DE3010343C2

DE3010343C2 - Verfahren zur Wärmerückgewinnung aus Rauchgasen

Info

Publication number: DE3010343C2
Application number: DE3010343A
Authority: DE
Inventors: Erich Pöhlmann; Christian Dipl.-Ing. 8650 Kulmbach Schneider
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-03-18
Filing date: 1980-03-18
Publication date: 1986-09-25
Also published as: DE3010343A1

Abstract

Kontaktelektroden-Anordnung für Lichtbogen- oder Widerstandsschmelzöfen, mit einer außerhalb der Ofenmauerung angeordneten Basisplatte, mit der die Hälse mehrere Elektroden leitend verbunden sind, wobei der übrige Teil der Elektroden in die Ofenausmauerung hineinragt und mit der in dem Ofenherd befindlichem Schmelze Kontakt hat. Die Basisplatte (6) ist unterhalb des Ofenbodens (4) in Abstand angebracht. Zwischen Basisplatte und Ofenboden ist damit ein Zwischenraum (7) geschaffen, in dem ein die Elektrodenhälse (8), die Ofen-Außenseite und die Basisplatte (6) kühlendes Fluid, insbesondere Luft, fließen kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmerückgewinnung aus Rauchgasen gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Die bei den Verbrennungsvorgängen in Wärmeerzeugern zum Beispiel in öl- oder gasbefeuerten Kesselanlagen entstehenden Rauchgase führen bei der Verbrennung gebildetes Wasser in Form von Dampf mit sich und durch den Schornstein in die Umgebung ab. Dies bedeutet, daß die Rauchgase bei den üblichen Schornsteinkonstruktionen mit einer minimalen Temperatur in diese eingeleitet werden müssen, die bei etwa 170⁰C liegt, damit eine Kondensation des Dampfes im Schornstein vermieden wird, insbesondere bei ölbefeuerten Kesselaniagen würden bei einer solchen Kondensation die sich mit dem Wasserdampf bildende Schwefelsäure sehr schnell zu einer Versottung des Schornsteines führen.

Die im Wasserdampf noch vorhandene latente Wärme wird also nicht genutzt. Die Verlustwärme kann dabei definiert werden, als Differenz zwischen dem oberen Heizwert H₀ (Brennwert) und dem unteren Heizwert H_u. Die Differenz zwischen H₀ und H_u ist der Betrag der ungenutzten Verdampfungswärme des in den Rauchgasen in Form von Dampf enthaltenen Wassers.

Es ist nun grundsätzlich möglich, die Rauchgase unter den Taupunkt abzukühlen und die zurückgewonnene Wärme dem Heizungssystem nutzbar zuzuführen. Es sind hier bereits sogenannte Rauchgaswärmetauscher bekannt, in welchen als Wärmetauschmedium üblicherweise das Rücklaufwasser von Warmwasserheizungen verwendet wird. Da die Temperatur der Rauchgase hier auf etwa 60 bis 70° C absinkt, können sie nicht mehr problemlos in den Schornstein eingeleitet werden. Es wurde eingangs gesagt, daß zur Vermeidung einer Kondensation der Rauchgase im Schornstein eine Mindesttemperatur von etwa 170° C nötig ist.

Nach einem anderen bekannten Verfahren werden die zu hundert Prozent gesättigten Rauchgase durch Beimischen eines Teiles der heißen Rauchgase wieder hochgeheizt und damit getrocknet. Die hierfür notwendige Energie wird aber den heißen Rauchgasen entzogen und kann damit nicht mehr in anderer Weise genutzt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde. Mittel und Wege aufzuzeigen, wie die in den Rauchgasen noch enthaltene, bisher ungenutzte oder nur unter Inkaufnahme der genannten Nachteile genutzte Energie in praktisch vollem Umfange zurückgewonnen und dem Heizungssystem nutzbar zugeführt werden kann.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß in einer Wärmepumpenanordnung aus Wärmeerzeuger, Verdampfer und Wärmetauscher die Rauchgase eines als Wärmeerzeuger dienenden, direkt befeuerten Kessels vor Einführung in den Schornstein zunächst unter die Umgebungstemperatur abgekühlt und anschließend durch Umweltwärme wieder auf Umgebungstemperatur aufgeheizt werden.

Da die Schornsteinvvandung nicht kälter sein kann als die Außenluft wird die vorbeschriebene schädliche Nachkondensation im Schornstein mit Sicherheit vermieden.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens wird neben dem bekannten ersten ein zweiter Wärmetauscher eingesetzt, wobei im ersten Wärmetauscher bekannterweise den heißen Rauchgasen ein Teil ihrer Wärme entzogen und dem Rücklaufwasser der Warmwasserheizung des Heizungssystems zugeführt wird, während im zweiten mit dem verdampften Kältemittel beaufschlagten Wärmetauscher die Rauchgase bis fast auf V<;rdampfungstemperatur des Kältemittels abgekühit werden können.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Beschreibung sowie der Zeichnung, die rein schematisch eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt, näher erläutert.

Der ganzen als Absorptionswärmepumpe 1 arbeitenden Anordnung wird die Energie Q, zugeführt. Aus der zur Verfügung stehenden Umweltwärmequelle, hier der Außenluft 2, entzieht die Wärmepumpe 1 in einem Wärmetauscher 3 Umweltenergie Qo\- Die zum Heizen abgegebene Nutzwärme Qn setzt sich folglich aus den zugeführten Energien Q,- und Qo ι abzüglich der Verlustwärme <?vzusammen.

In dem gewählten Beispiel wird die in Verlustwärme Qv enthaltene Verdampfungswärme und auch die sensible Wärme in einem Wärmetauscher 4,4' durch Abkühlung der Rauchgase unter den Taupunkt und unter die Umgebungstemperatur der Wärmepumpe 1 als Wärmemenge Qo2 und Qor wieder zugeführt. Die abgekühlten Rauchgase werden anschließend durch die Wandungen der rauchgasführenden Teile 5 durch Zufuhr der Umweltwärme Qk ι nacherwärmt, ebenso kann auch eine Nacherwärmung durch Beimischen von Umgebungsluft und damit einer Zufuhr der Wärme Qk 2 erfolgen.
Gegebenenfalls kann, da die älteren Rauchgase nun keinen eigenen Auftrieb mehr haben, zur Förderung derselben über den Schornstein ins Freie ein kleines Rauchgasgebläse 6 vorgesehen sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Wärmerückgewinnung aus Rauchgasen mittels einer Wärmepumpe und eines Rauchgaswärmetauschers mit dem Rücklaufwasser einer Warmwasserheizung als Wärmetauschmedium, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Wärmepumpenanordnung aus Wärmeerzeuger, Verdampfer und Wärmetauscher die Rauchgase eines als Wärmeerzeuger dienenden, direkt befeuerten Kessels vor Einführung in den Schornstein zunächst unter die Umgebungstemperatur abgekühlt und anschließend durch Umweltwärme wieder auf Umgebungstemperatur aufgeheizt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außer in einem Wärmetauscher, in dem den heißen Rauchgasen ein Teil ihrer Wärme entzogen und dem Rücklaufwasser der Warmwasserheizung des Heizungssystems zugeführt wird, ein einem zweiten Wärmetauscher mit dem verdampften Kältemittel die Rauchgase bis fast auf dessen Verdampfungstemperatur abgekühlt werden.