Strömungsrichtung des Mediums (3) gleichgerichtet oder entgegengesetzt zur Strömungsrichtung des Mediums (2) ist.In these cases, the medium (3) flowing along the outer walls of the tubular heat exchanger (1) is preferably air and/or water and/or steam and/or a natural or synthetic oil, the flow direction of the medium (3) being the same or opposite to the flow direction of the medium (2).

Erfindungsgemäß ist mindestens eine Meßsonde (16) zur Ermittlung der Temperatur des im Inneren des rohrförmigen Wärmetauschers (1) von der Feuerungsstätte (4) oder dem Verbrennungsmotor wegströmenden Rauch- beziehungsweise Abgases (2) am freien Ende des in Bezug auf die Fließrichtung des Rauch- oder Abgases (2) stromabwärts gelegenen U-Schenkels oder im Bereich des daran stromabwärts anschließenden, im wesentlichen horizontal ausgerichteten Anschlusses (15) zur Weiterleitung des Rauch- oder Abgases {2) vorgesehen.According to the invention, at least one measuring probe (16) for determining the temperature of the smoke or exhaust gas (2) flowing away from the combustion facility (4) or the internal combustion engine inside the tubular heat exchanger (1) is provided at the free end of the U-leg located downstream with respect to the flow direction of the smoke or exhaust gas (2) or in the region of the essentially horizontally aligned connection (15) adjoining it downstream for forwarding the smoke or exhaust gas (2).

Das Steuerungselement (17) ist dann derart ausgebildet, 0 daß es beim Empfang eines von der Meßsonde (16) vermittelten Signals, welches einer Temperatur entspricht, die oberhalb eines bestimmten, über eine nicht dargestellte Eingabeeinrichtung voreingestellten Schwellenwertes liegt, ein Stellsignal an die Verstellvorrichtung (8) abgibt, welches die Verstellvorrichtung (8) dazu veranlaßt, den uförmigen Wärmetauscher (1) zumindest teilweise in vertikaler oder horizontaler Richtung zu expandieren, um die für einen Wärmeaustausch zwischen dem dann zu heißen Rauchgas (2) und dem wärmeabführenden kälteren Nutzungsmedium (3) zur Verfügung stehende Oberfläche des Wärmetauschers (1) zu vergrößern.The control element (17) is then designed in such a way that, upon receiving a signal transmitted by the measuring probe (16) which corresponds to a temperature which is above a certain threshold value preset via an input device (not shown), it sends an actuating signal to the adjustment device (8) which causes the adjustment device (8) to expand the U-shaped heat exchanger (1) at least partially in a vertical or horizontal direction in order to increase the surface area of the heat exchanger (1) available for heat exchange between the flue gas (2), which is then too hot, and the colder heat-dissipating medium (3).

Das Steuerungselement (17) ist ferner derart ausgebildet, daß es beim Empfang eines von der Meßsonde (16) vermittelten Signals, welches einer Temperatur entspricht, die unterhalb eines bestimmten, über eine Eingabeeinrichtung voreingestellten Schwellenwertes liegt, ein Stellsignal an die Verstellvorrichtung (8) abgibt, welches die Verstellvorrichtung (8) dazu veranlaßt, den u-förmigen Wärmetauscher (1) zumindest teilweise in vertikaler oder horizontaler Richtung nach unten abzusenken beziehungsweise zu komprimieren, um die für einen Wärmeaustausch zwischen dem dann zu kalten Rauchgas (2) und dem zusätzlich wärmeabführenden Nutzungsmedium (3) zur Verfügung stehende Oberfläche des Wärmetauschers (1) zu verkleinern.The control element (17) is further designed in such a way that, upon receipt of a signal transmitted by the measuring probe (16) which corresponds to a temperature which is below a certain threshold value preset via an input device, it emits an actuating signal to the adjustment device (8) which causes the adjustment device (8) to lower or compress the U-shaped heat exchanger (1) at least partially in a vertical or horizontal direction in order to reduce the surface area of the heat exchanger (1) available for heat exchange between the flue gas (2) which is then too cold and the additional heat-dissipating usage medium (3).

Bedingt durch die Beihaltung eines komprimierten Zustandes des Wärmetauschers (1) vor Erreichen einer bestimmten Mindest-Abgastemperat erreicht die Temperatur des aus dem stromabwärts gelegenen Anschluß (15) abströmenden Rauchoder Abgases (2) bereits kurze Zeit nach dem Anfahren der Feuerungsanlage (4) oder des Motors einen hohen, voreingestellten Wert. Insbesondere bei der Verwendung temperaturabhängiger Katalysatorsysteme macht sich dieser Effekt vorteilhaft bemerkbar.Due to the fact that the heat exchanger (1) is maintained in a compressed state before a certain minimum exhaust gas temperature is reached, the temperature of the smoke or exhaust gas (2) flowing out of the downstream connection (15) reaches a high, preset value shortly after the combustion system (4) or the engine is started. This effect is particularly beneficial when temperature-dependent catalyst systems are used.

Durch die nachfolgende proportionale Anpassung der für den Wärmeaustausch zur Verfügung stehenden Oberfläche des Wärmetauschers (1) an den Temperaturverlauf des Abbrandes wird die Temperatur des aus dem stromabwärts gelegenen Ende des Anschlusses (15) entströmenden Rauch- oder Ab-0 gases (2) im wesentlichen konstant bei einem bestimmten, voreingestellten Wert wie dem Taupunkt gehalten.By the subsequent proportional adjustment of the surface of the heat exchanger (1) available for heat exchange to the temperature profile of the combustion, the temperature of the smoke or exhaust gas (2) flowing out of the downstream end of the connection (15) is kept essentially constant at a certain, preset value such as the dew point.

Hierdurch kommt es zu einer effektiven Energieabgabe an das äußere, die Wärme abführende Nutzungsmedium (3) und damit zu einer Verringerung des Wärme- und Abgasverlustes.This results in an effective transfer of energy to the external, heat-dissipating medium (3) and thus in a reduction in heat and exhaust gas losses.

Durch diese Maßnahmen können Verbrennungsmaterialien unterschiedlicher Brenn- beziehungsweise Heizwerte verwendet und unter dem Aspekt einer optimierten Energieausbeute genutzt werden.These measures allow combustion materials with different calorific or heating values to be used and to achieve optimized energy yield.

Sie ermöglichen ferner die Verbrennung von festen Brennstoffen mit unterschiedlichen Feuchtigkeitsgehalten und Stückgrößen sogar im Brennwertbereich, das heißt unter Ausnutzung der bei der Kondensation der der in dem Rauchoder Abgas enthaltenen Feuchtigkeit freiwerdenden Kondensationswärme.They also enable the combustion of solid fuels with different moisture contents and piece sizes even in the calorific value range, i.e. by utilising the condensation heat released during the condensation of the moisture contained in the smoke or exhaust gases.

Der erfindungsgemäße Wärmetauscher (1) bedarf nicht zwingend einer Ummantelung (10) zur Aufnahme und Führung des die Wärme abführenden Nutzungsmediums (3).The heat exchanger (1) according to the invention does not necessarily require a casing (10) for receiving and guiding the heat-dissipating medium (3).

Insbesondere wenn als wärmeabführendes Nutzungsmedium (3) die Umgebungsluft in Betracht kommt, wie dies bei einer Verwendung des erfindungsgemäßen Wärmetauschers (1) als Heizkörper oder in einem Kachelofen der Fall ist, kann auf eine Ummantelung (10) des Wärmetauschers (1) verzichtet werden.In particular, if the ambient air is considered as the heat-dissipating medium (3), as is the case when the heat exchanger (1) according to the invention is used as a radiator or in a tiled stove, a casing (10) of the heat exchanger (1) can be dispensed with.

Andererseits ist die Ausbildung einer Ummantelung insbesondere dann angezeigt, wenn es sieh bei dem die Wärme abführenden Nutzungsmedium (3) um Wasser, Dampf, Öl oder um Luft handelt, die an einen von dem Aufstellungsort derOn the other hand, the formation of a casing is particularly advisable when the heat-dissipating medium (3) is water, steam, oil or air which is fed to a location that is different from the installation location of the

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Feuerungsvorrichtung beabstandeten Ort verbracht werden soll.to a location away from the combustion device.

Die gegebenenfalls vorgesehene Ummantelung (10) umschließt den rohrförmigen, im wesentlichen der Form eines Buchstabens „U" entsprechenden Wärmeaustauscher {1) zumindest teilweise und ist im wesentlichen an die U-Form des Wärmetauschers (1) angepaßt.
Den Raum (13) zwischen den seitlichen U-Schenkeln des Wärmetauschers (1) umschließt sie in der Regel ebenfalls zumindest teilweise.
The optionally provided casing (10) at least partially encloses the tubular heat exchanger (1), which essentially corresponds to the shape of a letter "U", and is essentially adapted to the U-shape of the heat exchanger (1).
As a rule, it also at least partially encloses the space (13) between the lateral U-legs of the heat exchanger (1).

"Von den Wandungen des Wärmetauschers (1) ist die Ummantelung (10) zum Zwecke der Aufnahme und der Führung des an der Außenseite des Wärmetauschers (l) entlangströmenden Mediums (3) zumindest etwas und zumindest teilweise beabstandet."The casing (10) is at least somewhat and at least partially spaced from the walls of the heat exchanger (1) for the purpose of receiving and guiding the medium (3) flowing along the outside of the heat exchanger (1).

Die die seitlichen U-Schenkel des Wärmetauschers (1) umschließenden Wandungen dieser Ummantelung (10) sind in 0 Längsrichtung des u-förmigen Wärmetauschers (1) starr oder in Entsprechung zur Ausrichtung und Art der Wände (5,6) des Wärmetauschers (1) expandierbar und/oder komprimierbar ausgebildet.The walls of this casing (10) enclosing the lateral U-legs of the heat exchanger (1) are rigid in the longitudinal direction of the U-shaped heat exchanger (1) or are designed to be expandable and/or compressible in accordance with the orientation and type of the walls (5,6) of the heat exchanger (1).

Vorzugsweise wirkt die von dem Steuerungselement (17) angesteuerte Verstellvorrichtung (8) nicht nur auf den in seiner Längsrichtung flexibel ausgeführten Wärmetauscher (1) ein, sondern mittelbar oder unmittelbar in gleicher Richtung sowie im gleichen Ausmaße auch auf die Ummantelung (10) .Preferably, the adjustment device (8) controlled by the control element (17) not only acts on the heat exchanger (1) which is flexible in its longitudinal direction, but also indirectly or directly in the same direction and to the same extent on the casing (10).

Insbesondere im Falle der Verwendung eines gasförmigen wärmeabführenden Nutzungsmediums (3), beispielsweise von Luft oder Dampf, können alle Wände der Ummantelung (10) starr und nicht gegeneinander verschiebbar augebildet sein.In particular, in the case of the use of a gaseous heat-dissipating medium (3), for example air or steam, all walls of the casing (10) can be designed to be rigid and not displaceable against one another.

Kommen jedoch flüssige Nutzungsmedien (3) zum Einsatz, so empfiehlt es sich bei starren seitlichen Wänden der Ummantelung (10) zumindest die parallel zu dem die beiden seitliehen U-Schenkel des Wärmeaustauschers (1) verbindenden Abschnitt des Wärmetauschers (1) verlaufende Wandung (20) der Ummamntelung (10) im wesentlichen kolbenförmig oder in Form einer flexiblen Folie auszugestalten, die dichtend mit dem Randbereich der starren seitlichen Wände der Ummantelung (10) in Verbindung steht und mit der Oberfläche des wärmeabführenden Nutzungsmediums (3) in Kontakt kommt.However, if liquid usage media (3) are used, it is recommended that, in the case of rigid side walls of the casing (10), at least the wall (20) of the casing (10) running parallel to the section of the heat exchanger (1) connecting the two side U-legs of the heat exchanger (1) should be designed essentially in the shape of a piston or in the form of a flexible film, which is sealingly connected to the edge region of the rigid side walls of the casing (10) and comes into contact with the surface of the heat-dissipating usage medium (3).

Eine Ummantelung (10) mit einer im wesentlichen kolbenförmigen Wandung (20) ist in Abbildung 1 dargestellt.A casing (10) with a substantially piston-shaped wall (20) is shown in Figure 1.

Schwimmt die kolbenförmige Wandung (20) auf dem die Wärme abführenden Nutzungsmedium (3), so ist es ausreichend, wenn die Verstellvorrichtung (8), wie in Abbildung 1 dargestellt, lediglich an dem Wärmetauscher (1) selbst angreift. Andernfalls ist es vorteilhaft, wenn die Verstellvorrichtung (8) lediglich auf die Wandung (20) einwirkt und mindestens eine beispielsweise stabförmige Vorrichtung zwischen der Wandung (20) und dem verstellbaren Teil des Wärmetauschers (1) vorgesehen ist, um die Bewegungen der Wandung (20) auf den verstellbaren Teil des 0 Wärmetauschers (1) zu übertragen.If the piston-shaped wall (20) floats on the heat-dissipating medium (3), it is sufficient if the adjustment device (8), as shown in Figure 1, only acts on the heat exchanger (1) itself. Otherwise, it is advantageous if the adjustment device (8) only acts on the wall (20) and at least one, for example, rod-shaped device is provided between the wall (20) and the adjustable part of the heat exchanger (1) in order to transfer the movements of the wall (20) to the adjustable part of the heat exchanger (1).

Alternativ oder ergänzend zur kolben- beziehungsweise folienförmige Ausgestaltung der Wandung (20) können zum Volumenausgleich auch die beiden seitlichen Wandungen der Ummantelung (10) mit einem Mechanismus ausgestattet sein, der ein Komprimieren und Expandieren der Ummantelung (10) im wesentlichen in gleicher Richtung und im gleichen Ausmaße wie bei dem umschlossenen Wärmetauscher (1) erlaubt. Eine expandierbare und komprimierbare Ummantelung ist beispielsweise in Abbildung 2 dargestellt.Alternatively or in addition to the piston- or film-shaped design of the wall (20), the two side walls of the casing (10) can also be equipped with a mechanism for volume compensation, which allows compression and expansion of the casing (10) essentially in the same direction and to the same extent as the enclosed heat exchanger (1). An expandable and compressible casing is shown, for example, in Figure 2.

Als Mechanismen zur Verstellung der seitlichen Wände der Ummantelung (10) sind grundsätzlich die gleichen Mechanismen geeignet, die für die seitlichen Schenkel des uförmigen Wärmetauschers (1) in Frage kommen.In principle, the same mechanisms that are suitable for the side walls of the U-shaped heat exchanger (1) are suitable as mechanisms for adjusting the side walls of the casing (10).

Wie aus Abbildung 2 hervorgeht, ist beispielsweise mindestens ein im wesentlichen stabförmiger Abstandshalter (21) zwischen dem die seitlichen Schenkel des u-förmigen Wärmetauschers (1) verbindenden Abschnitt des Wärmetauschers (1) und der hierzu parallel verlaufenden Wandung der Ummantelung (10) kraftschlüssig vorgesehen. Er dient insbesondere auch zur Übertragung der mittels der Verstellvorrichtung (8) auf die Ummantelung (10) ausgeübten Bewegung auf den beweglichen Teil des Wärmetauschers (1).As can be seen from Figure 2, for example, at least one essentially rod-shaped spacer (21) is provided between the section of the heat exchanger (1) connecting the lateral legs of the U-shaped heat exchanger (1) and the wall of the casing (10) running parallel thereto. It is used in particular to transmit the movement exerted on the casing (10) by means of the adjustment device (8) to the movable part of the heat exchanger (1).

Im Falle einer verstellbaren Ummantelung (10) greift die Verstellvorrichtung (8) vorzugsweise in demjenigen Bereich der Ummantelung (10) an, der bei frontaler Betrachtung im wesentlichen parallel zu dem die beiden seitlichen Sehen-In the case of an adjustable casing (10), the adjustment device (8) preferably acts in that area of the casing (10) which, when viewed from the front, is essentially parallel to the two lateral vision

kel des u-förmigen Wärmetauschers (1) verbindeneden Abschnitt des Wärmetauschers (1) verläuft.cle of the U-shaped heat exchanger (1) connecting the section of the heat exchanger (1).

Im Bereich der stromaufwärtigen und stromabwärtigen beiden Enden der Ummantelung (10) sind jeweils entweder eine Öffnung (11) für die Zufuhr oder eine Öffnung (12) für die Entnahme des äußeren Mediums (3) vorgesehen.In the area of the upstream and downstream two ends of the casing (10) there is provided either an opening (11) for the supply or an opening (12) for the removal of the external medium (3).

Vorzugsweise umfaßt die Ummantelung (10) den gesamten uförmigen Wärmetauscher (1) einschließlich zumindest eines Teiles des Zwischenraumes (13) sowie zumindest Teile des zur Wärmequelle (4) horizontal verlaufenden Anschlusses (14) und des stromabwärtigen Anschlusses (15). Das die Wärme abführende Nutzungsmedium (3) umströmt die umschlossenen Teile im wesentlichen ganzseitig.Preferably, the casing (10) encompasses the entire U-shaped heat exchanger (1) including at least a part of the intermediate space (13) and at least parts of the connection (14) running horizontally to the heat source (4) and the downstream connection (15). The heat-dissipating medium (3) flows around the enclosed parts essentially on all sides.

Insbesondere für Reinigungszwecke können der u-förmige Wärmeaustauscher (1) und/oder die beiden Anschlüsse (14,15) und /oder die Ummantelung (10) jeweils eine oder mehrere im wesentlichen dicht verschließbare Reinigungsöffnungen aufweisen. Diese können sich grundsätzlich an jeder Stelle des jeweiligen Bauteils befinden. Vorzugsweise sind sie jedoch in Verlängerung der Längsachse der beiden seitlichen Schenkel des u-förmigen Wärmetauschers (1) vorgesehen.In particular for cleaning purposes, the U-shaped heat exchanger (1) and/or the two connections (14, 15) and/or the casing (10) can each have one or more essentially tightly sealable cleaning openings. These can in principle be located at any point on the respective component. However, they are preferably provided as an extension of the longitudinal axis of the two lateral legs of the U-shaped heat exchanger (1).

Zur Verringerung von Wärmeverlusten kann die Ummantelung (10) außenseitig eine Isolation aufweisen. Für die Ausbildung der Isolationsschicht sind grundsätzlich alle Materialien mit einer wärmedämmenden Wirkung geeignet.To reduce heat loss, the casing (10) can have insulation on the outside. In principle, all materials with a heat-insulating effect are suitable for forming the insulation layer.

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Bei frontaler Betrachtung ist in dem Raum {13) zwischen den seitlichen U-Schenkeln des Wärmetauschers (1) mindestens eine in ihrer Länge verstellbare, im wesentlichen rechteckige Führung (18) zur Führung des Mediums (3) entlang den Oberflächen der U-Schenkel des Wärmetauschers {1) vorgesehen. Deren Längsachse ist bei seitlicher Betrachtung parallel zur Längsachse des u-förmigen Wärmetauschers (1) ausgerichtet ist. Die Führung (18) erstreckt sich bei frontaler Betrachtung parallel und im wesentlichen mittig zu den U-Schenkeln des Wärmetauschers (1). Ihre rückseitige und frontseitige Längsseiten stehen mit der Rückseite und der Frontseite der Ummantelung .(10) im wesentlichen dichtend sowie starr oder zumindest teilweise in Längsrichtung der Führung (18) verschiebbar in Verbindung. Das in Richtung des mittleren geraden oder bogenförmigen Abschnitts des u-förmigen Wärmetauschers (1) weisende Ende der Führung (18) ist hiervon zumindest etwas beabstandet, um einen im wsentlichen ungehinderten Durchfluß des Nutzungsmediums (3) zu gewährleisten. Das gegenüberliegende Ende der Führung (18) steht mit der Ummantelung (10) im wesentlichen dichtend in Verbindung.When viewed from the front, at least one essentially rectangular guide (18) adjustable in length is provided in the space (13) between the lateral U-legs of the heat exchanger (1) for guiding the medium (3) along the surfaces of the U-legs of the heat exchanger (1). When viewed from the side, its longitudinal axis is aligned parallel to the longitudinal axis of the U-shaped heat exchanger (1). When viewed from the front, the guide (18) extends parallel and essentially centrally to the U-legs of the heat exchanger (1). Its rear and front longitudinal sides are connected to the rear and front of the casing (10) in an essentially sealing and rigid manner or at least partially displaceable in the longitudinal direction of the guide (18). The end of the guide (18) pointing in the direction of the middle straight or curved section of the U-shaped heat exchanger (1) is at least somewhat spaced from this in order to ensure a substantially unhindered flow of the medium used (3). The opposite end of the guide (18) is connected to the casing (10) in a substantially sealing manner.

Zumindest die Wände (5,6) der seitlichen Schenkel des uförmigen Wärmetauschers (1) und /oder die die seitlichen Schenkel des u-förmigen Wärmetauschers (1) umschließenden Wände der Ummantelung (10) können zur Herbeiführung der angesprochenen Komprimierbarkeit und Expandierbarkeit zumindest teilweise einen faltenbalgahnlichen Aufbau (7) aufweisen, welcher eine Verschiebung entlang der Längs-At least the walls (5, 6) of the lateral legs of the U-shaped heat exchanger (1) and/or the walls of the casing (10) enclosing the lateral legs of the U-shaped heat exchanger (1) can, in order to bring about the mentioned compressibility and expandability, at least partially have a bellows-like structure (7) which allows displacement along the longitudinal

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achse der seitlichen Schenkel des u-förmigen Wärmetauschers (1) ermöglicht, wobei die Faltenbälge (7) so bemessen und angebracht sind, daß sie die Stömungsquerschnitte nicht wesentlich verkleinern. 5axis of the side legs of the U-shaped heat exchanger (1), whereby the bellows (7) are dimensioned and mounted in such a way that they do not significantly reduce the flow cross-sections. 5

Alternativ oder zusätzlich zu einem faltenbalgähnlichen Aufbau können sie einen rolladenähnlichen Aufbau mit einer gegebenenfalls strömungstechnisch vorteilhaft angebrachten und verkleideten Aufrollvorrichtung besitzen.Alternatively or in addition to a bellows-like structure, they can have a roller shutter-like structure with a winding device that is optionally mounted and covered in a way that is advantageous from a flow point of view.

Alternativ oder zusätzlich zu den bereits aufgezeigten Möglichkeiten kann der Mechanismus zur Verstellung der Wände im wesentlichen plattenförmige Elemente umfassen, welche gegeneinander in Richtung der Längsachse der seitlichen Schenkel des u-förmigen Wärmetauschers (1) verschiebbar sind und im wesentlichen dichtend miteinander in Verbindung stehen.Alternatively or in addition to the possibilities already shown, the mechanism for adjusting the walls can essentially comprise plate-shaped elements which can be displaced relative to one another in the direction of the longitudinal axis of the lateral legs of the U-shaped heat exchanger (1) and are essentially connected to one another in a sealing manner.

Die Wände (5,6) des Wärmetauschers (1) sind zumindest teilweise mit Elementen zur Vergrößerung der Wärmeaustauschfläche versehen sind, welche zumindest etwas in das im Inneren des rohrförmigen Wärmetauschers (1) von der Wärmequelle (4) wegströmende Medium (2) und/oder in das an der Außenseite des Wärmetauschers (1) entlangströmende Medium (3) hineinragen. Vorzugsweise sind diese Elemente rippen-, stab-, streifen- oder wellenförmig und in der Weise zueinander versetzt angebracht, daß sie sich während eines Komprimierungsvorganges nicht gegenseitig behindern oder gar beschädigen. Von besonderer■Bedeutung ist, daß sowohl ihre Form als auch ihr Anbringungsort so gewähltThe walls (5, 6) of the heat exchanger (1) are at least partially provided with elements for increasing the heat exchange surface, which protrude at least slightly into the medium (2) flowing away from the heat source (4) inside the tubular heat exchanger (1) and/or into the medium (3) flowing along the outside of the heat exchanger (1). These elements are preferably rib-, rod-, strip- or wave-shaped and are offset from one another in such a way that they do not hinder or even damage one another during a compression process. It is particularly important that both their shape and their location are selected in such a way that

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sein sollten, daß sie von den Medien (2,3) im wesentlichen laminar umströmt werden.should be such that the media (2,3) flow around them in an essentially laminar manner.

Ferner ist es möglich innerhalb des rohrförmigen Wärmetauschers (1) und/oder der im wesentlichen horizontalen Anschlüsse (14,15) des Wärmetauschers (1) Strömungswiderstände in der Weise vorzusehen, daß der von der Wärmequelle (4) am meisten aufgeheizte, engstrahlige und in der Regel zentriert in der Rohrmitte verlaufende Kernstrom aufgefächert und unmittelbar an den Wänden des Wärmetauschers (1) und/oder der horizontalen Anschlüsse (14,15) entlanggeführt wird. Als derartige Strömungswiderstände haben sich insbesondere Einsätze bewährt, deren Querschnitt aus konzentrischen, voneinander zumindest etwas beabstandeten Ringen besteht oder spiralförmig ist.It is also possible to provide flow resistances within the tubular heat exchanger (1) and/or the essentially horizontal connections (14, 15) of the heat exchanger (1) in such a way that the core flow, which is heated up the most by the heat source (4), has a narrow jet and is usually centered in the middle of the pipe, is fanned out and guided directly along the walls of the heat exchanger (1) and/or the horizontal connections (14, 15). Inserts whose cross-section consists of concentric rings that are at least slightly spaced apart from one another or is spiral-shaped have proven particularly useful as such flow resistances.

Die Querschnittsflächen der seitlichen Schenkel des uförmigen Wärmetauschers (1) und/oder der die seitlichen Schenkel verbindende Abschnitt und/oder die horizontalen Anschlüsse (14,15) sind vorzugsweise jeweils im wesentlichen rund, oval, rechteckig, quadratisch, dreieckig oder vieleckig.The cross-sectional areas of the lateral legs of the U-shaped heat exchanger (1) and/or the section connecting the lateral legs and/or the horizontal connections (14, 15) are preferably each substantially round, oval, rectangular, square, triangular or polygonal.

Die auf der Unterseite der erfindungsgemäßen Wärmeaustauschvorrichtung befindlichen Flächen des Wärmetauschers (1) und/oder der im wesentlichen horizontalen Anschlüsse (14,15) sind vorzugsweise entgegengesetzt zur Richtung der Wärmequelle (4) zumindest etwas geneigt, um einen Kondensatablauf zu ermöglichen.The surfaces of the heat exchanger (1) and/or the essentially horizontal connections (14, 15) located on the underside of the heat exchange device according to the invention are preferably at least slightly inclined in the opposite direction to the direction of the heat source (4) in order to enable condensate to drain away.

In der Regel wird das Kondensat über eine nachgeschaltete Kondensatrinne abgeführt. Diese steht entweder unmittelbarAs a rule, the condensate is drained off via a downstream condensate channel. This is either located directly

mit dem die Wärmeaustauschvorrichtung umgebenden Bereich oder mittelbar beispielsweise über eine den Austritt des Mediums (2) verhindernde, beispielsweise syphonartige Vorrichtung in Verbindung.
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with the area surrounding the heat exchange device or indirectly, for example via a device preventing the escape of the medium (2), for example a siphon-like device.
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Als Verstellvorrichtung (8) kann jeder elektrische, pneumatische oder hydraulische Motor sowie ein Verbrennungsmotor Verwendung finden.
Je nach Ausrichtung des Wärmetauschers (1) steht sie beispielsweise über einen vertikal oder horizontal ausgerichteten und wirkenden Scheren-, Seilzug-, Zahnstangen- oder GewindeStangenmechanismus mit dessen verstellbaren Bestandteilen und/oder mit der Ummantelung (10) in Verbindung.
Any electric, pneumatic or hydraulic motor as well as an internal combustion engine can be used as the adjustment device (8).
Depending on the orientation of the heat exchanger (1), it is connected to its adjustable components and/or to the casing (10), for example via a vertically or horizontally aligned and acting scissor, cable, rack and pinion or threaded rod mechanism.

Selbstverständlich, ist es möglich, die erfindungsgemäße Wärmeaustauschvorrichtung nicht nur mit einem Wärmetauscher (1), sondern mit mehreren Wärmetauscher (1) auszustatten. Of course, it is possible to equip the heat exchange device according to the invention not only with one heat exchanger (1), but with several heat exchangers (1).

In einer bevorzugten Ausführungsform sind mindestens zwei erfindungsgemäß verstellbare Wärmetauscher (1) hintereinander in Reihe geschaltet. Einer der Wärmetauscher (l) umfaßt als der Außenwandung entlangströmendes Medium (3) beispielsweise Luft, welche der Wärmequelle {4) als vorgewärmte Verbrennungsluft über eine Versorgungsleitung zugeführt werden kann.In a preferred embodiment, at least two heat exchangers (1) which are adjustable according to the invention are connected in series one after the other. One of the heat exchangers (1) comprises, for example, air as the medium (3) flowing along the outer wall, which can be supplied to the heat source (4) as preheated combustion air via a supply line.

Die Versorgungsleitung kann außerhalb und beabstandet von 0 der Wärmeaustauschvorrichtung geführt werden. Zur Vermeidung eines Wärmeverlustes verläuft sie jedoch vorzugsweiseThe supply line can be routed outside and at a distance from the heat exchanger. However, to avoid heat loss, it is preferably routed

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zumindest teilweise in den horizontalen Anschlüssen (14,15) des vorgeschalteten Wärmetauschers (1) und/oder in diesem selbst und/oder eng benachbart hierzu.at least partially in the horizontal connections (14, 15) of the upstream heat exchanger (1) and/or in the latter itself and/or closely adjacent thereto.

Als vorteilhaft hat sich erwiesen, einen Pufferspeicher an die Ummantelung (10) anzuschließen.It has proven advantageous to connect a buffer storage tank to the casing (10).

Vorzugsweise steht der Pufferspeicher über eine Lade- und Entladestation mit dem an der Außenseite des Wärmetauschers (1) entlangströmenden Nutzungsmedium (3) in Verbindung und wird beladen, sobald das Nutzungsmedium (3) eine voreingestellte Temperatur übersteigt.Preferably, the buffer storage is connected to the usage medium (3) flowing along the outside of the heat exchanger (1) via a charging and discharging station and is charged as soon as the usage medium (3) exceeds a preset temperature.

Durch den Einbau eines Pufferspeichers lassen sich bessere Verbrennungswerte erzielen, da bei Vollastbetrieb entstehende Überschußenergie aufgenommen werden kann. Der Pufferspeicher steigert die Effizienz des Wärmetauschers (1), glättet die aus dem Verbrennungsablauf resultierenden TemperaturSchwankungen des an der Außenseite des Wärmetauschers (1) entlangströmenden Mediums (3), ermöglicht einen effizienteren Kesselbetrieb während der Übergangszeit vermindert den Teillastbetrieb und bewirkt eine Verringerung des Brennstoffverbrauchs.By installing a buffer storage tank, better combustion values can be achieved, as excess energy generated during full-load operation can be absorbed. The buffer storage tank increases the efficiency of the heat exchanger (1), smooths out the temperature fluctuations of the medium flowing along the outside of the heat exchanger (1) resulting from the combustion process (3), enables more efficient boiler operation during the transition period, reduces partial load operation and reduces fuel consumption.

Falls der oder die hintereinandergeschalteten Wärmetauscher (1) in der Weise expandiert wurden, daß das entströmende Ab- beziehungsweise Rauchgas lediglich eine Temperatur besitzt, die für einen ordnungsgemäßen Kaminauftrieb nicht mehr ausreicht, so kann mindestens ein Gebläse (19) als Auftriebsbeschleuniger vorgesehen werden.If the heat exchanger(s) (1) connected in series have been expanded in such a way that the escaping exhaust or flue gas only has a temperature that is no longer sufficient for proper chimney buoyancy, at least one fan (19) can be provided as a buoyancy accelerator.

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Insbesondere bei einer Abkühlung des Rauchgases auf eine Temperatur unterhalb des Taupunktes ist ein solches Gebläse (19) hilfreich. Vorzugsweise ist das Gebläse (19) mit dem Steuerungselement (17) gekoppelt, welches wiederum mit einer Meßsonde (16) zur Ermittlung der Temperatur des Ab- beziehungsweise Rauchgases (2) in Verbindung steht.Such a fan (19) is particularly helpful when cooling the flue gas to a temperature below the dew point. The fan (19) is preferably coupled to the control element (17), which in turn is connected to a measuring probe (16) for determining the temperature of the exhaust or flue gas (2).

Das Gebläse (19) kann grundsätzlich überall in dem Bereich, der stromaufwärts den Abschnitt noch vor der Wärmequelle (4), die im wesentlichen horizontalen Anschlüsse (14,15), mindestens einen Wärmetauscher (1) und stromabwärts gegebenenfalls einen Schornstein umfaßt, vorgesehen werden.The fan (19) can in principle be provided anywhere in the area which upstream comprises the section before the heat source (4), the essentially horizontal connections (14, 15), at least one heat exchanger (1) and downstream, if necessary, a chimney.

Das Gebläse (19) erzeugt vorzugsweise im Inneren des rohrförmigen Wärmetauschers (1) eine Strömung, die von der Wärmequelle (4) in Richtung des stromabwärtigen Anschlusses ( 15) fließt und entgegengesetzt zur Richtung der Wärmequelle (4) ausgerichtet ist. Hierbei übt das Gebläse auf das im Inneren des Wärmetauschers (1) strömende Medium (2) eine Druck- und/oder Sogwirkung aus.The fan (19) preferably generates a flow inside the tubular heat exchanger (1) that flows from the heat source (4) in the direction of the downstream connection (15) and is directed opposite to the direction of the heat source (4). The fan exerts a pressure and/or suction effect on the medium (2) flowing inside the heat exchanger (1).

Die Wärmequelle (4) kann jede Vorrichtung sein, deren ursprünglicher Zweck auf die Erzeugung von Wärme gerichtet ist oder welche Wärmeenergie lediglich als Nebenprodukt freisetzt.The heat source (4) can be any device whose original purpose is to generate heat or which releases heat energy only as a by-product.

In der Regel ist die Wärmequelle (4) ein Verbrennungsmotor, ein Generator oder eine Feuerungsanlage. 30As a rule, the heat source (4) is an internal combustion engine, a generator or a combustion system. 30

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Von besonderem Vorteil ist, daß die erfindungsgemäße Wärmeaustauschvorrichtung als Wärmequelle (4) auch eine Feuerungsanlage für flüssige und/oder gasförmige und/oder feste Brennstoffe wie Kohlen, Briketts, Torf, stückiges Holz, nicht-stückiges Holz, Stroh oder ähnliche pflanzliche Stoffe umfassen kann.It is particularly advantageous that the heat exchange device according to the invention can also comprise a combustion system for liquid and/or gaseous and/or solid fuels such as coal, briquettes, peat, lumpy wood, non-lumpy wood, straw or similar plant materials as a heat source (4).

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Wärmeaustauschvorrichtung kommen insbesondere dann voll zum Tragen, wenn der Brennstoff ein Festbrennstoff wie stückiges Holz ist.The advantages of the heat exchange device according to the invention are particularly evident when the fuel is a solid fuel such as chopped wood.

Im Falle fester Brennstoffe ist die Feuerungsanlage (4) beispielsweise ein Kessel mit oberem Abbrand, ein Durchbrandkessel, ein Unterbrandkessel, ein gebläsegesteuerter Unterbrandkessel, eine Unterschubfeuerung oder eine Entgasungsfeuerung ist.In the case of solid fuels, the combustion plant (4) is, for example, a boiler with top combustion, a through combustion boiler, a bottom combustion boiler, a fan-controlled bottom combustion boiler, an underfeed combustion system or a degassing combustion system.

Claims (14)

SchutzansprücheProtection claims 1. Einer Wärmequelle (4) nachgeschaltete Wäremausstauschvorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens einen im wesentlichen rohrförmigen Wärmetauscher (1) zur Übertragung der Wärme eines innerhalb des rohrförmigen Wäremtauschers (1) strömenden Mediums (2) auf ein an der Außenseite des Wäremtauschers (1) in gleicher oder entgegengesetzter Richtung entlangströmendes Medium (3) umfaßt, der bei frontaler Betrachtung im wesentlichen der Form eines Buchstabens „U" entspricht und bei seitlicher Betrachtung im wesentlichen vertikal nach oben oder unten oder horizontal ausgerichtet ist, wobei das freie Ende des einen seitlichen Schenkels des u-förmigen Wärmetauschers {1) über einen Anschluß (14) mit der Wärmequelle (4) in Verbindung steht, während das freie Ende des anderen seitlichen U-Schenkels mit einem Anschluß (15) zur Weiterleitung des innerhalb des rohrförmigen Wärmetauschers (1) strömenden Mediums (2) versehen ist, wobei zumindest die Wände (5,6) der seitlichen Schenkel des u-förmigen Wärmetauschrers (1) so ausgestaltet sind, daß deren Länge 5 und/oder die Größe der von dem im Inneren des rohrförmigen Wäremtauschers (1) strömenden Medium (2) im wesentlichen laminar umströmten Oberfläche (5,6) über eine mittelbar oder unmittelbar auf den Wärmetauscher (1) einwirkende Verstellvorrichtung (8) verstellbar sind.1. Heat exchange device connected downstream of a heat source (4), characterized in that it comprises at least one essentially tubular heat exchanger (1) for transferring the heat of a medium (2) flowing within the tubular heat exchanger (1) to a medium (3) flowing along the outside of the heat exchanger (1) in the same or opposite direction, which, when viewed from the front, essentially corresponds to the shape of a letter "U" and, when viewed from the side, is oriented essentially vertically upwards or downwards or horizontally, the free end of one lateral leg of the U-shaped heat exchanger (1) being connected to the heat source (4) via a connection (14), while the free end of the other lateral U-leg is provided with a connection (15) for forwarding the medium (2) flowing within the tubular heat exchanger (1), at least the walls (5,6) of the lateral legs of the U-shaped heat exchanger (1) are designed such that their length 5 and/or the size of the surface (5,6) around which the medium (2) flowing in the interior of the tubular heat exchanger (1) flows essentially laminarly can be adjusted via an adjustment device (8) acting directly or indirectly on the heat exchanger (1). 2. Wärmeaustauschvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eine Meßsonde (16) zur Ermittlung mindestens eines charakteristischen Merkmals des innerhalb des Wärmetauschers (1) strömenden Mediums (2) und/oder mindestens eine Meßsonde zur Ermittlung mindestens eines charakteristischen Merkmals des an der Außenseite des Wärmetauschers (1) entlangströmenden Mediums (3) und mindestens ein Steuerungselement (17) umfaßt, welches mit jeder der Meßsonden (16) in Verbindung steht und hiervon den ermittelten Ist-Wert des jeweiligen charakteristischen Merkmals erhält und welches derart ausgebildet ist, daß es den gemessenen Ist-Wert mit einem über eine Eingabeeinrichtung einstellbaren und gespeicherten Soll-Wert vergleicht und im Falle einer Abweichung des Ist-Wertes von dem gespeicherten Soll-Wert ein Steil-Wert signal an die im wesentlichen vertikal oder horizontal und mittelbar oder unmittelbar zumindest auf den Wärmetauscher (1) einwirkende Verstellvorrichtung (8) abgibt, welches die Verstellvorrichtung (8) dazu veranlaßt, die Länge der seitlichen Schenkel und/oder die für einen Wärmeaustausch zur Verfügung stehende Oberfläche (5,6) des u-förmigen Wärmetauschers (1) zu vergrößern oder zu verkleinern und welches so ausgebildet ist, daß es die Drehzahl eines gegebenenfalls vorhandenen Gebläses (19) in der Weise regelt, daß die Brennkammer (4) zumindest mit einer für eine optimale Verbrennung ausreichenden Luftmenge versorgt ist.2. Heat exchange device according to claim 1, characterized in that it comprises at least one measuring probe (16) for determining at least one characteristic feature of the medium (2) flowing inside the heat exchanger (1) and/or at least one measuring probe for determining at least one characteristic feature of the medium (3) flowing along the outside of the heat exchanger (1) and at least one control element (17) which is connected to each of the measuring probes (16) and receives from this the determined actual value of the respective characteristic feature and which is designed in such a way that it compares the measured actual value with a settable and stored target value via an input device and in the event of a deviation of the actual value from the stored target value, emits a steep value signal to the adjustment device (8) acting essentially vertically or horizontally and indirectly or directly at least on the heat exchanger (1), which the adjustment device (8) can use to causes the length of the side legs and/or the surface area (5,6) of the U-shaped heat exchanger (1) available for heat exchange to be increased or decreased and which is designed in such a way that it regulates the speed of a possibly present fan (19) in such a way that the combustion chamber (4) is supplied with at least a sufficient amount of air for optimal combustion. 3. Wärmeaustauschvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßsonde (16) als charakteristisches Merkmal des innerhalb des rohrförmigen Wärmetauschers (1) strömenden Mediums (2) die Temperatur und/oder die Konzentration von CO, CO2, O2, NO, aromatischen Kohlenwasserstoffen, Ruß, Teer, Wachsen, Harzen, Staub, Kondensat oder anderen Bestandteilen des Mediums (2) ermittelt und/oder daß eine Meßsonde als charakteristisches Merkmal des außerhalb des rohrförmigen Wärmetauschers (1) strömenden Mediums (3) die Temperatur und/oder die Strömungsgeschwindigkeit und/oder die Viskosität ermittelt.3. Heat exchange device according to claim 2, characterized in that the measuring probe (16) determines the temperature and/or the concentration of CO, CO 2 , O 2 , NO, aromatic hydrocarbons, soot, tar, waxes, resins, dust, condensate or other components of the medium (2) as a characteristic feature of the medium (2) flowing inside the tubular heat exchanger (1) and/or that a measuring probe determines the temperature and/or the flow velocity and/or the viscosity as a characteristic feature of the medium (3) flowing outside the tubular heat exchanger (1). 4. Wärmeaustauschvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmequelle {4) eine Feuerungsstätte oder ein Verbrennungsmotor ist, daß das im Inneren des rohrförmigen Wärmetauschers {1) strömende Medium (2) ein von einer Feuerungsstätte (4) erhitztes Rauchgas oder ein von einem Verbrennungsmotor erhitztes Abgas ist, dessen Strömungsrichtung gleichgerichtet oder entgegengesetzt zur Richtung der Feuerungsstätte (4) oder des Verbrennungsmotors ist, daß das der Außenwandung des rohrförmigen Wärmetauschers (1) entlangströmende Nutzungsmedium (3) Luft und/oder Wasser und/oder Dampf und/oder ein natürliches oder synthetisches Öl ist, wobei die Strömungsrichtung des Nutzungsmediums (3) entgegengesetzt oder gleichgerichtet zur Strömungsrichtung des Mediums (2) ist, daß mindestens eine Meßsonde (16) zur 0 Ermittlung der Temperatur des im Inneren des rohrförmigen Wärmetauschers (1) von der Feuerungsstätte (4) oder dem4. Heat exchange device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the heat source (4) is a furnace or an internal combustion engine, that the medium (2) flowing inside the tubular heat exchanger (1) is a flue gas heated by a furnace (4) or an exhaust gas heated by an internal combustion engine, the flow direction of which is in the same direction or opposite to the direction of the furnace (4) or the internal combustion engine, that the use medium (3) flowing along the outer wall of the tubular heat exchanger (1) is air and/or water and/or steam and/or a natural or synthetic oil, the flow direction of the use medium (3) being opposite or in the same direction to the flow direction of the medium (2), that at least one measuring probe (16) for determining the temperature of the inside of the tubular heat exchanger (1) from the furnace (4) or the Verbrennungsmotor wegströmenden Rauch- beziehungsweise Abgases (2) am freien Ende des in Bezug auf die Fließrichtung des Rauch- oder Abgases (2) stromabwärts gelegenen U-Schenkels oder im Bereich des daran stromabwärts anschließenden, im wesentlichen horizontal ausgerichteten Anschlusses (15) zur Weiterleitung des Rauch- oder Abgases (2) vorgesehen ist, daß das Steuerungselement (17) derart ausgebildet ist, daß es beim Empfang eines von der Meßsonde (16) vermittelten Signals, welches einer Temperatur entspricht, die oberhalb eines bestimmten, über eine Eingabeeinrichtung voreingestellten Schwellenwertes liegt, ein Stellsignal an die Verstellvorrichtung (8) abgibt, welches die Verstellvorrichtung (8) dazu veranlaßt, den u-förmigen Wärmetauscher (1) zumindest teilweise in vertikaler oder horizontaler Richtung zu expandieren, um die für einen Wärmeaustausch zwischen dem dann zu heißen Rauchgas (2) und dem wärme-The control element (17) is designed in such a way that, upon receipt of a signal transmitted by the measuring probe (16) which corresponds to a temperature which is above a certain threshold value preset via an input device, it emits an actuating signal to the adjusting device (8), which causes the adjusting device (8) to expand the U-shaped heat exchanger (1) at least partially in a vertical or horizontal direction in order to create the space required for heat exchange between the flue gas (2) which is then too hot and the heat- abführenden kälteren Nutzungsmedium (3) zur Verfügung stehende Oberfläche des Wärmetauschers (1) zu vergrößern, 0 und daß das Steuerungselement (17) derart ausgebildet ist, daß es beim Empfang eines von der Meßsonde (16) vermittelten Signals, welches einer Temperatur entspricht, die unterhalb eines bestimmten, über eine Eingabeeinrichtung voreingestellten Schwellenwertes liegt, ein Stellsignal an die Verstellvorrichtung (8) abgibt, welches die Verstellvorrichtung (8) dazu veranlaßt, den u-förmigen Wärmetauscher (1) zumindest teilweise in vertikaler oder horizontaler Richtung nach unten abzusenken beziehungsweise zu komprimieren, um die für einen Wärmeaustausch zwischen dem dann zu kalten Rauchgas (2) und dem zusätzlich wärmeabführenden Nutzungsmedium (3) zurto increase the surface area of the heat exchanger (1) available for the colder usage medium (3) to be discharged, 0 and that the control element (17) is designed in such a way that, upon receipt of a signal transmitted by the measuring probe (16) which corresponds to a temperature which is below a certain threshold value preset via an input device, it emits an actuating signal to the adjusting device (8) which causes the adjusting device (8) to lower or compress the U-shaped heat exchanger (1) at least partially in a vertical or horizontal direction in order to create the surface area required for heat exchange between the flue gas (2) which is then too cold and the usage medium (3) which additionally discharges heat. Verfügung stehende Oberfläche des Wärmetauschers (1) zu verkleinern, so daß die Temperatur des aus dem stromabwärts gelegenen Ende des Anschlusses (15) entströmenden Rauch- oder Abgases (2) bereits kurze Zeit nach dem Anfahren der Feuerungsanlage (4) oder des Motors einen hohen, voreingestellten Wert erreicht, durch eine proportionale Anpassung der Oberfläche des Wärmetauschers (1) an den Temperaturverlauf des Abbrandes im wesentlichen konstant bei einem bestimmten, voreingestellten Wert wie dem Taupunkt gehalten werden kann und wodurch es zu einer effektiven Energieabgabe an das äußere, die Wärme abführende Nutzungsmedium (3) und damit zu einer Verringerung des Wärme- und Abgasverlustes kommt und wodurch Verbrennungsmaterialien unterschiedlicher Brenn- beziehungsweise Heizwerte verwendbar sind und wodurch die Verbrennung von festen Brennstoffen mit unterschiedlichen Feuchtigkeitsgehalten und Stückgrößen sogar im Brennwertbereich ermöglicht wird.available surface of the heat exchanger (1) so that the temperature of the smoke or exhaust gas (2) flowing out of the downstream end of the connection (15) reaches a high, preset value shortly after the combustion system (4) or the engine is started, can be kept essentially constant at a certain, preset value such as the dew point by proportionally adjusting the surface of the heat exchanger (1) to the temperature profile of the combustion, and as a result there is an effective energy release to the external, heat-dissipating medium (3) and thus a reduction in heat and exhaust gas loss, and as a result combustion materials with different calorific or heating values can be used and as a result the combustion of solid fuels with different moisture contents and piece sizes is even made possible in the calorific value range. 5. Wärmeaustauschvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige, im wesentlichen der Form eines Buchstabens „U" entsprechende Wärmeaustauscher (1) zumindest teilweise von einer Ummantelung (10) umgeben ist, die im wesentlichen an die U-Form des Wärmetauschers (1) angepaßt ist, den Raum (13) zwischen den seitlichen Schenkeln des u-förmigen Wärmetauschers (1) zumindest teilweise umschließt und von den Wandungen des Wärmetauschers (1) zum Zwecke der Aufnahme 0 und der Führung des an der Außenseite des Wärmetauschers (1) entlangströmenden Mediums (3) zumindest etwas und5. Heat exchange device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the tubular heat exchanger (1), which essentially corresponds to the shape of a letter "U", is at least partially surrounded by a casing (10) which is essentially adapted to the U-shape of the heat exchanger (1), at least partially encloses the space (13) between the lateral legs of the U-shaped heat exchanger (1) and is at least somewhat and zumindest teilweise beabstandet ist, wobei die die seitlichen Schenkel des u-förmigen Wärmetauschers (1) umschließenden Wandungen dieser Ummantelung (10) in Längsrichtung der seitlichen Schenkel des u-förmigen Wärmetauschers (1) starr oder in Entsprechung zur Ausrichtung und Art der Wände (5,6) des Wärmetauschers (1) expandierbar und/oder komprimierbar ausgebildet sind und wobei im Bereich der stromaufwärtigen und stromabwärtigen beiden Enden der Ummantelung (10) jeweils entweder eine Öffnung (11) für die Zufuhr oder eine Öffnung (12) für die Entnahme des äußeren Mediums (3) vorgesehen sind.is at least partially spaced apart, wherein the walls of this casing (10) enclosing the lateral legs of the U-shaped heat exchanger (1) are rigid in the longitudinal direction of the lateral legs of the U-shaped heat exchanger (1) or are designed to be expandable and/or compressible in accordance with the orientation and type of the walls (5,6) of the heat exchanger (1), and wherein in the region of the upstream and downstream two ends of the casing (10) either an opening (11) for the supply or an opening (12) for the removal of the external medium (3) is provided. 6. Wärmeaustauschvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung (10) den gesamten uförmigen Wärmetauscher (1) einschließlich zumindest eines Teils des Zwischenraumes (13) sowie zumindest Teile des zur Wärmequelle (4) horizontal verlaufenden Anschlusses (14) und des stromabwärtigen Anschlusses (15) umfaßt, wobei das die Wärme abführende Medium (3) die umschlossenen Teile im wesentlichen ganzseitig umströmt und wobei bei frontaler Betrachtung in dem Raum (13) zwischen den seitlichen Schenkeln des u-förmigen Wärmetauschers (1) mindestens eine in ihrer Länge verstellbare, im wesentlichen rechteckige Führung (18) zur Führung des Mediums (3) entlang den Oberflächen der seitlichen Schenkel des u-förmigen Wärmetauschers (1) vorgesehen ist, deren Längsachse bei seitlicher Betrachtung parallel zur Längsachse des u-förmigen Wärmetauschers (1) ausgerichtet ist und welche sich bei frontaler Betrachtung parallel und im wesentlichen mittig zu den seitlichen Schenkeln des u-6. Heat exchange device according to claim 5, characterized in that the casing (10) comprises the entire U-shaped heat exchanger (1) including at least part of the intermediate space (13) and at least parts of the connection (14) running horizontally to the heat source (4) and the downstream connection (15), whereby the heat-dissipating medium (3) flows around the enclosed parts essentially on all sides and whereby, when viewed from the front, in the space (13) between the lateral legs of the U-shaped heat exchanger (1), at least one essentially rectangular guide (18) adjustable in length is provided for guiding the medium (3) along the surfaces of the lateral legs of the U-shaped heat exchanger (1), the longitudinal axis of which is aligned parallel to the longitudinal axis of the U-shaped heat exchanger (1) when viewed from the side and which, when viewed from the front, is parallel and essentially central to the lateral legs of the u- förmigen Wärmetauschers (1) erstreckt und deren rückseitige und frontseitige Längsseiten mit der Rückseite und der Frontseite der Ummantelung (10) im wesentlichen dichtend sowie starr oder zumindest teilweise in Längsrichtung der Führung (18) verschiebbar in Verbindung stehen, wobei das in Richtung des mittleren geraden oder bogenförmigen Abschnitts des u-förmigen Wärmetauschers {1) weisende Ende der Führung (18) von diesem zumindest etwas beabstandet ist und das gegenüberliegende Ende der Führung (18) mit der Ummantelung (10) im wesentlichen dichtend in Verbindung steht.shaped heat exchanger (1) and whose rear and front longitudinal sides are connected to the rear and front of the casing (10) in a substantially sealing manner and rigidly or at least partially displaceably in the longitudinal direction of the guide (18), wherein the end of the guide (18) pointing in the direction of the middle straight or curved section of the U-shaped heat exchanger (1) is at least somewhat spaced from this and the opposite end of the guide (18) is connected to the casing (10) in a substantially sealing manner. 7. Wärmeaustauschvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Wände (5,6) der seitlichen Schenkel des u-förmigen Wärmetauschers (1) und /oder die die seitlichen Schenkel des uförmigen Wärmetauschers (1) umschließenden Wände der Ummantelung (10) zumindest teilweise einen faltenbalgähnlichen Aufbau (7) aufweisen, welcher eine Verschiebung entlang der Längsachse der seitlichen Schenkel des uförmigen Wärmetauschers (1) ermöglicht, wobei die Faltenbälge (7) so bemessen und angebracht sind, daß sie die Stomungsquerschnitte nicht wesentlich verkleinern, und/oder einen rolladenähnlichen Aufbau mit einer Aufrollvorrichtung besitzen und/oder Platten umfassen, welche in Richtung der Längsachse der seitlichen Schenkel des u-förmigen Wärmetauschers (1) gegeneinander verschiebbar sind und im wesentlichen dichtend miteinander 0 in Verbindung stehen.7. Heat exchange device according to one of claims 1 to 6, characterized in that at least the walls (5, 6) of the lateral legs of the U-shaped heat exchanger (1) and/or the walls of the casing (10) enclosing the lateral legs of the U-shaped heat exchanger (1) have at least partially a bellows-like structure (7) which enables displacement along the longitudinal axis of the lateral legs of the U-shaped heat exchanger (1), the bellows (7) being dimensioned and mounted in such a way that they do not significantly reduce the flow cross-sections, and/or have a roller shutter-like structure with a winding device and/or comprise plates which can be displaced relative to one another in the direction of the longitudinal axis of the lateral legs of the U-shaped heat exchanger (1) and are connected to one another in a substantially sealing manner. 8. Wärmeaustauschvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände (5,6) des Wärmetauschers (1) zumindest teilweise mit Elementen zur Vergrößerung der Wärmeaustauschfläche versehen sind, welche zumindest etwas in das im Inneren des rohrförmigen Wärmetauschers (1) von der Wärmequelle (4) wegströmende Medium (2) und/oder in das an der Außenseite des Wärmetauschers (1) entlangströmende Medium (3) hineinragen und so ausgebildet und angeordnet sind, daß sie von den Medien (2,3) im wesentlichen laminar umströmt werden und/oder daß innerhalb des rohrförmigen Wärmetauschers (1) und/oder der im wesentlichen horizontalen Anschlüsse (14,15) des Wärmetauschers (1) Strömungswiderstände in der Weise vorgesehen sind, daß der von der Wärmequelle (4) am meisten aufgeheizte, engstrahlige und in der Regel zentriert in der Rohrmitte verlaufende Kernstrom aufgefächert und unmittelbar an den Wänden des Wärmetauschers (1) und/oder der horizontalen Anschlüsse (14,15) entlanggeführt wird.8. Heat exchange device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the walls (5, 6) of the heat exchanger (1) are at least partially provided with elements for enlarging the heat exchange surface, which protrude at least somewhat into the medium (2) flowing away from the heat source (4) inside the tubular heat exchanger (1) and/or into the medium (3) flowing along the outside of the heat exchanger (1) and are designed and arranged in such a way that the media (2, 3) flow around them in a substantially laminar manner and/or that flow resistances are provided inside the tubular heat exchanger (1) and/or the substantially horizontal connections (14, 15) of the heat exchanger (1) in such a way that the core flow heated most by the heat source (4), narrow-beamed and generally centered in the middle of the tube, is fanned out and directly against the walls of the heat exchanger (1) and/or the horizontal connections (14,15). 9. Wärmeaustauschvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen IT-Schenkel des Wärmetauschers (1) und/oder der die seitlichen Schenkel des u-förmigen Wärmetauschers verbindende Abschnitt und/oder die horizontalen Anschlüsse (14,15) jeweils im wesentlichen runde, ovale, rechteckige, quadratische, dreieckige oder vieleckige Querschnittsflächen aufweisen und/oder daß die auf der Unterseite der Wärmeaustauschvorrichtung befindlichen Flächen des Wärmetauschers (1) und/oder der im wesentlichen horizontalen Anschlüsse (14,15) entgegengesetzt zur Richtung der Wärme-9. Heat exchange device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the lateral IT legs of the heat exchanger (1) and/or the section connecting the lateral legs of the U-shaped heat exchanger and/or the horizontal connections (14, 15) each have substantially round, oval, rectangular, square, triangular or polygonal cross-sectional areas and/or that the surfaces of the heat exchanger (1) and/or the substantially horizontal connections (14, 15) located on the underside of the heat exchange device are opposite to the direction of the heat quelle (4) zumindest etwas geneigt sind um einen Kondensatablauf zu ermöglichen, wobei das Kondensat über eine nachgeschaltete Kondensatrinne abgeführt wird, die unmittelbar mit dem die Wärmeaustauschvorrichtung umgebenden Bereich oder über eine den Austritt des Mediums (2) verhindernde Vorrichtung in Verbindung steht.source (4) are at least slightly inclined to allow condensate drainage, wherein the condensate is discharged via a downstream condensate channel which is directly connected to the area surrounding the heat exchange device or via a device preventing the medium (2) from escaping. 10. Wärmeaustauschvorrichtung nach einem der Ansprüche bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellvorrichtung (8) je nach Ausrichtung des Wärmetauschers (1) über einen vertikal oder horizontal ausgerichteten und wirkenden Scheren-, Seilzug-, Zahnstangen- oder Gewindestangenmechanismus mit dessen verstellbaren Bestandteilen und/oder mit der Ummantelung (10) in Verbindung steht.10. Heat exchange device according to one of claims to 9, characterized in that the adjusting device (8) is connected to the adjustable components of the heat exchanger (1) and/or to the casing (10) via a vertically or horizontally aligned and acting scissor, cable, rack or threaded rod mechanism. 11. Wärmeaustauschvorrichtung nach einem der Ansprüche bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Wärmetauscher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche hintereinander in Reihe geschaltet sind, wobei einer der Wärmetauscher (1) als der Außenwandung entlangströmendes Medium (3) Luft umfaßt, welche der Wärmequelle (4) als vorgewärmte Verbrennungsluft über eine Versorgungsleitung zugeführt wird, die außerhalb und beabstandet von der Wärmeaustauschvorrichtung oder zur Vermeidung eines Wärmeverlustes zumindest teilweise in den horizontalen Anschlüssen (14,15) des vorgeschalteten Wärmetauschers (1) und/oder in diesem selbst und/oder eng benachbart hierzu verläuft.11. Heat exchange device according to one of claims to 10, characterized in that at least two heat exchangers (1) according to one of the preceding claims are connected in series, one behind the other, one of the heat exchangers (1) comprising air as the medium (3) flowing along the outer wall, which is supplied to the heat source (4) as preheated combustion air via a supply line which runs outside and at a distance from the heat exchange device or, in order to avoid heat loss, at least partially in the horizontal connections (14, 15) of the upstream heat exchanger (1) and/or in the latter itself and/or closely adjacent thereto. 1010 12. Wärmeaustauschvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Glättung der aus dem Verbrennungsablauf resultierenden Temperaturschwankungen des an der Außenseite des Wärmetauschers (1) entlangströmenden Nutzungsmediums (3), zur Steigerung der Effizienz des Wärmetauschers (1), zur Verringerung des Teillastbetriebes während der Übergangszeit und zur Verringerung des Brennstoffverbrauchs ein Pufferspeicher vorgesehen ist, der über eine Lade- und Entladestation mit dem an der Außenseite des Wärmetauschers (1) entlangströmenden Nutzungsmedium (3) in Verbindung steht und beladen wird, sobald das Nutzungsmedium (3) eine voreingestellte Temperatur übersteigt.12. Heat exchange device according to one of claims 1 to 11, characterized in that in order to smooth out the temperature fluctuations resulting from the combustion process of the use medium (3) flowing along the outside of the heat exchanger (1), to increase the efficiency of the heat exchanger (1), to reduce the partial load operation during the transition period and to reduce fuel consumption, a buffer storage device is provided which is connected to the use medium (3) flowing along the outside of the heat exchanger (1) via a loading and unloading station and is loaded as soon as the use medium (3) exceeds a preset temperature. 13. Wärmeaustauschvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bereich, der stromaufwärts den Abschnitt noch vor der Wärmequelle (4), die im wesentlichen horizontalen Anschlüsse {14,15), mindestens einen Wärmetauscher {1) und stromabwärts gegebenenfalls einen Schornstein umfaßt, mindestens ein Gebläse vorgesehen ist, welches gegebenenfalls mit dem Steuerungselement (17) gekoppelt ist und in Strömungsrichtung des im Inneren des rohrförmigen Wärmetauschers13. Heat exchange device according to one of claims 1 to 12, characterized in that in the area which upstream comprises the section before the heat source (4), the essentially horizontal connections (14, 15), at least one heat exchanger (1) and downstream if necessary a chimney, at least one fan is provided, which is optionally coupled to the control element (17) and in the flow direction of the inside of the tubular heat exchanger (1) entgegengesetzt zur Richtung der Wärmequelle (4) strömenden Mediums (2) und auf dieses eine Druck- und/oder Sogwirkung ausübt.(1) opposite to the direction of the heat source (4) flowing medium (2) and exerting a pressure and/or suction effect on it. 1111 14. Wärmeaustauschvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmequelle (4) eine Feuerungsanlage für flüssige und/oder gasförmige und/oder feste Brennstoffe wie Kohlen, Briketts, Torf, stückiges holz, nicht-stückiges Holz, Stroh oder ähnliche pflanzliche Stoffe ist, wobei im Falle fester Brennstoffe die Feuerungsanlage (4) ein Kessel mit oberem Abbrand, ein Durchbrandkessel, ein Unterbrandkessel, ein gebläsegesteuerter Unterbrandkessel, eine Unterschubfeuerung oder eine Entgasungsfeuerung ist.14. Heat exchange device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the heat source (4) is a firing system for liquid and/or gaseous and/or solid fuels such as coal, briquettes, peat, lumpy wood, non-lumpy wood, straw or similar plant materials, whereby in the case of solid fuels the firing system (4) is a boiler with top combustion, a through combustion boiler, a bottom combustion boiler, a fan-controlled bottom combustion boiler, an underfeed firing system or a degassing firing system.
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