DE29602748U1

DE29602748U1 - Einrichtung zur Energierückgewinnung an Backöfen

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Publication number: DE29602748U1
Application number: DE29602748U
Authority: DE
Original assignee: POETZSCHER CAROLA
Current assignee: POETZSCHER CAROLA
Priority date: 1996-02-16
Filing date: 1996-02-16
Publication date: 1996-06-05
Anticipated expiration: 2006-02-17

Description

Beschreibung

Einrichtung zur Energierückgewinnung an Backöfen

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Energierückgewinnung an Backöfen konventioneller Betriebsart.

Mit Hilfe dieser Einrichtung kann ein bereits im Einsatz befindlicher Backofen nachträglich so umgerüstet werden, daß sich mittels Wärmeenergierückgewinnung einerseits sein Energiebedarf erheblich reduziert. Andererseits bedarf es durch diese ergänzende Einrichtung keiner speziellen Entsorgung der Abluft mehr.

In die Energierückgewinnung können Zusatzgeräte wie Gärschrank und Fettbackgerät ohne größeren Aufwand mit einbezogen werden.

Die bereits bekannten Backöfen, die unter Verwendung von Wärmetauschern mit der Rückgewinnung von Abwärmeenergie arbeiten, weisen stets dieselbe Problematik auf:

- Es entstehen hohe Kondensatanteile, die nicht vollständig entsorgt werden.

Die Rauchgase werden extrem abgekühlt, so daß die Kaminanlage nicht mehr den notwendigen Zug aufbringt.

- Durch einen Strömungsabriß kommt es zu einem veränderten Backverhalten.

- Der ungenügende Schwadenabzug verursacht Risse im Backgut.

Durch die hohen Backprozeßtemperaturen ergeben sich an gasbefeuerten Etagen- und Stikkenbacköfen Abgastemperaturen von ca. 280 bis 320 ⁰C, die für eine Wärmerückgewinnung genutzt werden können.

Pro Stunde Brennerzeit fallen bei einem Ofen pro Quadratmeter Backfläche etwa 11 bis 13 Kubikmeter Abgas an.

Bei einer durchschnittlichen Brennerlaufzeit von 4,5 Stunden pro Tag entstehen täglich 50 bis 60 Kubikmeter Abgas pro Quadratmeter Backfläche.

Bei einer Abgastemperatur von 300 ⁰C können bei Abkühlung auf 180 ⁰C pro Quadratmeter Backfläche 2,4 bis 2,8 kWh an Wärme zurückgewonnen werden. Damit könnten pro Tag und Quadratmeter Backfläche 60 bis 70 Liter Warmwasser mit 45 ⁰C erzeugt werden.

Aus der DE-OS 28 03 091 ist bekannt, bei Durchlaufbacköfen die Abgase einer Rauchgasumwälzheizung und den aus dem Backraum abgeführten Backschwaden zu mischen, gemeinsam einem Wärmetauscher zuzuführen und zur Dampferzeugung zu verwenden.

Diese Art der Wärmerückgewinnung ist sehr aufwendig im Verhältnis zur zurückgewinnbaren Wärmeenergie. Dieser Umstand begründet sich umsomehr in der Tatsache, daß der Hauptanteil der Wärmeenergie, nämlich die Verdampfungswärme, die im Backschwaden enthalten ist, bei dieser Art der Wärmerückgewinnung nicht oder nur in sehr geringem Maße genutzt werden kann. Dieser Dampf trägt somit im Grunde nicht zur

Energiezufuhr beim Backen bei, enthält aber sehr viel Kondensationswärme, die ungenutzt den Backofen verläßt.

Der Nachteil der bisher bekannten Lösungen besteht darin, daß bei zu starker Abkühlung der Rauchgase die Kaminanlage nicht mehr den notwendigen Zug aufbringt. Aus diesem Grund werden meist kleinere Wärmetauscher verwendet, bei denen der größte Teil der Wärmeenergie ungenutzt bleibt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Einrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe Etagenoder Stikkenbacköfen herkömmlicher Betriebsarten so aufgerüstet werden können, daß diese Backöfen, die bereits eigenständig zum Zwecke des Backens voll funktionsfähig sind, jedoch in der Regel über keine Mittel zur Wärmerückgewinnung verfügen, mit deutlich weniger Energieverlusten und damit unter erhöhter Wirtschaftlichkeit betrieben werden können.

Darüber hinaus sollen gleichmäßigere Zugverhältnisse im Umluftsystem und damit eine gleichmäßigere Wärmeverteilung erreicht werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Einrichtung gelöst, die mit dem Rauchgaskanal des Brennraums zu verbinden ist und darüber hinaus auch an den Schwadenabzug des Backraumes angeschlossen werden kann.

Im gesamten Kanalsystem werden dabei durch einen Abluftventilator gleichmäßige Zugverhältnisse geschaffen, wodurch es zu einer gleichmäßigen Wärmeverteilung um Umluftsystem des Backofens und damit zu einem gleichmäßigen Backergebnis kommt.

Der Rauchgasabzug des Backofenbrennraumes ist über einen Rauchgaswäscher mit einem Abluftsystem verbunden und in diesem ist ein Abluftventilator derart angeordnet, daß ein gleichbleibender Unterdruck erzeugt wird, der es ermöglicht, im Kanalsystem gleichmäßige Zugverhältnisse und im Umluftsystem eine gleichmäßige Wärmeverteilung zu erreichen.

Am Rauchgaskanal ist in einem Bereich zwischen dem Brennraum und dem Rauchgaswäscher eine oder mehrere wärmetauschende Einrichtungen für die Wärmeabgabe an Zusatzgeräte vorgesehen. Die wärmetauschende Einrichtung kann als Thermoölwärmetauscher ausgelegt sein. Die Feuchte- und Wärmeregulierung für den Gärraum erfolgt aus der Restwärmeenergie.

Für einen neben der Backkammer angeordneten Gärraum ist eine Warmluftzuführung vorgesehen, welche über das Rauchgasabluftsystem gespeist wird. Innerhalb der Warmluftzuführung für den Gärraum ist ein Ventilator angeordnet, der entsprechend dem Wärmebedarf steuerbar ist.

Zusätzlich kann die beschriebene Einrichtung mit dem Schwadenabzug des Backraumes gekoppelt werden. Dies kann durch einen Schwadenabzug geschehen, welcher ebenfalls mit dem Rauchgaswäscher verbunden wird.

Durch den Betrieb eines herkömmlichen Backofens in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Einrichtung kann auf ein Kaminsystem verzichtet werden, da der im Abluftkanal angeordnete Ventilator einen gleichbleibenden Unterdruck erzeugt und die im Backprozeß anfallende Wärme nahezu vollständig ausgenutzt werden kann.

Durch die Abkühlung und Reinigung der Rauchgase entsteht nur Abluft mit geringer Temperatur, die direkt ins Freie geleitet werden kann.

Die Einrichtung kann in Kompaktform als Beistellgerät oder als Bestandteil des Gärraumes ausgebildet sein.

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Die Figur 1 zeigt einen Schnitt durch den prinzipiellen Aufbau der Einrichtung.

Die Einrichtung besteht aus einem im Gehäuse 1 angeordneten Rauchgaswäscher 2 und einem Rauchgaskanalabschnitt 20.
Die erfindungsgemäße Einrichtung ist als Beistellgerät für konventionelle Backöfen, wie zum Beispiel Etagenbacköfen, konzipiert.

Der Rauchgasabzug der Heizeinrichtung des Backofens ist über den Rauchgaseintritt 8 des Rauchgaskanalabschnittes 20 verbunden. Im Rauchgaskanalabschnitt 20 sind ein Thermoölwärmetauscher 9, ein Dampferzeuger 10 und ein Wärmetauscher 11 für den Speicherboiler (Warmwassererzeugung) angeordnet. Am unteren Ende ist ein Rauchgasaustritt 21 angeordnet, über den das Rauchgas zum Rauchgaswäscher 2 gelangt. Mittels der Wärmetauscher wird dem Rauchgas Wärmeenergie entzogen. Das auf ca. 120 ⁰C heruntergekühlte Rauchgas wird im Rauchgaswäscher gereinigt, neutralisiert und weiter abgekühlt. Der Rauchgaswäscher besteht aus einem Kiesfilterabschnitt 3, der oberhalb der Lochblende angeordnet ist.

über den Kiesfxlterabschnitt 3 befindet sich der Kühlwasserauslauf 4, der über eine Leitung mit der Pumpe 7 und dem Kondensatbehälter 6 verbunden ist.

Im oberen Abschnitt des Rauchgaswäschers 2 ist der Abluftkanal 15 mit dem Ventilator 16 und ein Bypasskanal mit einer verschließbaren Klappe 14 für den Nebenlufteinlaß angeordnet. Durch den Ventilator wird ein gleichbleibender Unterdruck erzeugt, so daß das Rauchgas durch die gesamte Einrichtung gezogen wird. Der Nebenlufteintritt dient zur weiteren Abkühlung des gereinigten Rauchgases.

Das Rauchgas strömt infolge des durch den Ventilator 16 erzeugten Unterdruckes durch den Kiesfxlterabschnitt 3. Das aus dem Kühlwasserauslauf austretende Kühlwasser rieselt über den Kiesfxlterabschnitt 3 im Gegenstrom zum Rauchgas nach unten und wird im Kondensatbehälter 6 aufgefangen.

Am Kondensatbehälter 6 ist ein Überlauf 18 und Ablauf 19 mit Ventil angeordnet. Der Ablauf dient zum Ablassen des Kondensats beim Reinigungsvorgang.

Übersteigt die Kondensattemperatur einen vorbestimmten Grenzwert, wird Kaltwasser in den Kondensatbehälter 6 eingelassen. Das überschüssige Kondensat kann durch den Überlauf 18 abfließen. Da eine Neutralisation stattfindet, kann das Kondensat direkt in die Abwasserleitung gegeben werden.

An den Rauchgaskanalabschnitt 20 ist ein weiterer Kanalabschnitt 22 angeordnet, der über den Abzug 17 und über die Rohrverbindung 13 mit dem Gärraum verbunden ist. Im oberen Bereich des

Kanalabschnittes 22 ist eine Drosselklappe 12 mit Stellmotor und unterhalb dieser der Austritt des Dampferzeugers 10 angeordnet.

Wird im Gärraum nur Wärme benötigt, ist die Drosselklappe 12 entsprechend dem Wärmebedarf geöffnet. Über einen am Abzug 17 angeordneten Bypass kann Frischluft zugeführt werden. Zur Umwälzung ist zwischen dem Abzug 17 und dem Gärraum ein Ventilator angeordnet. Die vom Gärraum über die Rohrverbindung 13 kommende Luft wird durch vom Rauchgaskanalabschnitt 20 abstrahlende Wärme im Kanalabschnitt 22 erwärmt.

Wird für den Gärprozeß Feuchtigkeit benötigt, schließt die Drosselklappe 12 und in den Dampferzeuger 10, der sich im Rauchgaskanalabschnitt 20 befindet und durch das Rauchgas aufheizbar ist, wird Wasser eingespritzt. Der dabei entstehende Wasserdampf wird über den Ausgang des Dampferzeugers in den Kanalabschnitt 22 geleitet und gelangt über die Rohrverbindung 13 in den Gärraum.

Die Energierückgewinnung erfolgt aus dem Rauchgas zum einen über die im Rauchgaskanalabschnitt 20 angeordneten Wärmetauscher und zum anderen durch Ausnutzung der Wärmestrahlung zur Lufterwärmung für den Gärraum im Kanalabschnitt 22. Der Thermoölwärmetauscher 9 entzieht dem Rauchgas einen Teil seiner Wärmeenergie und gibt diese an einen Wärmespeicher weiter. Die gespeicherte Wärme kann dann für den Betrieb weiterer Zusatzgeräte genutzt werden, zum Beispiel zum Betrieben eines Fettbackgerätes. Mittels des Dampferzeugers kann die Wärmeenergie des Rauchgases für Wasserdampferzeugung für den Gärprozeß genutzt werden.

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über den Wärmetauscher 11, der mit einem Speicherboiler verbunden ist, kann Brauchwasser erwärmt werden. Dies erfolgt ebenso durch Ausnutzung der Wärmeenergie des Rauchgases»

Durch den Wärmeeintrag über die Wärmetauscher wird das Rauchgas auf ca. 120 ⁰C heruntergekühlt. Durch die durch den unteren Bereich des Rauchgaskanalabschnittes 20 verlaufende Leitung für den Kühlwasserauslauf 4 kann dem Rauchgas nochmals Wärme entzogen werden.

Durch das Durchleiten des Rauchgases durch des Rauchgaswäscher 2 wird das Rauchgas weiter abgekühlt. Durch Zumischen von Nebenluft über den Bypasskanal 14 kann das gereinigte Rauchgas (Abluft) weiter auf ca. 40 bis 50 ⁰C abgekühlt werden. Durch den im Abluftkanal 15 angeordneten Ventilator 16 werden im gesamten System gleichmäßige Zugverhältnisse erreicht.

Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Einrichtung kann ein Kamin entfallen.

Die Abluft kann direkt ins Freie geleitet werden. Durch Neutralisation des Kondensats, das bei der Rauchgasreinigung anfällt, kann das Kondensat direkt in das Abwassersystem eingeleitet werden.

Die Einrichtung kann als Beistellgerät für konventionelle Backöfen, wie zum Beispiel Etagenoder Stikkenofen, verwendet werden und nutzt die beim Betreiben der Öfen anfallende Wärme aus.

Claims

S chut z ansprüc he

1. Einrichtung zur Energierückgewinnung an Backöfen, bestehend aus einer geeigneten Anordnung von wärmetauschenden Einrichtungen und einem Rauchgaswäscher, dadurch gekennzeichnet, daß der Rauchgasabzug des Backofenbrennraumes über einen Rauchgaswäscher mit einem Abluftsystem verbunden werden kann und in diesem ein Abluftventilator derart angeordnet ist, daß ein gleichbleibender Unterdruck erzeugt wird und daß im Bereich zwischen dem Brennraum und dem Rauchgaswäscher eine oder mehrere wärmetauschende Einrichtungen für die Wärmeabgabe an Zusatzgeräte vorgesehen sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmetauschende Einrichtung ein Thermoölwärmetauscher ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feuchte- und Wärmeregulierung für den Gärraum aus der Restwärmeenergie erfolgt.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für einen neben der Backkammer anzuordnenden Gärraum eine Warmluftzuführung vorgesehen ist, welche über das Rauchgas-/Abluftsystem gespeist wird.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Warmluftzuführung für den Gärraum ein Ventilator angeordnet ist, der entsprechend dem Wärmebedarf steuerbar ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Backraum über einen Schwadenabzug mit dem Rauchgaswäscher und dieser mit dem Abluftsystem verbunden ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung in Kompaktform als Beistellgerät ausgebildet ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung als Bestandteil des Gärraumes ausgebildet ist.