DE3005431C2 - Process for utilizing the calorific value of solid, liquid or gaseous fuels by recovering the energy contained in combustion exhaust gases and a device for carrying out the process - Google Patents

Process for utilizing the calorific value of solid, liquid or gaseous fuels by recovering the energy contained in combustion exhaust gases and a device for carrying out the process

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DE3005431C2 DE19803005431 DE3005431A DE3005431C2 DE 3005431 C2 DE3005431 C2 DE 3005431C2 DE 19803005431 DE19803005431 DE 19803005431 DE 3005431 A DE3005431 A DE 3005431A DE 3005431 C2 DE3005431 C2 DE 3005431C2
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß der Maßnahmen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 5.
Es sind bereits Geräte bekannt, mittels derer die im Abgas eines durch eine Feuerung beheizten Kessels enthaltene Energie z. B. zur Erwärmung von Brauchwasser asugenutzt werden soll. Nach der DE-PS 88 851 ist z. B. vorgeschlagen worden, die Heizgase in einem Berieselungswärmetauscher mit einem Kontaktmittel im Gegenstrom mit fein verteiltem Wasser auf Lufttemperatur zu kühlen. Das hierdurch erwärmte Wasser wird in einem Wärmetauscher mit dem zu erwärmenden Mittel wie Brauchwasser im Gegenstrom in Wärmeaustausch gebracht. Bei diesem Gerät besteht der Nachteil, daß die Berieselung der Kontaktkammer permanent erfolgt. Hierbei besteht die Gefahr einer Oberfeuchtung des Abgases, so daß im Schornstein der Taupunkt unterschritten wird mit der Folge einer Beschädigung des Schornsteins. Da das Abgas dieses bekannten Geräts stets ungehindert durch den Abgasaustrittsstutzen austreten kann, erfolgt bei einer Unterbrechung der Befeuerung sehr schnell eine Auskühlung des Berieselungswärmetauschers. Bei einem Gerätebetrieb mit Unterbrechung treten daher relativ hohe Wärme-Verluste auf. In der DE-PS 87 198 ist ein Heißwasserofen beschrieben, bei dem oberhalb der Brennkammer ein Berieselungswärmetauscher angeordnet ist, über dem eine Benetzungseinrichtung installiert ist. Die in demThe invention relates to a method according to the measures of the preamble of claim 1 and a device for performing the method according to the features of the preamble of claim 5.
There are already devices known by means of which the energy contained in the exhaust gas of a boiler heated by a furnace z. B. to be used for heating domestic water. According to DE-PS 88 851 z. B. has been proposed to cool the heating gases in a sprinkling heat exchanger with a contact means in countercurrent with finely divided water to air temperature. The water heated in this way is brought into heat exchange in a heat exchanger with the medium to be heated, such as service water, in a countercurrent flow. This device has the disadvantage that the contact chamber is irrigated permanently. There is a risk of over-humidification of the exhaust gas, so that the chimney falls below the dew point, with the consequence of damage to the chimney. Since the exhaust gas of this known device can always exit unhindered through the exhaust gas outlet connection, the sprinkling heat exchanger is cooled very quickly if the firing is interrupted. When the device is operated with an interruption, relatively high heat losses therefore occur. In DE-PS 87 198 a hot water furnace is described in which a sprinkling heat exchanger is arranged above the combustion chamber, over which a wetting device is installed. The one in that

Berieselungswärmetauscher vorhandene Schicht aus z. B. Metallwolle oder Metallspänen wird durch das Abgas aus der Brennkammer erwärmt und gibt Wärmeenergie auf das von oben eingespritzte Wasser ab. Die Schicht in dem Beneselungswärmetausche·· wird permanent aufgeheizt, um das von oben ständig herabrieselnde Wasser erwärmen zu können. Dieser Heißwasserofen weist die gleichen Nachteile auf wie das Gerät nach der DE-PS 188 851.Sprinkling heat exchanger existing layer of z. B. metal wool or metal shavings is through the exhaust is heated from the combustion chamber and transfers thermal energy to the water injected from above. the Layer in the wet heat exchange becomes permanent heated in order to be able to warm up the water continuously trickling down from above. This hot water oven has the same disadvantages as the device according to DE-PS 188 851.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, das es ermöglicht, mit nur kleinen Wassermengen das Rauchgas fast auf Wassereintrittstemperatur abzukühlen, um hierbei auch den durch die Feuchtigkeit in dem Abgas gebundenen Wärmeinhalt des Verbrennungswassers zurückzugewinnen zu können.The object of the invention is to provide a method and a device for carrying out the method to create that makes it possible to bring the flue gas almost to the water inlet temperature with only small amounts of water to cool down in order to also reduce the heat content of the combustion water bound by the moisture in the exhaust gas to be able to win back.

Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe durch die Maßnahmen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1. In einer weiteren Ausgestaltung besteht die Erfindung in einer Vorrichtung gemäß de.· Merkma-Ie des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 5.According to the invention, the object is achieved by the measures of the characterizing part of claim 1. In a further embodiment, the invention consists in a device according to the features of the characterizing part of claim 5.

Weitere Maßnahmen und Merkmale der Erfindung werden in den Unteransprüchen beschrieben.Further measures and features of the invention are described in the subclaims.

In den Zeichnungen sind Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen beispielsweise dargestellt. Es zeigtIn the drawings, embodiments of the devices according to the invention are shown by way of example. It shows

F i g. 1 eine Vorrichtung in einer schematischen Seitenansicht im Schnitt,F i g. 1 shows a device in a schematic side view in section,

F i g. 2 eine weitere Ausbildung einer Vorrichtung in einer Seitenansicht im Schnitt,F i g. 2 shows a further embodiment of a device in a side view in section,

F i g. 3a bis c weitere Ausbildungen der Kontaktkammern in schematischen Teilansichten im Schnitt.F i g. 3a to c further embodiments of the contact chambers in schematic partial views in section.

Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung 1 besteht aus einem als Einspritzkühler 37 dienenden Abgasrohrabschnitt, der mit dem Abgasrohr 55 des Kessels verbunden ist und einem Berieselungswärmetauscher 2. Ferner ist ein weiterer Behälter 3 für rückgekühltes Kühlwasser vorgesehen. In dem Berieselungswärmetauscher 2 befindet sich horizontal eine gelochte Bodenplatte 4, auf der als Kontaktmittel 13 Füllkörper in ungeordneter oder geordneter Schüttung 39 vorhanden sind, deren Oberfläche und Masse als Benetzungs- und Wärmeaustauschfläche sowie als Wärmespeichennasse genutzt wird. Zur Ausnutzung der von dem Abgas abgegebenen Energie sind ferner Wärmetauscher 22, 23,24 vorgesehen. Oberhalb der Schüttung 39 befindet sich am Ausgang des Berieselungswärmetauschers 2 eine Benetzungseinrichtung 41 sowie in Strömungsrichtung hinter dieser eine Rauchgasabsperreinrichtung 8. In dem Abgasstutzen 14 ist eine elektrische Zusatzheizung 29 vorgesehen. Die Zirkulation des zur Wärmeaufnahme aus dem Abgas dienenden Kühlwassers erfolgt über Leitungen 7,44,45 des Kühlwasserkreislaufs.The in F i g. The device 1 shown in FIG. 1 consists of an exhaust pipe section serving as an injection cooler 37, which is connected to the exhaust pipe 55 of the boiler and a sprinkling heat exchanger 2. Furthermore another container 3 is provided for recooled cooling water. In the irrigation heat exchanger 2 there is a perforated bottom plate 4 horizontally, on which the contact means 13 filler bodies in a disordered manner or ordered bed 39 are present, the surface and mass of which act as a wetting and heat exchange surface as well as being used as heat storage liquid. To utilize the emitted by the exhaust gas Energy heat exchangers 22, 23, 24 are also provided. Above the bed 39 is at the exit of the sprinkling heat exchanger 2, a wetting device 41 and behind in the direction of flow this a smoke gas shut-off device 8. In the exhaust gas connection 14, an additional electrical heater 29 is provided. The cooling water used to absorb heat from the exhaust gas is circulated via pipes 7,44,45 of the cooling water circuit.

Die Funktion der Vorrichtung 1 ist wie folgt: Vor Eintritt der Brennstoffverbrennung werden die Umwälzpumpen 5,12 eingeschaltet. Das Magnetventil 6 ist jetzt noch geschlossen. Der Wasserdruck in der Leitung 7 hebt die während der Stillstandszeit geschlossene Rauchgasabsperreinrichtung 8 durch Druckbeaufschlagung des Faltenbalgs 9 an, so daß der Abgasweg freigegeben wird. Durch gleichzeitige Betätigung des Endschalters 10 über den Schaltarm 10a wird die Brennstoffverbrennung eingeschaltet, so daß die Luftvorspülung beginnen kann. Gleichzeitig wird an die Steuereinheit 11 für das Magnetventil 6 Spannung gelegt. Hierdurch wird in Impulsen über das Magnetventil 6 und die Benetzungseinrichtung 41 Kühlwasser auf die Kontaktmittel 13 gespritzt. Die Benetzungseinrichtung 41 ist hierbei so ausgebildet, daß das Kühlwasser gleichmäßig auf die Oberfläche der Kontaktmittel 13 gelangt Die Kühlwassermenge läßt sich sowohl über die Impulsfolge als auch über die Impulsdauer mittels der Steuereinheit 11 einstellen. Außerdem ist es möglich, die Abgastemperatur im Abgasstutzen 14 in Abhängigkeit von der Kühlwassertemperatur in der Leitung 7 und/oder der Temperatur des erhitzten Kühlwassers im Bereich oberhalb der gelochten Bodenplatte 4 des Berieselungswärmetauschers 2 der Steuereinheit 11 als Regelgröße aufzuschalten. Durch das Aufsprühen des Kühlwassers in Impulsen ist es möglich, auch kleine Wassermengen gleichmäßig auf die Kontaktmittel 13 zu verteilen, was Voraussetzung für eine gleichmäßige Abgasabkühlung ist Bei einem an einer (!»feuerungsanlage beispielsweise durchgeführten Versuch, bei dem als Kontaktmittel 13 Koks verwandt wurde, konnte bei einer Wassereintrittsternperatur von 80C eine Rauchgasabkühlung von 17O0C auf 26° C erreicht werden. Hierbei wurde in einem Abstand von einer Minute ein Liter Kühlwasser etwa gleichmäßig über einen Zeitraum von 5 bis 10 see auf die Kontaktmittel 13 aus Koks verteilt. Das am unteren Abschnitt des Berieselungswärmetauschers 2 austretende Kühlwasser erwärmte sich hierbei auf ca. 45° C. Bei diesem Versuch wurde in den Einspritzkühler 37 kein Kühlwasser eingespritzt.The function of the device 1 is as follows: Before the fuel combustion occurs, the circulation pumps 5, 12 are switched on. The solenoid valve 6 is now still closed. The water pressure in the line 7 raises the smoke gas shut-off device 8, which is closed during the downtime, by applying pressure to the bellows 9, so that the exhaust gas path is opened. By simultaneous actuation of the limit switch 10 via the switching arm 10a, the fuel combustion is switched on so that the air pre-purge can begin. At the same time, voltage is applied to the control unit 11 for the solenoid valve 6. As a result, cooling water is sprayed onto the contact means 13 in pulses via the solenoid valve 6 and the wetting device 41. The wetting device 41 is designed in such a way that the cooling water reaches the surface of the contact means 13 evenly. It is also possible to switch the exhaust gas temperature in the exhaust gas nozzle 14 to the control unit 11 as a control variable depending on the cooling water temperature in the line 7 and / or the temperature of the heated cooling water in the area above the perforated base plate 4 of the sprinkling heat exchanger 2. By spraying the cooling water in pulses, it is possible to distribute even small amounts of water evenly on the contact means 13, which is a prerequisite for uniform exhaust gas cooling. be able at a Wassereintrittsternperatur of 8 0 C, a flue gas cooling of 17O 0 C to 26 ° C was reached. This was distributed in an interval of one minute, one liter of cooling water approximately uniformly over a period of 5 to 10 lake on the contact means 13 of coke. The cooling water exiting at the lower section of the sprinkling heat exchanger 2 was heated to approx. 45 ° C. In this experiment, no cooling water was injected into the injection cooler 37.

Die Einspritzdüse 38 des Einspritzkühlers 37 ermöglicht eine Voreindüsung, wodurch das Abgas auf etwa die Temperatur abgekühlt wird, die das Kühlwasser im unteren Bereich des Berieselungswärmetauschers 2 in der Bodenkammer 33 besitzt. Hierdurch ist es möglich, den Berieselungswärmetauscher 2 mit seinen Einrichtungen aus Kunststoff herzustellen, da nur eine geringe Temperaturbeaufschlagung erfolgt. Der Einsatz teurer metallischer Werkstoffe ist somit nicht erforderlich. Zum Schutz des Berieselungswärmetauschers ist am Eintritt des Abgases nach Durchströmen des Einspritzkühlers 35 ein Thermostat 15 vorgesehen, der die Brennstoffverbrennung bei Überschreitung der eingestellten Temperatur abschaltet und z. B. den Brenner verriegelt.The injection nozzle 38 of the injection cooler 37 enables a pre-injection, whereby the exhaust gas to about the temperature is cooled, which the cooling water in the lower area of the sprinkling heat exchanger 2 in the bottom chamber 33 has. This makes it possible to use the sprinkling heat exchanger 2 with its facilities made of plastic, since there is only a low temperature exposure. The use more expensive metallic materials is therefore not required. To protect the sprinkling heat exchanger is on Entrance of the exhaust gas after flowing through the injection cooler 35, a thermostat 15 is provided which the Fuel combustion switches off when the set temperature is exceeded and z. B. the burner locked.

Bei Verbrennung von Heizöl wird durch den Waschvorgang das Prozeßwasser sauer, so daß zur Neutralisation dem Kühlwasser Zusätze beigemischt werden müssen. Hierzu ist eine Dosiereinrichtung 16 an der Anschlußleitung 42 vorgesehen, durch die das in den Einspritzkühler 37 einzuspritzende Kühlwasser mit Wasserzusätzen versetzt wird. Durch diesen Reinigungseffekt wird erreicht, daß die Umweltbelastung durch die Heizungsanlage erheblich reduziert wird. Ferner wird durch die Waschwirkung des Verfahrens auch der Anteil an Feststoffen im Abgas erheblich herabgesetzt, so daß auch insoweit die Umweltbelastung verringert wird.When heating oil is burned, the washing process makes the process water acidic, so that it is neutralized Additives must be added to the cooling water. For this purpose, a metering device 16 is on the connection line 42 is provided through which the cooling water to be injected into the injection cooler 37 with water additives is moved. Through this cleaning effect it is achieved that the environmental pollution by the Heating system is significantly reduced. Furthermore, the washing effect of the process also increases the proportion of solids in the exhaust gas is considerably reduced, so that the environmental pollution is also reduced in this respect.

Die Feststoffe im Kühlwasser können sich am Boden 17 der Bodenkammer 33 des Berieselungswärmetauschers 2 absetzen. Die feineren Bestandteile werden im Filter 18 abgeschieden, der in der Leitung 44 angeordnet ist.The solids in the cooling water can settle at the bottom 17 of the bottom chamber 33 of the irrigation heat exchanger 2 drop. The finer components are separated in the filter 18, which is arranged in the line 44 is.

Durch das hohe erzielbare Temperaturniveau ist es möglich, die Wärme auch an das Heizungssystem zu übertragen. Hierfür ist z. B. der Wärmetauscher 22 vorhanden, der im Gegenstrom von dem Heizungswasserrücklauf beaufschlagt wird. Die Temperatur des Heizungsrücklaufwassers beträgt über den größten Zeitraum der Heizperiode zwischen 30 und 5O0C, so daß für einen Wärmeaustausch zwischen dem Kühlwasser und dem Heizungsrücklaufwasser eine ausreichende Temperaturdifferenz zur Verfügung steht. Dem Wärmetau-Due to the high temperature level that can be achieved, it is possible to transfer the heat to the heating system. For this purpose z. B. the heat exchanger 22 is present, which is acted upon in countercurrent by the heating water return. The temperature of the heating return water is over the greatest period of time the heating period between 30 and 5O 0 C, so that a sufficient temperature difference is a heat exchange between the cooling water and the heating return water. The heat exchanger

■ scher 22 ist ein weiterer nach dem Gegenstromprinzip arbeitender Wärmetauscher 23 nachgeschaltet, in dem Brauchwasser aufgeheizt wird. Durch das Thermostatventil 25 auf der Heizseite wird erreicht, daß das Kühlwasser nur mit einer bestimmten vorgegebenen Temperatur, z. B. 2O0C, in den Behälter 3 abfließen kann. Eine weitere Abkühlung kann durch den als Verdampfer ausgebildeten Wärmetauscher 24 einer Wärmepumpenanlage erreicht werden. Über diesen Verdampfer wird dem Kühlwasser Wärme entzogen. Bei Einsatz eines Verdampfers muß der Thermostat des Ventils 25 in der Leitung 45 hinter dem Verdampfer angeordnet werden. Die Kühlwassertemperatur in dem Behälter 3 könnte dann auf ca. 5° C herabgesetzt werden. Bei Unterschreitung des am Niveauschalter 21 eingestellten Wasserstandes wird das Magnetventil 19 wieder geschlossen, so daß eine Wärmebeaufschlagung der Wärmetauscher 22,23,24 nicht erfolgen kann.■ shear 22 is a further working according to the counterflow principle downstream heat exchanger 23, in which domestic water is heated. The thermostat valve 25 on the heating side ensures that the cooling water only has a certain predetermined temperature, e.g. B. 2O 0 C, can flow into the container 3. Further cooling can be achieved by means of the heat exchanger 24, which is designed as an evaporator, of a heat pump system. Heat is extracted from the cooling water via this evaporator. When using an evaporator, the thermostat of the valve 25 must be arranged in the line 45 after the evaporator. The cooling water temperature in the container 3 could then be reduced to approx. 5 ° C. If the water level set at the level switch 21 is not reached, the solenoid valve 19 is closed again so that the heat exchangers 22, 23, 24 cannot be subjected to heat.

Das überschüssige kondensierte Verbrennungswasser kann über den Überlauf 27 am Behälter 3 frei ablaufen. Bei Unterschreitung eines Mindestwasserstandes im Behälter 3 wird die Feuerung über den Niveauschalter 26 abgeschaltet. Bei Abschaltung der Feuerung durch den Regelthermostaten des Kessels wird die Pumpe 5 ausgeschaltet, wodurch der Druck in der Leitung 7 abfällt und die Rauchgasabsperreinrichtung 8 schließt.The excess condensed combustion water can run off freely via the overflow 27 on the container 3. If the water level falls below a minimum in container 3, the firing is switched on via the level switch 26 switched off. When the furnace is switched off by the boiler's control thermostat, the Pump 5 is switched off, as a result of which the pressure in line 7 drops and the smoke gas shut-off device 8 closes.

Diese besteht aus einer kreisringförmig ausgebildeten Wasserrinne 28, deren mittige Durchbrechung 28f> mittels einer Glocke 28a verschließbar ist Durch das Eintauchen der Glocke 28a in die Wasserrinne 28 wird ein vollkommener Verschluß des Abgasausganges erzielt. Während der Stillstandszeit können somit nur noch Strahlungsverluste an der Anlage auftreten.This consists of a circular ring Gully 28, the central opening 28f> by means of a bell 28a can be closed. By immersing the bell 28a in the water channel 28, a complete closure of the exhaust gas outlet achieved. During the downtime, you can only Radiation losses occur on the system.

Die Rauchgasabsperreinrichtung 8 kann außerdem zur Drucküberwachung für das in den Berieselungswärmetauscher 2 einzuspritzende Kühlwasser verwendet werden. Bei Unterschreitung eines Mindestdruckes in der Leitung 7 beginnt die Rauchgasabsperreinrichtung 8 zu schließen, worauf die Feuerung über den Endschalter 10 abgeschaltet wird. Durch die besondere Ausbildung der Rauchgasabsperreinrichtung 8 wird somit eine sichere Funktion der Vorrichtung 1 erzieltThe flue gas shut-off device 8 can also be used to monitor the pressure in the sprinkling heat exchanger 2 cooling water to be injected can be used. If the pressure falls below a minimum in the line 7 begins to close the flue gas shut-off device 8, whereupon the furnace over the limit switch 10 is switched off. Due to the special design of the flue gas shut-off device 8, a safe operation of the device 1 achieved

Wenn die Feuerung und der Schornstein es nicht zulassen, daß die Anlage mit rauchgasseitigem Überdruck betrieben wird, muß zur Abführung der Rauchgase ein Abgasventilator installiert werden. Bei dichtem Schornstein könnte dieses unmittelbar am Abgasstutzen 14 des Eierieselungswärmetauschers 2 erfolgen. Bei undichtem Schornstein müßte der Abgasventilator im Bereich der Schornsteinmündung angeordnet werden. Wegen des stark verminderten Abgasvolumens aufgrund des Ausscheidens von Verbrennungswasser und der Abkühlung dies Abgases, kann in vorhandenen Schornsteinen auch ein handelsübliches Kunststoffrohr eingesetzt werden, um den Strömungswiderstand in dem Schornstein zu verringern. Sofern ein Einsatz eines Abgasventilators nicht möglich ist, kann zur Temperaturerhöhung der Rauchgase zwecks Erzielung eines natürlichen Zugs in dem Abgasstutzen 14 eine elektrische Heizung29 installiert werden. Der Energieaufwand für diese Heizung 29 ist im Vergleich zu dem Energiegewinn aus der Kondensation des Wasserdampfes im Abgas gering, sofern die Aufheizung Temperaturen von 20 bis 40° C nicht übersteigt If the furnace and the chimney do not allow the system to have excess pressure on the flue gas side is operated, an exhaust fan must be installed to remove the flue gases. With a tight chimney this could take place directly on the exhaust gas nozzle 14 of the egg-trickling heat exchanger 2. If there is a leak In the chimney, the exhaust fan would have to be located in the area of the chimney mouth. Because of the greatly reduced exhaust gas volume due to the separation of combustion water and cooling this exhaust gas, a commercially available plastic pipe can also be used in existing chimneys, to reduce the flow resistance in the chimney. Provided that an exhaust fan is used is not possible, to increase the temperature of the smoke gases in order to achieve a natural draft in an electric heater29 is installed in the exhaust gas connection 14 will. The energy expenditure for this heater 29 is in comparison to the energy gain from the condensation of the water vapor in the exhaust gas is low, provided that the heating does not exceed temperatures of 20 to 40 ° C

Bei einer Ausbildung der Vorrichtung wie in F i g. 1 dargestellt, ist es möglich, daß das Brauchwasser in der inenge durch den Wärmetauscher 23 strömt wie es an den betreffenden Zapfstellen benötigt wird. Allerdings sollte die maximal zulässige Durchströmmenge durch ein Drosselorgan 31 begrenzt werden. Wegen der beliebigen Brauchwasserzapfung ist es erforderlich, die während des Feuerungsbetriebes aus dem Abgas zurückgewonnene Wärme im Kühlwasser selbst zu speichern Dieses erfordert, daß die Bodenkammer 33 und der Behälter 3 entsprechend groß dimensioniert werden müssen. When the device is designed as in FIG. 1 shown, it is possible that the domestic water in the flows through the heat exchanger 23 as it is required at the relevant tapping points. However the maximum permissible flow rate should be limited by a throttle element 31. Because of any It is necessary to tap the domestic water that is recovered from the flue gas during operation of the furnace To store heat in the cooling water itself This requires that the bottom chamber 33 and the container 3 must be dimensioned accordingly large.

In F i g. 2 ist eine weitere Vorrichtung la dargestellt, bei der aus dem Abgas Wärmeenergie zurückgewonnen wird. Bei dieser Vorrichtung la wird das von den Wärmetauschern 22, 23, 24 zurückfließende Kühlwasser direkt in die Leitung 7 und von dort in Abhängigkeit von der Impulsfolge des Magnetventiles 6 über die Benetzungseinrichtung 41 in den Berieseiungswärmetauscher 2 gefördert. Die Durchflußmenge des Kühlwassers wird somit ausschließlich von der Steuereinheit 11 über das Magnetventil 6 bestimmt. Damit das umlaufende Kühlwasser ausreichend gekühlt werden kann, muß der Brauchwasserdurchfluß in Abhängigkeit von der Austrittstemperatur am Wärmetauscher 23 über das Thermostatventil 34 gesteuert werden.
Dies bedeutet, daß der Brauchwasserdurchfluß allein von dem Wasserbedarf der Vorrichtung la bestimmt ist.In Fig. 2 shows another device la, in which thermal energy is recovered from the exhaust gas. In this device 1 a, the cooling water flowing back from the heat exchangers 22, 23, 24 is conveyed directly into the line 7 and from there into the irrigation heat exchanger 2 via the wetting device 41 as a function of the pulse sequence of the solenoid valve 6. The flow rate of the cooling water is thus determined exclusively by the control unit 11 via the solenoid valve 6. So that the circulating cooling water can be adequately cooled, the flow of process water must be controlled as a function of the outlet temperature at the heat exchanger 23 via the thermostatic valve 34.
This means that the process water flow is determined solely by the water requirement of the device la.

Bei einer Ausbildung einer Anlage gemäß F i g. 2 ist deshalb für die Brauchwasserbereitung ein druckloser Brauchwasserspeicher erforderlich.When a system is designed according to FIG. 2 is therefore an unpressurized one for domestic water heating Domestic hot water tank required.

Die Steuereinheit 11 regelt den Betrieb der Vorrichtungen 1, la in Abhängigkeit von anlagenspezifischen Parametern. Zu deren Erfassung können Sensoren 56, 57 in und den Leitungen 7, 44 sowie Meßwertübertragungsglieder von der Kesselregelung vorgesehen sein. Hierdurch ist es möglich, die Vorrichtungen 1, la den jeweils vorhandenen Kesselanlagen individuell anzupassen. The control unit 11 regulates the operation of the devices 1, la depending on system-specific parameters. Sensors 56, 57 in and the lines 7, 44 as well as measured value transmission elements from the boiler control can be provided. This makes it possible to individually adapt the devices 1, la to the boiler systems present in each case.

In den F i g. 3a bis 3c sind weitere Ausbildungen der Einsätze der Kontaktkammer 35 dargestellt. So ist es z. B. möglich, auf der Bodenplatte 4 in Abständen voneinander vertikale gewellte Stäbe 47 anzuordnen, deren Oberfläche beim Einspritzen von Wasser mit einem Wasserfilm bedeckt wird, an dem das Abgas im Gegenstrom vorbeiströmt. Ferner können auf der Bodenplatte 4 in Abständen voneinander vertikale Stäbe 48 vorgesehen sein, auf die kugelförmige Kontaktkörper 49 aufgesteckt sind. Durch diese kugelförmigen Kontaktkörper 49 wird wie bei den gewellten Stäben 47 eine Verwirbelung des durchströmenden Abgases erzielt. Es ist auch möglich, oberhalb der Bodenplatte 4 eine Deckplatte 51 vorzusehen, die zu den Durchbrechungen der Bodenplatte 4 deckungsgleiche Durchbrechungen aufweist Die einander zugewandten Durchbrechungen der Deckplatte 51 und Bodenplatte 4 sind mittels vertikaler Rohre 50 verbunden. Das durch die Benetzungseinrichtung 41 in die Kontaktkammer 35 eingespritzte Kühlwasser bildet einen Wasserfilm an der Innenwandung der Rohre 50. Das Abgas strömt zwischen diesem im Querschnitt kreisringförmig ausgebildeten Wasserfilm im Gegenstrom durch die Rohre 50. Bei dem hierbei erfolgenden Wärmeaustausch wird das Abgas ausreichend abgekühltIn the F i g. 3a to 3c show further designs of the inserts of the contact chamber 35. That's the way it is z. B. possible to arrange vertical corrugated rods 47 on the base plate 4 at a distance from each other, the When water is injected, the surface is covered with a film of water on which the exhaust gas flows in countercurrent flows past. Furthermore, vertical rods 48 can be provided on the base plate 4 at intervals from one another be on the spherical contact body 49 are attached. Through this spherical contact body 49, as in the case of the corrugated rods 47, a swirling of the exhaust gas flowing through is achieved. It is also possible to provide a cover plate 51 above the base plate 4, which leads to the openings in the base plate 4 has congruent openings The mutually facing openings of The top plate 51 and the bottom plate 4 are connected by means of vertical tubes 50. That through the wetting device 41 cooling water injected into the contact chamber 35 forms a water film on the inner wall of the pipes 50. The exhaust gas flows between this water film, which has a circular cross-section in countercurrent through the tubes 50. With the heat exchange that takes place here, the exhaust gas becomes sufficient cooled down

Es ist auch möglich, andere als die beschriebenen Kontaktmittel zu verwenden sowie die Benetzungseinrichtung 41 den jeweiligen konstruktiven Gegebenheiten angepaßt unterschiedlich auszubilden. Sie kann als Benetzungssegment ausgebildet sein, das eine oder mehrere Düsen aufweist und in einer Ebene oberhalb des Kontaktmittels auf einer Kreisbahn rotiert Bei ent-It is also possible to use other contact means than those described, as well as the wetting device 41 to be adapted differently to suit the respective structural conditions. You can use it as a Be formed wetting segment, which has one or more nozzles and in a plane above of the contact means rotates on a circular path.

77th 2020th 11 30 05 43130 05 431 sprechender Einstellung des Düsenquerschnitts und descorresponding setting of the nozzle cross-section and the 2525th 11 Fließdrucks in den Düsen kann durch intervallartige BeFlow pressure in the nozzles can be determined by interval-like loading 3030th 8 I8 I. regnung des Kontaktmittels der gleiche Effekt erzieltThe same effect is achieved by sprinkling the contact agent 3535 II. werden wie bei Verwendung einer pulsierend Kühlwasbe like when using a pulsating cooling water II. ser abspritzenden feststehenden Düse. Entscheidend ist 5water spraying fixed nozzle. The decisive factor is 5 4040 II. lediglich, daß dem durch Abgas erwärmten Kontaktmitonly that the contact heated by exhaust gas 4545 11 tel durch Wasser Wärme entzogen wird, wobei nur sotel heat is withdrawn by water, with only so 5050 II. viel Kühlwasser zugeführt wird, wie zum Wärmeausa lot of cooling water is supplied, such as for heat output 5555 II. tausch erforderlich ist. Eine Überflutung der Kontaktexchange is required. A flood of contact COCO II. kammer und damit des Kontaktmittels durch Wasser- 10chamber and thus the contact means through water 10 «5«5 Überschuß wird somit vermieden. Von Vorteil ist esExcess is thus avoided. It is an advantage 11 auch, daß das Abgas in dem Einspritzkühler 37 durch imalso that the exhaust gas in the injection cooler 37 by im 11 Gleichstrom eingespritztes Kühlwasser nicht nur abgeDirect current injected cooling water is not only discharged kühlt, sondern auch beschleunigt wird. Druckverlustecools, but also accelerates. Pressure drops des Abgases in der Anlage können hierdurch kompen- 1515 siert werden, so daß der Zug am Schornstein nicht bebe siert so that the draft on the chimney is not einträchtigt wird.is impaired. Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings II.
JJ !! : ί : ί ikik

Claims (14)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Ausnutzung des Brennwertes von festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen durch Rückgewinnung der in den Verbrennungsabgasen enthaltenen Energie, bei dem das Abgas aus der Brennkammer von unten durch einen Berieselungswärmetauscher mit Abgasstutzen strömt und Kühlwasser im Kreislauf geführt das Kontaktmittel im Berieselungswärmetauscher mit Benetzungseinrichtung im Gegenstrom zum Abgas mit einstellbarer Intensität benetzt und in einem Wärmetauscher zurückgekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor Eintritt der Brennstoffverbrennung eine Umwälzpumpe für das Kühlwasser eingeschaltet, die Rauchgasabsperrvorrichtung am Berieselungswärmetauscher durch den Druckanstieg des Kühlwassers geöffnet und ein Endschalter betätigt wird, wodurch die Brennstoffverbrennung eingeschaltet und gleichzeitig ein Magnetventil in der Kühlwasserleitung angesteuert wird, worauf Kühlwasser impulsartig durch die Benetzungseinrichtung in den Berieselungswärmetauscher eingespritzt wird.1. Process for utilizing the calorific value of solid, liquid or gaseous fuels by recovering the energy contained in the combustion exhaust gases, in which the exhaust gas from the combustion chamber flows from below through a sprinkling heat exchanger with exhaust gas nozzle and Cooling water circulated, the contact medium in the sprinkling heat exchanger with wetting device wetted in countercurrent to the exhaust gas with adjustable intensity and in a heat exchanger is cooled back, characterized in that before the fuel combustion occurs a circulation pump for the cooling water is switched on, the flue gas shut-off device on the sprinkling heat exchanger opened by the pressure increase of the cooling water and a limit switch actuated is switched on, whereby the fuel combustion and at the same time a solenoid valve in the Cooling water line is controlled, whereupon cooling water pulsed through the wetting device is injected into the irrigation heat exchanger. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in das Abgas vor Eintritt in den Berieselungswärmetauscher Wasser eingespritzt wird, das zuvor den Berieselungswärmetauscher durchströmt hat.2. The method according to claim 1, characterized in that in the exhaust gas before entering the sprinkling heat exchanger Water is injected that has previously flowed through the sprinkling heat exchanger. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser im Gleichstrom mit dem Abgas eingespritzt wird.3. The method according to claim 2, characterized in that the water in cocurrent with the Exhaust gas is injected. 4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das einzuspritzende Wasser vorgewärmt wird.4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that the water to be injected is preheated will. 5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem Berieselungswärmetauscher (2), der aus einer Kontaktkammer (35) mit Kontaktmittel (13), einer Bodenkammer (33), einer horizontalen gelochten Bodenplatte (4) zwischen Bodenkammer und Kontaktkammer, einer Benetzungseinrichtung (41) und einem Abgasstutzen (14) besteht, einem Abgasrohr (55) zwischen Brennkammer und Bodenkammer (33) und einem Kühlwasserkreislauf (J, 44, 45), der Bodenkammer (33), Umwälzpumpe (12), Wärmetauscher (22, 23, 24) und Benetzungseinrichtung (41) verbindet, gekennzeichnet durch eine Rauchgasabsperrvorrichtung (8), die aus einer kreisringförmig ausgebildeten Wasserrinne (28) besteht, deren mittige Durchbrechung {2%b) mittels einer Glocke (28a) verschließbar ist, wobei die Glocke (28a,) mittels eines Schaltarms (10a,/ mit einem Endschalter (10) und mittels eines Faltenbalgs (9) mit dem Kühlwasserkreislauf in Verbindung steht, und ein im Kühlwasserkreislauf vor der Benetzungseinrichtung (41) angeordnetes Magnetventil (6).5. Device for performing the method according to one of claims 1 to 4, with a sprinkling heat exchanger (2) consisting of a contact chamber (35) with contact means (13), a bottom chamber (33), a horizontal perforated bottom plate (4) between the bottom chamber and contact chamber, a wetting device (41) and an exhaust gas nozzle (14), an exhaust pipe (55) between the combustion chamber and bottom chamber (33) and a cooling water circuit (J, 44, 45), the bottom chamber (33), circulation pump (12), Heat exchanger (22, 23, 24) and wetting device (41) connects, characterized by a flue gas shut-off device (8), which consists of an annular water channel (28) whose central opening {2% b) can be closed by means of a bell (28a) , wherein the bell (28a,) is connected to the cooling water circuit by means of a switching arm (10a, / with a limit switch (10) and by means of a bellows (9), and a in the cooling water circuit in front of the wetting device Sealing (41) arranged solenoid valve (6). 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Abgasrohr (55) eine Einspritzdüse (38) angeordnet ist, die mit dem Kühlwasserkreislauf über einen Abzweig (46) und eine Leitung (42) verbunden ist.6. Apparatus according to claim 5, characterized in that an injection nozzle in the exhaust pipe (55) (38) is arranged, which is connected to the cooling water circuit via a branch (46) and a line (42) is connected. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Kühlwasserkreislauf zwischen den Wärmetauschern (22, 23, 24) und der Benetzungseinrichtung (41) bzw. der Rauchgasabsperreinrichtung (8) ein Behälter (3) für rückgekühltes7. Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that in the cooling water circuit between the heat exchangers (22, 23, 24) and the wetting device (41) or the smoke gas shut-off device (8) a container (3) for re-cooled Kühlwasser angeordnet istCooling water is arranged 8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (42) mit einer Dosiereinrichtung (16) für chemische Wasserzusätze verbunden ist8. Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that the line (42) with a metering device (16) related to chemical water additives 9. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Kühlwasserkreislauf nach der Umwälzpumpe (12) ein Filter (18) angeordnet ist. 9. Apparatus according to claim 5 to 8, characterized in that a filter (18) is arranged in the cooling water circuit after the circulating pump (12). 10. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Kontaktmittel auf der Bodenplatte (4) des Berieselungswärmetauschers (2) im Abstand voneinander vertikal gewellte Stäbe (47) angeordnet sind.10. Apparatus according to claim 5 to 9, characterized in that the contact means on the base plate (4) of the sprinkling heat exchanger (2) spaced vertically corrugated rods (47) are arranged. U. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Kontaktmittel auf der Bodenplatte (4) des Berieselungswärmetauschers (2) in Abständen voneinander vertikale Stäbe (48) mit aufgesteckten kugelförmigen Kontaktkörpern (49) angeordnet sind.U. Apparatus according to claim 5 to 9, characterized in that the contact means on the base plate (4) of the sprinkling heat exchanger (2) spaced apart from each other vertical rods (48) with attached spherical contact bodies (49) are arranged. 12. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Kontaktmittel auf der Bodenplatte (4) des Berieselungswärmetauschers (2) eine lose Schüttung aus Koks, Raschigringen oder Kugeln angeordnet ist12. Apparatus according to claim 5 to 9, characterized in that the contact means on the base plate (4) of the sprinkling heat exchanger (2) a loose bed of coke, Raschig rings or balls is arranged 13. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Kontaktmittel in der Kontaktkammer (35) Ketten (69) aus Metall oder Kunststoffvertikal angeordnet sind.13. Apparatus according to claim 5 to 9, characterized in that the contact means in the contact chamber (35) Chains (69) made of metal or plastic are arranged vertically. 14. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Kontaktkammer (35) eine gelochte Deckplatte (51) deckungsgleich zu den Durchbrechungen der Bodenplatte (4) angeordnet ist und daß die Durchbrechungen in der Deckplatte (51) und Bodenplatte (4) durch Rohre (50) verbunden sind.14. Apparatus according to claim 5 to 9, characterized in that above the contact chamber (35) a perforated cover plate (51) is arranged congruently with the openings in the base plate (4) is and that the openings in the cover plate (51) and base plate (4) are connected by tubes (50) are.
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