DE29616022U1

DE29616022U1 - Anlage zur Rückgewinnung von Wärme aus den Abgasen von Feuerungsanlagen

Info

Publication number: DE29616022U1
Application number: DE29616022U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-09-14
Filing date: 1996-09-16
Publication date: 1997-01-23
Anticipated expiration: 2006-09-17
Also published as: DE19533987A1; DE19618890A1; DE19533987C2

Description

G 95060/96013&Idigr;

Beschreibung

Hendrik Höfer 53 604 Bad Honnef

Anlage zur Rückgewinnung von Wärme aus den Abgasen von Feuerungsanlagen

Die Neuerung befaßt sich mit einer Anlage zur Rückgewinnung von Wärme aus den Abgasen einer Feuerungsanlage mittels Wärmeaustausch in einem Abgaswärmetauscher zwischen den heißen, den Abgaswärmetauscher durchströmenden Abgasen der Feuerungsanlage und einem den Abgaswärmetauscher 0 durchströmenden Wärmetauschmedium, wobei die Abgase abgekühlt werden. Hierbei werden die Abgase vorzugsweise bis unter den Wassertaupunkt unter Kondensatbildung abgekühlt und dann die Abgase nachfolgend zur Erzielung eines ausreichenden thermischen Auftriebs im Kamin bis über den Wassertaupunkt 5 wieder erwärmt.

Ein gattungsgemäßes Verfahren und eine Anlage ist beispielsweise in der DE-OS 44 36 412 Al beschrieben. Dabei wird die Wärme aus den Abgasen der Feuerungsanlage 0 zurückgewonnen, indem der Heizungsrücklauf eines Heizkreises über mehrere Wärmetauscher mit Brauchwasser oder dergleichen abgekühlt wird, dieser abgekühlte Heizungsrücklauf sodann in einen Abgaswärmetauscher geleitet wird, wo er den heißen Abgasen der Feuerungsanlage ihre Wärme bis unterhalb des Taupunktes der Abgase entzieht. Der Heizungsrücklauf verläßt dann Abgaswärmetauscher mit einer wesentlich höheren Temperatur als beim Eintritt in die Abgaswärmetauscher und kann erneut der Feuerungsanlage zur Aufheizung für Heizzwecke

zugeführt werden, währenddessen der Abgasstrom der Feuerungsanlage eine starke Abkühlung unter Kondensatabscheidung erfährt und nachfolgend in einen Kamin entweichen kann. Durch die Kopplung des Abgaswärmetauschers in seiner Leistung direkt mit dem Heizungsrücklauf richtet sich die Auslegung eines Wärmetauschers stets auf die von der vorgegebenen Feuerungsanlage - Brennkessel - erzeugte maximale Abgasmenge. Deshalb werden bei diesen Anlagen gemäß Stand der Technik für jeden Brennkessel - Feuerungsanlage - jeweils ein entsprechender Abgaswärmetauscher ausgelegt, d.h. berechnet und gebaut, das ist ein für die Brennkesselhersteller kostenträchtiges Verfahren.

Ziel der Neuerung ist es daher, die bekannten Verfahren und Anlagen zur Rückgewinnung der Wärme aus den Abgasen einer Feuerungsanlage insbesondere dahingehend zu verbessern, daß eine höhere Unabhängigkeit des Abgaswärmetauschers von den jeweiligen Einsatzbedingungen der Feuerungsanlage erreicht wird, wobei die Anlage auch einfach an vorhandenen Feuerungsanlagen nachrüstbar sein soll, um so die Wirtschaftlichkeit der Wärmerückgewinnung zu steigern.

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß mit einer Anlage gemäß den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. 25

Weitere Ausgestaltungen der Neuerung sind den Unteransprüchen 2 bis 9 entnehmbar.

Neuerungsgemäß wird ein geschlossener Primärkreis für den 0 Abgaswärmetauscher vorgesehen, dessen in einem eigenen Heizkreis im Kreislauf zirkulierende Wärmetauschmedium, insbesondere Wasser, mengenmäßig zum Beispiel über die Durchflußmenge pro Zeiteinheit auf den Wärmeinhalt von unterschiedlich großen Abgasmengen abgestimmt werden kann. So kann ein Abgaswärmetauscher in einer Neuerungsgemäßen Anlage eingebunden und betrieben für mehrere Größen, d.h. unterschiedliche Größen von Wärmeerzeugern und damit unterschiedliche Abgasmengen, eingesetzt werden. Die in

unterschiedlich großen Abgasmengen enthaltenen Wärmeinhalte sensibel wie latent - können somit Neuerungsgemäß mit der Steuerung des internen Primärkreises, d.h. Wassermengenumlaufs im Primärkreis nutzbar gemacht werden. 5

Die größere Unabhängigkeit von der Abgasmenge wird dadurch erreicht, daß das Wärmetauschmedium des Primärkreises, d.h. des Abgaswärmetauschers, durch mindestens einen Niedertemperaturwärmetauscher außerhalb des Abgaswärmetauschers zum Abkühlen, d.h. Wärmeabgabe an ein Sekundärwärmetauschmedium, geführt wird. Der bzw. die Niedertemperaturwärmetauscher werden dabei von je einem Sekundärwärmetauschmedium beaufschlagt.

Auf diese Weise wird das von den Abgasen der Feuerungsanlage im Abgaswärmetauscher erwärmte Wärmetauschmedium in den externen und vom Abgaswärmetauscher unabhängigen Niedertemperaturwärmetauschern abgekühlt und nachfolgend mit einer erheblich niedrigeren Temperatur, die für den 0 Wärmeentzug des Abgases im Abgaswärmetauscher bis gegebenenfalls unter den Wassertaupunkt des Abgases erforderlich ist, dem Abgaswärmetauscher erneut zugeführt. Es wird die direkte Ankopplung des Abgaswärmetauschers an den Brennkessel vermieden, da der Heizungsrücklauf nicht als Wärraetauschmedium durch den Abgaswärmetauscher geführt ist.

Für einen universelleren Einsatz des Abgaswärmetauschers für unterschiedliche Leistungen und Ausgleich von Leistungsschwankungen wird vorgeschlagen, die Durchflußmenge 0 des Wärmetauschmediums im geschlossenen Primärkreis zu regeln.

Auf diese Weise wird es möglich, die Temperatur des Wärmetauschmediums in bezug auf Erwärmungsniveau und auch in bezug auf Abkühlungsniveau über eine Regelung der Durchflußmenge des Wärmetauschmediums zu regeln. Auf diese Weise kann die Leistung des Abgaswärmetauscher über eine Steuerung mittels einer drehzahlgeregelten Pumpe der zirkulierenden Wassermenge des geschlossenen Primärkreises so geregelt werden und auch unterschiedlich große Abgasmengen

hinreichend abgekühlt werden. Diese Regelung kann in Abhängigkeit von der Temperatur des Wärmetauschmediums unmittelbar vor dessen Eintritt in den Abgaswärmetauscher, d.h. im Bereich der Verbindungsleitung für das Wärmetauschmedium zwischen dem Niedertemperaturwärmetauscher und dem Eintritt in den Abgaswärmetauscher erfolgen.

Die Durchflußmenge des Wärmetauschmediums wird vorzugsweise mittels einer Pumpe geregelt, deren Drehzahl in Abhängigkeit von der, wie vorangehend erläutert, gemessenen Temperatur des Wärmetauschmediums gesteuert wird, so daß bei zu warmem in den Abgaswärmetauscher rücklaufendem Wärmetauschmedium die Durchflußmenge des Wärmetauschmediums erhöht wird. Die Pumpe ist beispielsweise in der in die Wärmetauschanlage führenden Zuflußleitung des Wärmetauschmediums zu den Niedertemperaturwärmetauschern angeordnet und mit einem Meßfühler zum Messen der Temperatur des rücklaufenden Wärmetauschmediums vor Eintritt in den Abgaswärmetauscher in einem Regelkreis so verbunden, daß die Drehzahl der Pumpe in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur des Wärmetauschmediums gesteuert wird, so daß bei über einen zulässigen Wert erhöhter Temperatur des rücklaufenden Wärmetauschmediums dessen Durchflußmenge durch Erhöhung der Drehzahl der Pumpe erhöht wird und bei Unterschreiten des zulässigen Wertes die Drehzahl der Pumpe wieder abgesenkt wird. Auf diese Weise kann die Temperatur des Wärmetauschmediums beeinflußt werden, um stets eine Abkühlung der Abgase im Abgaswärmetauscher auf eine gewünschte Temperatur wie unter deren Taupunkt zu bewirken. Dabei wird 0 die Durchflußmenge des in den Abgaswärmetauscher zurückströmenden abgekühlten Wärmetauschmediums so eingeregelt, daß es in den Niedertemperaturwärmetauschern sich auf eine solche Eingangstemperatur für den Abgaswärmetauscher abkühlt, die vorzugsweise mindestens 5 bis 10⁰C, vorzugsweise 3 0⁰C und mehr, unter dem Wassertaupunkt der Abgase aus öl bzw. gasbefeuerten Feuerungsanlagen liegt.

Des weiteren kann die Durchflußmenge des Wärmetauschmediums des Primärkreises durch den Abgaswärmetauscher auch in Abhängigkeit von der Austrittstemperatur der abgekühlten Abgase aus dem Abgaswärmetauscher geregelt werden, damit sichergestellt ist, daß das Abgas stets ausreichend abgekühlt wird.

Durch den im Abgaswärmetauscher eintretenden Wärmetausch der heißen Abgase mit dem ausgekühlten Wärmetauschmedium insbesondere weit unter dem Taupunkt der Abgase werden diese in massive Kondensation geführt. Der Wirkungsgrad ist dabei abhängig von dem Temperaturniveau des in dem Abgaswärmetauscher zirkulierenden Wärmetauschmediums, welches die Kondensation durch Entziehen der Wärmeinhalte der Abgase verursacht und kann dabei durch die Neuerungsgemäße Beeinflussung der Temperatur des Wärmetauschmediums infolge Durchflußmengenänderung im Primärkreislauf stets auf einem günstigen Wert gehalten werden.

Auf diese Weise kann ein Abgaswärmetauscher vorgegebener Leistung an unterschiedliche Wärmemengen infolge unterschiedlicher Brennergrößen etc. angepaßt werden und ist damit universell für Wärmetauschanlagen mit unterschiedlichen Kesselleistungen, vorgegeben durch entsprechende Brennerleistung einsetzbar. Somit wird eine besonders wirtschaftliche Wärmerückgewinnungsanlage gemäß der Neuerung geschaffen, die sich insbesondere einfach an vorhandenen Feuerungsanlagen nachrüsten läßt und auch für kleinere Kesselleistungen und damit für geringere im Abgas enthaltene 0 Wärmemengen eingesetzt werden kann. Eine derartige Wärmerückgewinnungsanlage eignet sich somit auch für eine Vielzahl gewerblicher und industrieller Anwendungen, bei denen bisher der Aufwand für die Wärmerückgewinnung gegenüber dem erzielbaren Nutzen noch zu hoch erschien.

Die vorhandene Menge an Primärwärmetauschmedium, insbesondere Wasser, wird so bemessen, daß möglichst hohe

Erwärmungstetnperaturen des Primärwärmetauschmediums mittels der heißen Abgase im Abgaswärmetauscher erreicht werden.

Darüber hinaus ermöglicht die Neuerung auch, die frei bestimmbare Menge an Primärwärmetauschmedium so zu bestimmen, daß der Abgaswärmetauscher unterschiedlich große Abgasmengen aufnehmen kann bzw. an verschiedene Kesselgrößen angeschlossen werden kann.

Die neuerungsgemäße Anlage und das Verfahren zur Rückgewinnung von Wärme aus Abgasen einer Feuerungsanlage ermöglichen, die heißen Abgase in einer Stufe mit Hilfe nur eines Wärmetauschmediums in einem von der Feuerungsanlage unabhängigen geschlossenen Primärkreis von über 180 bis 200⁰C auf bis zu etwa 2O⁰C auszukühlen und so den Wärmeinhalt auf das Wärmetauschmedium zu übertragen.

Die Abkühlung des Wärmetauschmediums im Niedertemperaturwärmetauscher erfolgt über mindestens ein Sekundärwärmetauschmedium, welches eine niedrigere Temperatur als das Primärwärmetauschmedium aufweist. Neuerungsgemäß können als Sekundärwärmetauschmedien das Kältemittel einer Absorptionskühlmaschine, der Hei&zgr;ungsrücklauf einer Heizungsanlage, Wasser oder Sole, welches nachfolgend über ein Register in einer tüftungs- oder Klimaanlage Kaltluft vorwärmt, sowie Brauchwasser und/oder andere Niedertemperaturabnehmer verwendet werden. Das Wärmetauschmedium gibt dann beim Durchströmen des oder der Niedertemperaturwärmetauscher seine aus den Abgasen der 0 Feuerungsanlage gewonnene Wärme an das Sekundärwärmetauschmedium ab, wodurch dieses einen gewünschten Temperaturanstieg erfährt und die Wärmerückgewinnung aus den Abgasen der Feuerungsanlage erfolgt ist.

5 Mit dem neuerungsgemäßen Verfahren kann auch das Primärwärmetauschmedium, insbesondere Wasser, im Abgaswärmetauscher auf Temperatur bis nahe an den Siedepunkt des Wassers erwärmt werden, und nach Verlassen des

Abgaswärmetauschers einer Absorptionskältemaschine als erstem Niedertemperaturwärmetauscher zur Wärmeabgabe zwecks Erwärmung des Kältemittels zugeführt werden.

Um sicherzustellen, daß die Abgase stets auf ein gewünschtes niedriges Temperaturniveau abgekühlt werden, um auch die Latentwärme bis unterhalb des Wassertaupunktes der Abgase zu nutzen, schlägt die Neuerung vor, die Temperatur des Wärmetauschmediums auch über eine Regelung der Durchflußmenge der Sekundärwärmetauschmedien durch die Niedertemperaturwärmetauscher vorzunehmen. Diese Regelung kann in Abhängigkeit von der Temperatur des Wärmetauschmediums unmittelbar vor dessen Eintritt in den Abgaswärmetauscher, d.h. im Bereich der Verbindungsleitung für das Wärmetauschmedium zwischen der aus den Niedertemperaturwärmetauschern bestehenden Wärmetauschanlage und dem Eintritt in den Abgaswärmetauscher erfolgen.

Die Menge des Sekundärwärmetauschmediums wird zum Beispiel über eine Pumpe geregelt, deren Drehzahl in Abhängigkeit von der, wie vorangehend erläutert, gemessenen Temperatur des Wärmetauschmediums gesteuert wird, so daß bei zu warmem rücklaufendem Wärmetauschmedium die Durchflußmenge des Sekundärwärmetauschmediums erhöht wird. Die Pumpe ist beispielsweise in der in die Wärmetauschanlage führenden Zuflußleitung des Sekundärwärmetauschmediums mit den Niedertemperaturwärmetauschern angeordnet und mit einem Meßfühler zum Messen der Temperatur des rücklaufenden Wärmetauschmediums vor Eintritt in den Abgaswärmetauscher in 0 einem Regelkreis so verbunden, daß die Drehzahl der Pumpe in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur des Wärmetauschmediums gesteuert wird, so daß bei über einen zulässigen Wert erhöhter Temperatur des rücklaufenden Wärmetauschmediums die Durchflußmenge durch Erhöhung der Drehzahl der Pumpe erhöht wird und bei Unterschreiten des zulässigen Wertes die Drehzahl der Pumpe wieder abgesenkt wird. Auf diese Weise kann die Temperatur des Wärmetauschmediums beeinflußt werden, um stets eine Abkühlung

der Abgase im Abgaswärmetauscher unter deren Taupunkt zu bewirken.

Durch die auch bei großen Anlagen verhältnismäßig geringe Menge an Wärmetauschmedium im Primärkreis des Abgaswärmetauschers, verglichen etwa mit dem Heizmedium im Heizungskreislauf, kann sich diese geringe Menge an Wärmetauschmedium im Abgaswärmetauscher schnell auf hohe Temperaturen erwärmen und seine Wärme effizient an das bzw. die Sekundärwärmetauschmeden abgeben.

Der neuerungsgemäße Abgaswärmetauscher kann auch vorteilhaft als Rohrbündel-Wärmetauscher ausgeführt sein, wobei die Abgasführung sowohl in den zwischen den Rohren befindlichen Kanälen als auch in den Rohren selbst erfolgen kann. Ebenso ist es möglich, den Abgaswärmetauscher auch aus Elektrographitelementen mit Gaskanälen herzustellen oder beide Bauarten zu kombinieren.

Da Neuerungsgemäß die Abgase auf ein sehr niedriges Temperaturniveau ausgekühlt werden, wird für eine ausreichend gesicherte Wiedererwärmung der abgekühlten Abgase für einen ausreichenden Kaminabzug vorgeschlagen, die abgekühlten Abgase im Kreuzstromverfahren mit den heißen Abgasen nachzuwärmen.

Die Nachwärmung verlagert die Temperatur der Abgase zu dem Taupunkt der Abgase so nach oben, daß im Kamin keine Nachkondensation entstehen kann.

Die Wirkungsweise der neuerungsgemäßen Anlage und des 0 Verfahrens zur Rückgewinnung der Wärme aus den Abgasen einer Feuerungsanlage durch Abkühlung weit unter den Wassertaupunkt und nachfolgendes Wiedererwärmen der Abgase über den Wassertaupunkt beruht darauf, extern zum Abgaswärmetauscher das infolge der Wärmerückgewinnung aus den heißen Abgase 5 erwärmte Wärmetauschmedium, welches sich in einem geschlossenen Primärkreislauf befindet, über eine oder mehrere Stufen einer weiteren mit Niedertemperaturwärmetauschern ausgebildeten Wärmetauschanlage auszukühlen, um dem

Abgaswärmetauscher ein Primärwärmetauschmedium mit möglichst niedriger Temperatur zum Abkühlen der heißen Abgase zur Verfugung zu stellen, damit sich die Abgase weit unterhalb ihres Wassertaupunktes auskühlen können. 5

Darüber hinaus ist es möglich, die neuerungsgemäße Anlage auch für die Produktion von hocherwärmtem Brauchwasser mit Temperaturen von ca. 7O⁰C einzusetzen, wobei das den Abgaswärmetauscher verlassende und durch die Abgase hocherwärmte Wärmetauschmedium mit Temperaturen von 70⁰C und mehr einem ersten Niedertemperaturwärmetauscher zugeführt wird, der über Brauchwasser als Sekundärwärmetauschmedium gespeist wird. Auf diese Weise kann mit der Neuerungsgemäßen Anlage Brauchwasser von 65°C bis 70⁰C produziert werden, wodurch durch die Legionellenbindung unterbunden werden kann.

Der Durchlauf von Brauchwasser durch diesen Niedertemperaturwärmetauscher kann bedarfsabhängig periodisch eingeschaltet werden. Auf diese Weise wird das ständige Vorhalten eines separaten Heizkreises auf hohem Temperaturniveau für die Herstellung von Brauchwasser mit der Folge der Energieverschwendung verhindert.

Auch bei dieser Variante ist die neuerungsgemäße Ausbildung eines geschlossenen Primärkreislaufs für das Wärmetauschmedium besonders vorteilhaft, da der bei abgeschalteter Brauchwasseraufheizung fehlende Wärmeentzug im entsprechenden Niedertemperaturwärmetauscher zum Beispiel durch Erhöhung der Durchflußmenge der übrigen Sekundärwärmetauschmedien ausgeglichen werden kann.

Die Neuerung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielhaft erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer

neuerungsgemäßen Anlage zur Wärmerückgewinnung aus den heißen Abgasen einer Feuerungsanlage

Fig. 2 in schematisierter Darstellung eine Anlage mit

einem Abgaswärmetauscher für große Leistungen in Blockbauweise für die heißen Abgase im Querschnitt

Fig. 3 eine Variante des Abgaswärmetauschers für eine Anlage gemäß der Fig. 1

Fig. 4 eine weitere Variante des Abgaswärmetauschers für

eine Anlage gemäß der Fig. 1 10

Fig. 5 eine Anlage mit Rohrbündelwärmetauschern.

In der Fig. 1 ist das Schema einer neuerungsgemäßen Anlage und Verfahren zur Rückgewinnung von Wärme aus den Abgasen einer Feuerungsanlage dargestellt, wobei die Feuerungsanlage mit ihrem Brennkessel 1 dargestellt ist. Ein in dem Brennkessel erhitztes Heizmedium H, zum Beispiel Wasser, wird in einem geschlossenen Kreislauf von HV und HR unter Abgabe von Wärme wieder zum Brennkessel zur erneuten Erwärmung zugeführt. Im Heizungsvorlauf HV wird das den Brennkessel verlassende erhitzte Heizmedium einem Wärmeverbraucher, beispielsweise einem Heizungssystem, zugeführt. Hier erfolgt die Wärmeabgabe über Heizkörper zur Erwärmung der Luft von Räumen. Danach wird das Heizmedium im sogenannten Heizungsrücklauf HR erneut in den Brennkessel 1 zur Erwärmung zurückgeleitet, gegebenenfalls nach Durchlaufen eines Niedertemperaturwärmetauschers zwecks Vorwärmung des HR. Die heißen Abgase A aus dem Brennkessel 1 hingegen werden einem Abgaswärmetauscher 6 zur Wärmerückgewinnung der Wärme aus den Abgasen zugeführt und 0 danach in den Kamin abgeleitet. Die heißen Abgase werden beim Durchströmen des Abgaswärmetauschers 6 stark abgekühlt und verlassen den Abgaswärmetauscher als ausgekühltes Abgas AO, das in den Kamin geht. Für die Wärmerückgewinnung aus den Abgasen wird der Abgaswärmetauscher mit einem Wärmetauschmedium beaufschlagt, das in einem geschlossenen Primärkreis G geführt ist. Der Abgaswärmetauscher wird mittels des Primärkreises G unabhängig von der Leistung des Brennkessels betrieben, da der Primärkreis nicht mit dem

Brennkessel 1 gekoppelt wird, und kein Heizungsrücklauf HR als Wärmetauschmedium für den Abgaswärmetauscher eingesetzt wird. Der Primärkreis G des Abgaswärmetauschers wird als eigener Heizkreis geführt und beispielsweise über eine Leitung G zu einer außerhalb des Abgaswärmetauschers angeordneten Niedertemperaturwärmetauschanlage mit mindestens einem oder gemäß Fig. 1 zwei Niedertemperaturwärmetauschern 21, 23 und von dort wieder zurück in den Abgaswärmetauscher 6 geführt, so daß ein geschlossener Primärkreislauf zwischen dem Abgaswärmetauscher 6 und den Niedertemperaturwärmetauschern 21, 23 über die Leitung G gebildet ist. Dieser Primärkreislauf G des Abgaswärmetauschers ist unabhängig von dem Brennkessel 1, da kein Wärmetauschmedium aus dem Abgaswärmetauscher in den Brennkessel 1 zurückläuft.

Ein in diesem Primärkreislauf befindliches Wärmetauschmedium, zum Beispiel Wasser, strömt über die Eintrittsöffnung 10 in den Abgaswärmetauscher 6 ein, durchströmt diesen, wobei es die Wärme aus dem Abgasstrom A aufnimmt und verläßt den Abgaswärmetauscher 6 an der Austrittsöffnung 11 als aufgewärmtes Wärmetauschmedium Pl. Über die Leitung G gelangt es zu einem ersten Niedertemperaturwärmetauscher 21, der auf seiner dem Primärkreis abgewandten sekundären Seite von einem Sekundärwärmetauschmedium, zum Beispiel einem Kältemittel einer Absorptionskältemaschine oder einem hoch zu erwärmendenden Brauchwasser oder einem vorzuwärmenden Heizungsrücklauf 22, durchströmt wird. Dieses erste Sekundärwärmetauschmedium 22 nimmt beim Durchströmen durch den Niedertemperaturwärmetauscher 21 einen Teil der Wärme des Wärmetauschmittels Pl auf und verläßt den Wärmetauscher 21 zum Beispiel als vorerwärmter Heizungsrücklauf 22a. Das Wärmetauschmedium des Primärkreises gelangt nachfolgend in einen zweiten Niedertemperaturwärmetauscher 23, der auf seiner Sekundärseite von einem weiteren dem zweiten Sekundärwärmetauschmedium, zum Beispiel Wasser oder Sole, die nachfolgend über ein Register in einer Lüftungs- oder Klimaanlage Kaltluft vorwärmt, oder von Brauchwasser durchströmt wird. Das zweite Sekundärwärmetauschmedium tritt

mit einer niedrigeren Temperatur als das Wärmetauschmedium Pl am Eintritt 24 in den Niedertemperaturwärmetauscher 23 ein und erwärmt sich beim Durchströmen durch diesen Niedertemperaturwärmetauscher 23 unter Aufnahme der vom Wärmetauschmedium Pl bereitgestellten Wärme und verläßt den Niedertemperaturwärmetauscher 23 als erwärmtes Sekundärwärmetauschmittel 24a. Auf diese Weise wird das im Primärkreislauf geführte Wärmetauschmittel beim Durchströmen durch die Niedertemperaturwärmetauscher 21, 23 stark abgekühlt und kann als abgekühltes Wärmetauschmedium P2 dem Abgaswärmetauscher 6 über die Eintrittsöffnung 10 erneut zugeführt werden, um dem Abgasstrom A des Brennkessels 1 massiv Wärme entziehen zu können. Die Anzahl der Niedertemperaturwärmetauscher bzw. der verschiedenen Sekundärwärmetauschmedien richtet sich nach den Einsatzbedingungen und der durch die Abgase zur Verfugung stehenden austauschbaren Wärmemengen.

In den Primärkreis G ist die drehzahlregelbare Pumpe 100 0 eingebaut, beispielsweise kurz vor Wiedereintritt des aus den Niedertemperaturwärmetauschern rücklaufenden und abgekühlten Wärmetauschmediums P2 in den Abgaswärmetauscher 6 bei Eintritt 10. Mit der Pumpe wird die Durchflußmenge des Wärmetauschmedium im Primärkreis G geregelt und damit die Leistung des Abgaswärmetauschers in bezug auf die auskühlbare Abgasmenge bzw. die aus den Abgasen abzuführende Wärmemenge.

Ein wesentlicher Baustein der neuerungsgemäßen Anlage zur Wärmerückgewinnung ist das Wärmerückgewinnungsgerät für die 0 heißen Abgase, nämlich der Abgaswärmetauscher, wie er in den Ausführungsbeispielen schematisiert in den Fig. 2 bis 5 dargestellt ist, und zwar in Abhängigkeit von den Einsatzbedingungen.

5 Der Abgaswärmetauscher 6 ist als Rohrbündelwärmetauscher gemäß Fig. 4, 5 oder Blockwärmetauscher gemäß Fig. 2, 3 aus imprägniertem Elektrographit hergestellt. Die Rohrbündel oder -blöcke bilden insgesamt einen Wärmetauscher, der nur an einen

Primärkreis für ein wärmeaufnehmendes Medium, nämlich das mit der Wärmetauschanlage für Niedertemperaturabnehmer über die Verbindungsleitungen G in einem geschlossenen Primärkreis geführte Wärmetauschmedium, angeschlossen ist. Der Abgaswärmetauscher 6 gemäß Fig. 2, 3 weist eine Abgashaube 8 0 mit einer Öffnung zum Einströmen des heißen Abgases A von der Feuerungsanlage auf.

Die Gaskanäle 62 verlaufen durch den Abgaswärmetauscher 6 gemäß Fig. 2 und 3 von oben nach unten, die Kanäle 63 für das Wärmetauschmedium horizontal, mit dem Eintritt 10 unten am Abgaswärmetauscher 6 und dem Austritt 11 oben am Abgaswärmetauscher 6. Die Kanäle 63 werden also von unten nach oben von dem Wärmetauschmedium durchströmt. Des weiteren ist der Abgaswärmetauscher gemäß Fig. 2 durch horizontale Trennwände 61, 62, die voneinander vertikal übereinander beabstandet und wechselseitig von der rechten bzw. linken Seite ausgehend bis über die Mitte in den Wärmetauscher hineinragen, unterteilt, und zwar derart, daß der Strömungsweg der heißen Abgase A vom Eintritt über den Bereich 8 von oben nach unten in Mäanderform durch die Gaskanäle 62 um die Trennwände 60, 61 herumgeleitet ist. Dieser mäandrierende Weg M leitet die heißen Abgase A über die Tauscherflächen entgegen der Fließrichtung des eintretenden Wärmetauschmediums. Die Abgase kühlen sich dabei so lange ab, bis sie vor Eintritt in die sich unterhalb des Abgaswärmetauschers 6 an die Gaskanäle 62 anschließende Wendekammer 13 sich fast an das Temperaturniveau des kalt eintretenden Wärmetauschmediums angeglichen haben.

Dieses Wärmetauschmedium P2 weist am Eintritt 10 in den Abgaswärmetauscher 6 eine Temperatur weit unterhalb des Wassertaupunktes der heißen Abgase auf, so daß das sich bildende Kondensat der heißen Abgase in die Wanne 13 in der 5 Abgaswendekammer tropfen kann und das Kondensat über den Ablauf 14 abgezogen werden kann. Das auf diese Weise abgekühlte und vom Kondensat befreite Abgas Al wird nun über einen an einer Seitenwand des Abgaswärmetauschers 6

ausgebildeten Abzugskanal 3 zwischen der Innenwand 15 des Abgaswärmetauschers 6 und der Verkleidung 4 wieder nach oben in Richtung Kamin geleitet. Die Verkleidung 4 besteht aus einem nichtkorrodierenden Material. Der Abzugskanal 3 endet 5 oberhalb der Abgashaube 80, die die Gaskanäle 62 des Abgaswärmetauschers 6 abdeckt. Durch eine weitere von der Abgashaube 80 beabstandeten Außenhaube 81 wird ein Stauraum 16 gebildet, der in das zum Kamin führende Abgasrohr 71 mündet.

Der so gebildete Stauraum 16 weist im Bereich der Abgashaube 80 eine wärmeabgebende Fläche des Abgaswärmetauschers 6 auf, die von den heißen Abgasen im Eintrittsbereich 8 erwärmt wird, so daß sich die dem Stauraum 16 durchströmenden Abgase Al über Kontakt im Kreuzstrom zum Abgas A erwärmen können. Die Erwärmung des Abgases Al erfolgt dabei so weit, daß diese die für den Abzug durch den Kamin erforderliche Temperatur mindestens aufweisen. Damit ist eine Nachkondensation im Kamin und eine Kaminversottung ausgeschlossen. Am Ausgang des Abgasrohres 71 zum Kamin ist ein Ventilator 19 angeordnet, der zur Überwindung der geräteeigenen Widerstände vorgesehen ist. Der Ventilator 19 besitzt einen stufenlos geregelten Antrieb, so daß der Ventilator 19 so betrieben werden kann, daß am Kamineintritt für das Abgas stets ein Unterdruck vorhanden ist.

Der Abgaswärmetauscher 6 ist auf einem Gestell 65 aufgebaut, so daß genügend Raum für die Ableitung des Kondensats und Zugänglichkeit verbleibt.

0 Der Abgaswärmetauscher gemäß Fig. 2 weist eine Leitung B auf, es kann bei geöffnetem Ventil 32 mittels der Pumpe C Kondensat KD aus der Kondensatwanne 13 über die obere Wärmetauscherreihe, d.h. im Eintrittsbereich 8 der heißen Abgase, gespritzt werden, um auf diese Weise eine Reinigung 5 des Abgaswärmetauschers 6 durchzuführen. Nach erfolgter Reinigung wird die Pumpe C wieder abgeschaltet und das Ventil 32 geschlossen, wobei diese Reinigung vorzugsweise in periodischen Abständen erfolgt.

Für die Wärmerückgewinnung der im Abgas A enthaltenen Wärme einschließlich der latenten Wärme nimmt das den Abgaswärmetauscher 6 vom Eintritt 10 zum Austritt 11 durchströmende Wärmetauschmedium die im Abgas enthaltene Wärmemenge auf. Das Wärmetauschmedium verläßt somit den Abgaswärmetauscher 6 an der Austrittsöffnung 11 in erwärmtem Zustand bei zum Beispiel ca. 8O⁰C. Von dort gelangt es durch die Förderung mittels der Pumpe 100 in der Leitung G zu einer Wärmetauschanlage, die von drei Niedertemperaturwärmetauschern 21, 23, 25 gebildet ist. Diese Niedertemperaturwärmetauscher 21, 23, 25 sind vorzugsweise als Kreuz- und/oder Gegenstromwärmetauscher in Plattenbauweise ausgeführt. In der ersten Stufe kühlt sich das Wärmetauschmedium auf das Niveau des in den Niedertemperaturwärmetauscher 21 über die Leitung 22 eintretenden Sekundärwärmetauschmediums, ,zum Beispiel des Heizungsrücklaufs des Heizkreises unter Berücksichtigung üblicher Verluste ab. Das eintretende Sekundärwärmetauschmedium (Heizungsrücklauf) erwärmt sich dabei und wird über die Leitung 22a als erwärmter Heizungsrücklauf dem Brennkessel zugeführt.

Das austretende und bereits teilweise abgekühlte Wärmetauschmedium wird nunmehr dem zweiten Niedertemperaturwärme-tauscher 23 zugeführt. Dieser Niedertemperaturwärmetauscher 23 wird über die Leitung 24 von einem kälteren Sekundärwärmetauschmittel als in der Leitung vorhanden beaufschlagt, etwa Wasser oder Sole, die nachfolgend in einem Register in einer Lüftungs- oder Klimaanlage Kaltluft vorwärmt. Das Wärmetauschmedium kühlt sich unter üblichen Verlusten in dieser zweiten Stufe der Wärmetauschanlage auf das Niveau des die Leitung 24 durchströmenden Sekundärwärmetauschmediums ab. Das derart im Niedertemperaturwärmetauscher 23 erwärmte Sekundärwärmetauschmedium wird dann über die Leitung 24a wieder dem Versorgungssystem zugeführt.

Das aus dem Niedertemperaturwärmetauscher 23 austretende und nunmehr weiter abgekühlte Wärmetauschmedium wird nun dem dritten Niedertemperaturwärmetauscher 25 zugeführt. Dieser Niedertemperaturwärmetauscher 25 wird über die Leitung 26 von einem noch kälteren Sekundärwärmetauschmittel als in der Leitung 24 vorhanden beaufschlagt, etwa Brauchwasser. Das Wärmetauschmedium kühlt sich unter üblichen Verlusten in dieser dritten Stufe der Wärmetauschanlage auf das Niveau des die Leitung 26 durchströmenden Sekundärwärmetauschtnediums ab. Das derart im Niedertemperaturwärmetauscher 25 erwärmte Sekundärwärmetauschmedium wird dann über die Leitung 2 6a wieder dem Versorgungssystem zugeführt.

Das auf diese Weise nochmals weiter abgekühlte Wärmetauschmedium P2 verläßt die Niedertemperaturwärmetauschanlage, um über die Verbindungsleitung G wieder dem Abgaswärmetauscher 6 zugeführt zu werden. Somit dient das auf diese Weise ausgekühlte Wärmetauschmedium P2 als kaltes Medium, um im Abgaswärmetauscher 6 die heißen Abgase bis unter 0 ihren Wassertaupunkt auszukühlen.

Die Auskühlung des Wärmetauschmediums P2 kann auch in weniger oder mehreren Stufen als in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 dargestellt herbeigeführt werden, je nach den vorhandenen Gegebenheiten, in die die Neuerungsgemäße Wärmerückgewinnungsanlage eingebunden werden soll.

Es ist dabei lediglich sicherzustellen, daß die heißen Abgase A beim Durchlaufen des Abgaswärmetauschers 6 hinreichend 0 ausgekühlt werden, also auf zum Beispiel 20⁰C und daß stets eine solche Wärme auch ausgetauscht werden kann, d.h. von der dem Abgaswärmetauscher 6 zugeführten Durchflußmenge des Wärmetauschmediums aufgenommen werden kann. Aus diesem Grunde ist Neuerungsgemäß vorgesehen, die Durchflußmenge des 5 Wärmetauschmediums in Abhängigkeit von der Temperatur des Wärmetauschmediums bei dessen Eintritt in den Abgaswärmetauscher 6 zu regeln. Hierfür wird die Drehzahl der Pumpe 100 im Primärkreis in Abhängigkeit von der gemessenen

Temperatur des Wärmetauschmediums vor dessen Eintritt in den Abgaswärmetauscher geregelt.

Somit wird die Durchflußmenge des Wärmetauschmittels durch die Wärmetauschanlage mit dem Niedertemperaturwärmetauschern 21, 23, 25 und durch den Abgaswärmetauscher 6 gesteuert. Hierfür ist zum Beispiel ein Meßfühler TF für die Temperatur des abgekühlten Primärwärmetauschmediums in der Verbindungsleitung G zwischen dem Ausgang der Wärmetauschanlage aus dem letzten Niedertemperaturwärmetauscher 25 und dem Eintritt 10 in den Abgaswärmetauscher 6 vorgesehen, dessen Meßsignale TR benutzt werden, um die Drehzahl der Pumpe 100 über die Steuerleitung PD zu regeln. Ist das Wärmetauschmedium an der Meßstelle TF zu warm, so wird die Durchflußmenge an Primärwärmetauschmedium über eine erhöhte Drehzahl der Pumpe 100 erhöht, so daß mehr Wärmetauschmedium in der Zeiteinheit die vom Abgas zur Verfügung gestellte Wärme aufnehmen kann, wodurch die Temperatur des Wärmetauschmediums beim Austritt aus dem Abgaswärmetauscher abgesenkt wird und dann wieder ausreichend abgekühltes Wärmetauschmedium dem Abgaswärmetauscher 6 zur Auskühlung der heißen Abgase A in gewünschtem Umfange, nämlich bis möglichst auf eine Temperatur von zum Beispiel 20⁰C zur Verfügung steht.

Es ist auch möglich, die Durchflußmenge, d.h. die Menge der Sekundärwärmetauschmedien in Abhängigkeit von der Temperatur des Wärmetauschmediums des Primärkreises G zum Beispiel bei dessen Eintritt in den Abgaswärmetauscher 6 zu steuern. Hierfür wird die Drehzahl einer nicht dargestellten Pumpe im Versorgungskreis eines oder mehrerer Sekundärwärmetauschmedien in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur des Wärmetauschmediums vor dessen Eintritt in den Abgaswärmetauscher geregelt.

Somit wird lediglich die Durchflußmenge des Sekundärwärmetauschmittels durch die Wärmetauschanlage mit dem Niedertemperaturwärmetauschern 21, 23, 25 gesteuert. Hierfür ist ein Meßfühler TF für die Temperatur des abgekühlten

Wärmetauschmediums in der Verbindungsleitung G zwischen dem Ausgang der Wärmetauschanlage aus dem letzten Niedertemperaturwärmetauscher 25 und dem Eintritt 10 in den Abgaswärmetauscher 6 vorgesehen, dessen Meßsignale TR benutzt werden, um die Drehzahl der Pumpe über die Steuerleitung PD zu regeln. Ist das Wärmetauschmedium an der Meßstelle TF zu warm, so wird die Durchflußmenge an Sekundärwärmetauschmedium über eine erhöhte Drehzahl der Pumpe erhöht. Auf diese Weise wird erreicht, daß stets ausreichend abgekühltes, d.h. kaltes Wärmetauschmedium dem Abgaswärmetauscher 6 zur Auskühlung der heißen Abgase A in gewünschtem Umfange, nämlich bis möglichst auf eine Temperatur von ca. 2O⁰C zur Verfugung steht. Durch die Trennung des Wärmetauschmediums von den Sekundärwärmetauschmedien durch den geschlossenen Primärkreis bleibt die geänderte Durchflußmenge der Sekundärwärmetauschmittel in den Versorgungssystemen gänzlich vom Wärmetauschmedium unbemerkt.

Soll mit einer neuerungsgemäßen Anlage hocherhitztes Brauchwasser erzeugt werden, wird vorteilhaft der erste Niedertemperaturwärmetauscher 21 mit Brauchwasser auf der Leitung 22 gespeist, so daß hocherhitztes Brauchwasser von etwa 65 bis 70⁰C über die Leitung 22a aus dem Niedertemperaturwärmetauscher 21 ausströmt. Bei einem derart hocherwärmten Brauchwasser ist die Bildung von Legionellen zuverlässig unterbunden.

In der Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform eines für die neuerungsgemäße Anlage einsetzbaren Abgaswärmetauschers in 0 Blockbauweise mit nachfolgender Wiedererwärmung des ausgekühlten Abgases für kleinere Kesselleistungen im Vergleich zu Fig. 2 dargestellt. Die heißen Abgase A von der Feuerungsanlage werden in einen Eintrittsbereich 8 oberhalb des eigentlichen Wärmetauschers 6 geleitet, der von einer Abgashaube 80 verschlossen ist. Das im Eingangsbereich 8 befindliche heiße Abgas wird dem Abgaswärmetauscher 6, der hier in Gestalt eines Blockwärmetauschers ausgeführt ist, von oben nach unten durchströmend zugeführt. Der

Abgaswärmetauscher 6 ist beispielsweise als Kreuzstromwärmetauscher aufgebaut, wobei die Kanäle für die heißen Abgase 62 von oben nach unten verlaufen und die Kanäle für das Wärmetauschmedium 63 waagerecht hierzu verlaufen. Der Wärmetauscher ist bevorzugt entweder aus Graphit oder auf der Basis von Keramik hergestellt. Das Wärmetauschmedium aus dem geschlossenen Primärkreis tritt an der Eintrittsöffnung 10 in den Wärmetauscher 6 ein und durchströmt den Wärmetauschblock entlang der Kanäle 63 und entzieht dabei den heißen Abgasen ihren Wärmeinhalt. Anschließend verläßt das Wärmetauschmedium, welches sich nun hoch erwärmt hat, den Wärmetauscher 6 über die Auslaßöffnung 11 und gelangt in bereits dargestellter Weise zu den außerhalb des Abgaswärmetauschers angeordneten beispielsweise einem oder zwei Niedertemperaturwärmetauschern, wie bei Fig. 1 bzw. 2 erläutert und dargestellt.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist die Nachwärmeinrichtung für das abgekühlte Abgas Al als Kreuzstromwärmetauscher 700 zwischen dem Ausgang des von der Abgashaube 80 begrenzten Vorraumes 8 für die heißen Abgase A und dem Eingang zum Abgaswärmetauscher 6 angeordnet. Die Nachwärmeinrichtung 700 enthält Nachwärmkanäle 7, die den aus den Vorraum 8 für die heißen Abgase A austretenden Abgasstrom horizontal durchsetzen, wobei die kalten Abgase in Pfeilrichtung horizontal durch die Nachwärmkanäle 7 strömen. Diese Nachwärmkanäle 7 werden beispielsweise mittels Rohren gebildet, die ebenfalls aus korrosionsfesten Materialien, wie beispielsweise Keramik, hergestellt sind. Das Abgas Al wird zum Beispiel extern über die Leitung 3 zugeführt.

In der Fig. 4 ist der Abgaswärmetauscher 6 als Rohrbündelwärmetauscher mit vertikal verlaufenden Rohren 62 ausgeführt. Die von der Feuerungsanlage kommenden heißen Abgase A treten von unten in den Vorraum 8 vor dem 5 Abgaswärmetauscher 6 ein und durchströmen den Abgaswärmetauscher 6 vertikal von unten nach oben. Dabei werden die Abgase vorteilhaft durch die Rohre 62 des Abgaswärmetauschers 6 geführt, währenddessen das oben in den

Wärmetauscher an der Eintrittsöffnung 10 eintretende Wärmetauschmedium des geschlossenen Primärkreises diese abgasführenden Rohre 62 in den Rohrzwischenräumen 63 umströmt. Dabei kühlt das heiße Abgase A stark aus und das Wärmetauschmedium nimmt diese Wärme auf. Sodann verläßt das Wärmetauschmedium Pl den Abgaswärmetauscher 6 an der am unteren Ende des Abgaswärmetauschers angeordneten Austrittsöffnung 11 und wird in bereits beschriebener Weise über die Leitung G mindestens einem oder mehreren Niedertemperaturwärmetauschern 21, 23, 25 mit ihren jeweiligen Sekundärwärmetauschmedien zugeführt, so daß der Primärkreislauf geschlossen ist.

Da bei diesem Ausführungsbeispiel die Abgase den Abgaswärmetauscher 6 vertikal von unten nach oben durchströmen, erreichen sie den Zustand ihrer stärksten Abkühlung erst im oberen Bereich des Abgaswärmetauschers 6 und folglich kommt es auch erst in diesem oberen Bereich zur Kondensation, da erst dort die Wassertaupunkttemperatur des Abgases unterschritten wird. Das Kondensat läuft nun der Schwerkraft folgend an den Rohren 62 herab und kann aus dem unterseitigen Eintrittsbereich 8 des Wärmetauschers 6 in bereits bekannter, hier jedoch nicht dargestellter Weise entfernt werden. Bei seinem Weg durch den Abgaswärmetauscher nimmt das Kondensat eventuell angefallene Schmutzpartikel mit sich, so daß eine stetige Selbstreinigung des Neuerungsgemäßen Wärmetauschers 6 bei der gezeigten Ausführungsform in Fig. erfolgt. Auf eine in den vorangegangenen Ausführungsbeispielen beschriebene Nachwärmung der Abgase kann ggf. ebenfalls verzichtet werden, da die Strömungsverluste bei dieser Ausführungsform gering sind und der vom Brenner erzeugte Abgasdruck ausreicht, um die Abgase als getrocknetes gekühltes Abgas AO aus dem Austrittsbereich 13b des Abgaswärmetauschers 6 in den Kamin zu entlassen.

Selbstverständlich ist es in Abwandlung dieses Ausführungsbeispieles auch möglich, einen Rohrbündelwärmetauscher 6 mit Abgasführung in den

Zwischenräumen 63 zwischen den das Wärmetauschmedium führenden Rohren 62 auszubilden.

Zur Steuerung der Durchflußmenge des Wärmetauschmediums im Primärkreis G ist die drehzahlregelbare Pumpe 100 vorgesehen, die beispielsweise in Abhängigkeit von der Wiedereintrittstemperatur des Wärmetauschmediums in den Abgaswärmetauscher bei 10 geregelt wird.

In der Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform der neuerungsgemäßen Wärmerückgewinnungsanlage teilweise schematisiert dargestellt. Analog zu dem vorangegangenen Beispiel wird wiederum ein Abgaswärmetauscher 6 von einem Wärmetauschmedium in einem geschlossenen Primärkreislauf durchströmt. Das Wärmetauschmedium tritt an einer Eintrittsöffnung 10 in den Abgaswärmetauscher 6 ein, wird im Abgaswärmetauscher 6 erwärmt und tritt als erwärmtes Wärmetauschmedium aus der Austrittsöffnung 11 des Abgaswärmetauschers 6 wieder aus. Über eine Leitung G gelangt 0 es sodann zu einem Niedertemperaturwärmetauscher 21, der mit einem Sekundärwärmetauschmedium von einer Leitung 2 2 beaufschlagt wird, so daß ein Wärmetausch zwischen dem heißen Wärmetauschmedium und dem Sekundärwärmetauschmedium erfolgt, wobei das Wärmetauschmedium abgekühlt wird und das Sekundärwärmetauschmedium den Niedertemperaturwärmetauscher als erwärmtes Sekundärwärmetauschmedium in der Leitung 22a wieder verläßt. Über eine in der Leitung G angeordnete drehzahlgeregelte Pumpe 10 0 gelangt das derart ausgekühlte Wärmetauschmedium wieder in den Abgaswärmetauscher 6, so daß der geschlossene Primärkreislauf für das Wärmetauschmedium gebildet ist, wobei die neuerungsgemäße Temperaturregelung des Wärmetauschmediums über die drehzahlgeregelte Pumpe 100 analog zum ersten Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 bzw. 2 erfolgt.

Der Abgaswärmetauscher 6 gemäß der Fig. 5 ist dabei wiederum als Rohrbündel-Wärmetauscher ausgeführt und weist in seinem Inneren Kanäle 62 zur Führung des heißen Abgases A und Kanäle

OO **»*# &idigr; &diams; &idigr; · &idigr; J ·**

63 zur Führung des Primärtauschmediums zwischen der Einlaßöffnung 10 und der Auslaßöffnung 11 auf. Zur Erzielung besonders kompakter Abmessungen sind die Rohrbündel mit den Kanälen 62, 63 innerhalb eines rohrförmigen Gehäuses 15 geführt, dessen Außendurchmesser nur unwesentlich größer als die Rauchgasleitung 200 der Feuerungsanlage ist, durch die die heißen Abgase A herangeführt werden. Anschließend an den Abgaswärmetauscher 6 ist mittels Spannschrauben 130 ein Kondensatabscheider 13a befestigt, in dem das infolge der Abkühlung der Abgase im Abgaswärmetauscher 6 anfallende Kondensat von dem ausgekühlten Abgas abgeschieden wird und über eine Kondensatleitung 14 entfernt werden kann. Sodann verläßt das Abgas die Neuerungsgemäße Anlage als ausgekühlter Abgasstrom Al. Dieser Abgasstrom Al kann nun wahlweise noch einer hier nicht dargestellten Nachwärmeeinrichtung für die Abgase zugeführt werden oder ohne Nachwärmung an die Umgebung abgegeben werden.

Ein derartiger Rohrbündel-Abgaswärmetauscher 6 kann sowohl für liegende oder stehende Anordnung der die heißen Abgase führenden Rohre 62 vorgesehen werden, wobei besonders kompakte Abmessungen des Abgaswärmetauschers 6 möglich sind, so daß eine derartige Neuerungsgemäße Wärmerückgewinnungsanlage auch für kleinere Kesselleistungen und für verschiedene industrielle und gewerbliche Anwendungen verwendbar ist. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wird über die in Abhängigkeit von der Temperatur des Wärmetauschmittels geregelte Drehzahl der Pumpe 100 eine genaue Einregelung der Temperatur des Wärmetauschmediums an der Eintrittsöffnung 10 des 0 Abgaswärmetauschers 6 auf einen vorgegebenen Sollwert bewirkt, so daß ein stets guter Wirkungsgrad und Anpassung an unterschiedliche Leistungen der neuerungsgemäßen Wärmerückgewinnung sichergestellt ist.

Claims

«&diams;&diams; if·· · &diams; ·«* G 95060/960131 Schut&zgr;ansprüche

1. Anlage zur Rückgewinnung von Wärme aus den Abgasen von Feuerungsanlagen durch Abkühlen der Abgase mit einem Abgaswärmetauscher für das Durchleiten und Abkühlen der von der Feuerungsanlage kommenden heißen Abgase und mit einem den Abgaswärmetauscher durchströmenden Wärmetauschmedium, wobei für das Wärmetauschmedium des Abgaswärmetauschers ein geschlossener Primärkreis ausgebildet ist und für die Abkühlung des im Abgaswärmetauscher erwärmten Wärmetauschmediums außerhalb des Abgaswärmetauschers eine ein- oder mehrstufige Niedertemperaturwärmetauschanlage für einen oder mehrere Niedertemperaturabnehmer ausgebildet ist, die zwischen dem Austritt des erwärmten und dem Wiedereintritt des abgekühlten Wärmetauschmediums aus bzw. in den Abgaswärmetauscher an den Primärkreislauf angeschlossen ist und im Primärkreis des Wärmetauschmediums außerhalb des Abgaswärmetauschers eine regelbare Pumpe zur Regelung der Durchflußmenge des Wärmetauschmediums des geschlossenen Primärkreises angeordnet ist.

2. Anlage nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe für die Regelung der Durchflußmenge des Wärmetauschmediums des Primärkreises 0 mit einem im Primärkreis außerhalb des Abgaswärmetauschers angeordneten Meßfühler zur Regelung der Drehzahl der Pumpe in Abhängigkeit von der Temperatur des abgekühlten Wärmetauschmediums des Primärkreises versehen ist.

5

3. Anlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe zur Regelung der Durchflußmenge des Wärmetauschmediums des Primärkreises

24 * .·«&diams;%&ldquor;:

zwischen dem Niedertemperaturwärmetauscher und dem Abgaswärmetauscher im Primärkreis angeordnet ist.

4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuführleitung des Sekundärwärmetauschmediums mindestens eines Niedertemperaturabnehmers zu der

Niedertemperaturwärmetauschanlage eine regelbare Pumpe angeordnet ist, die mit einem im Primärkreis zwischen der Niedertemperaturwärmetauschanlage und dem Abgaswärmetauscher angeordneten Meßfühler zur Regelung der Drehzahl der Pumpe in Abhängigkeit von der Temperatur des Wärmetauschmediums des Primärkreises versehen ist.

5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistung des Abgaswärmetauschers in bezug auf die Abkühlung unterschiedlich großer Abgasmengen mittels der im Primärkreis zirkulierenden Menge bzw. Durchflußmenge des Wärmetauschmediums bestimmbar ist und ein Abgaswärmetauscher vorgegebener Größe an verschiedene Kesselgrößen der Feuerungsanlage anschließbar ist.

6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, daß für die Nachwärmung der bis unter den Taupunkt abgekühlten Abgase auf eine für den Abzug im Kamin ausreichende Temperatur ein KreuzStromwärmetauscher vorgesehen ist, der mit den heißen Abgasen beaufschlagbar ist.

7. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch Einsatz eines als Rohrbündelwärmetauscher ausgebildeten Abgaswärmetauschers, der innere Kanäle zur Führung der heißen Abgase und Kanäle 5 zur Führung des Wärmetauschmediums des Primärkreises zwischen einer Einlaßöffnung und einer Auslaßöffnung des Abgaswärmetauschers aufweist und wobei ein die Rohrbündel umgebendes rohrförmiges Gehäuse mit einem nur wenig

größeren Außendurchmesser als dem Außendurchmesser der anzuschließenden Abgasleitung vorgesehen ist und bei dem an das rohrförmige Gehäuse auf dem dem Anschluß der Abgasleitung gegenüberliegenden stirnseitigen Ende ein Kondensatabscheider befestigt ist und der Abgaswärmetauscher in vertikaler oder horizontaler Lage einsetzbar ist.

8. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, daß der Abgaswärmetauscher aus imprägniertem Elektrographit hergestellt ist und sich vertikal erstreckende Gaskanäle für das heiße Abgas und sich waagerecht erstreckende Kanäle für das Wärmetauschmedium des Primärkreises aufweist und gegebenenfalls mittels versetzt angeordneter, sich waagerecht teilweise über die Breite des Abgaswärmetauschers erstreckender Trennwände ein mäandrierender Weg der heißen Abgase durch den Abgaswärmetauscher von oben nach unten durchlaufend gebildet ist.

9. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abgaswärmetauscher vorgesehen ist, dessen Eingangsstufe als Rohrbündelwärmetauscher mit Rohren aus Edelstahl für hohe Abgastemperaturen des Abgases und dessen Ausgangsstufe aus Graphit für niedrige Temperaturen des Abgases insbesondere unterhalb des Säuretaupunktes hergestellt ist.