DE3040939A1

DE3040939A1 - Anordnung zur rueckgewinnung eines teils der aus kaminen, abluftanlagen etc. ausstroemenden abgasen immanenten waerme

Info

Publication number: DE3040939A1
Application number: DE19803040939
Authority: DE
Inventors: Wilhelm 2807 Achim Koziollek
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-10-30
Filing date: 1980-10-30
Publication date: 1982-06-03

Description

30. Okt. 198α

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Kickgewinnung eines Teils der aus Kaminen, Abluftanlagen etc. ausströmenden Abgasen inmanenter Wärme.

Es ist allgemein bekannt, dass bis zu 30 % der für die Heizung von Gebäuden oder Schwimmbädern oder dgl. aufgewendeten Energie (Brennstoffenergie) als Abgas ungenutzt über Kamine ins Freie entweichen. Ähnlich verhält es sich bei Abluftanlagen.

Der Erfinder hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine Anordnung zu schaffen, mittels der sich in einfacher Weise ein Grossteil der aus Kaminen, Abluftanlagen etc. ausströmenden Abgasen immanenten Wärme für die Wiederverwendung rückgewinnen lässt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass im Kamin oder Abluftkanal mindestens ein von einem Wärmetauschermedium durchströmter Rohr- oder dgl.-wärmetauscher angeordnet ist, wobei die Abgase mittels eines Gebläses durch den Wärmetauscher und Kamin bzw. Abluftkanal hindurch ins Freie gedruckt oder gesaugt werden.

Auf Grund des erfindungsgemäss vorgesehenen Gebläses, das bei öl- oder Gasgebläsebrennern ohnehin vorhanden ist, ist eine äusserst starke Abkühlung des durch den Kamin entweichenden Abgases möglich, ohne dass Abzugsprobleme entstehen. Der im Kamin oder Abluftkanal angeordnete Wärmetauscher kann also für eine starke Abkühlung der Abgase dimensioniert werden, mit der Folge, dass eine entsprechend hohe Wärmerückgewinnung erzielt wird.

ORIGINAL INSPECTED

30A0939

Bei entsprechender Dirnen si bnierung des Wärmetauschers lassen sich mehr als 70 % der Abgas- bzw. Abluftwärme für Heizzwecke oder zur Erwärmung von Brauchwasser etc. rückgewinnen. Insbesondere kann mittels der vorliegenden Erfindung in Übergangszeiten und im Winter das Wasser von Schwimmbädern vorteilhaft erwärmt werden.

Der Wärmetauscher ist vorzugsweise an einen Wärmetauscherkreislauf angeschlossen, der Teil eines Heizkreislaufes ist. Dabei kann dann ohne besonderen installationstechnisehen Aufwand das durch den im Heizkreislauf angeordneten Kaminwärmetauscher erwärmte Wärmetauschermedium über ein Mischventil dem durch den Ul- oder Gasgebläsebrenner in einem Heizkessel oder dgl. unmittelbar erwärmten Medium je nach Bedarf zugemischt werden.

Da die erfindungsgemässe Anordnung eine extrem starke Abkühlung der Abgase erlaubt, ist es unschädlich, im Kamin einen zweiten Rohr- oder dgl. -wärmetauscher anzuordnen, der an einen separaten Wärmetauscherkreislauf, vorzugsweise Brauchwasser- und/oder Vorwärmkreislauf angeschlossen ist. Dieser Vorwärmkreislauf kann einen Vorwärmboiler umfassen, der mit einem Hauptboiler für die Speicherung von Brauchwasser etc. fluidverbunden ist. An den Vorwärmboiler ist dann eine Kaltwasserleitung angeschlossen. Dieses in den Vorwärmboiler vorzugsweise an dem tiefsten Punkt desselben eingeleitete Kaltwasser wird mittels einer Pumpe durch den entsprechend zugeordneten Kaminwärmetauscher gepumpt, in diesem erwärmt und dem Vorwärmboiler an einem höheren Punkt desselben wieder zugeführt. Von dort gelangt das vorgewärmte (z. B. auf 30° C vorgewärmt) Wasser in den Hauptboiler.

Bei .Anordnung von zwei Wärmetauschern im Kamin erfährt das den Brennraum mit einer Temperatur von 200 bis 300° C verlassende Abgas eine Abkühlung auf etwa 30 bis 40° C.
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Die Wärmetauscherrohre befinden sich vorzugsweise in einem sich im wesentlichen unmittelbar an den Gebläsebrenner bzw. Heizkessel anschliessenden, von aussen leicht zugänglichen Abschnitt des Kamins, von dem eine Kondensatleitung zu einem Kondensatbehälter führt. Die Einrichtung zur Ableitung von Kondensatwasser ist von gewisser Wichtigkeit, da sich eine Kondensatbildung an der Oberfläche der Wärmetauscherrohre nicht vermeiden lässt. Bei einer besonders einfachen und insbesondere wartungsfreundlichen Konstruktion wird der die Wärmetauscherrohre aufnehmende Abschnitt des Kamins durch einen vorzugsweise von oben (über einen Deckel) zugänglichen Behälter gebildet, dessen Boden eine Abgaseinlassöffnung sowie eineKondensatauffangrinne aufweist, in die die Kondensatleitung mündet, und über dessen aufrechte Seitenwände sich die Wärmetauscherrohre von unten nach oben bis auf Hohe einer Abgasauslassöffnung erstrecken. Die Kondensatauffangrinne befindet sich unterhalb der Rohrschlangen, erstreckt sich also am Boden des die Wärmetauscherrohre aufnehmenden Behälters längs der aufrechten Seitenwände.

Die Kondensatauffangrinne besitzt vorzugsweise ein sich zur Mündung der Kondensatleitung hin erstreckendes Gefälle.

Die Wärmetauscherrohre des zweiten Wärmetauscherβ eind vorteilhafterweise in einem Trageinsatz angeordnet, der sich z. B. von oben in den die Wärmetaus dierrohre des ersten Wärmetauschers aufnehmenden Behälter

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einsetzen laset. Der Trageinsatz wird vorzugsweise in den erwähnten Behälter gehängt.

TJm eine lange Lebensdauer zu gewährleisten, bestehen die Wärmetauscherrohre und der diese aufnehmende Behälter sowie Trageinsatz jeweils aus korrosionsbeständigem, insbesondere schwefelresistentent Material.

Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Anordnung anhand der anliegenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 eine Heizungsanlage mit zwei im Kamin angeordneten Wärmetauschersystemen, und Pig. 2 einen Kaminwärmetauscher in schematischem Schnitt und in vergrössertem Masstab.

Die in Fig. 1 dargestellte Heizungsanlage umfasst einen öl- oder Gasgebläsebrenner 1a, einen Heizkessel 1, einen Hauptboiler 20 und eine Kesselvorlaufleitung 5, die über ein Sicherheitsventil 6 zu einem Mischventil (4-Wege-Mischventil) 7 führt. Mittels des Mischventils 7 ist die Kesselvorlaufleitung 5 mit einer Kesselrücklaufleitung 5' und/oder einer Heizungs-Vorlaufleitung 10 fluidverbindbar. In der Heizungsvorlaufleitung 10 sind noch eine Umwälzpumpe 8 sowie ein Absperrschieber 9 angeordnet.

An den Heizkessel 1 schliesst sich ein Kamin 4- an, der eine Rauchgasleitung 2, einen Wärmetauscherabschnitt 3 und einen Schornstein 40 umfasst. Der Värmetauscherabschnitt 3 weist zwei voneinander getrennte Wärmetauscher 3' und 3" auf, wobei⁵sich jeweils um Ro Irr wärme tauscher handelt, wie Pig. 2 deutlich zeigt. Der erste Hohrwärmetauscher 3' ist im Heizungsrücklauf 12, 12' angeordnet, wobei über

die Leitung 12' das im Wärmetauscher 3¹ erwärmte Heizmedium, ζ. B. Wasser, dem Mischventil 7 zugeführt wird, über das es dem durch den Brenner 1a unmittelbar erwärmten Heizmedium zugemischt werden kann.

Der zweite Wärmetauscher 3" ist an einen gesonderten Wärmetauscherkreislauf 17» 17* angeschlossen, der einen Vorwärmeboiler 16 umfasst. An den Vorwärmeboiler 16 ist eine Kaltwasserleitung 15 angeschlossen, über die in den Vorwärmeboiler Kaltwasser eingeleitet wird. Von dort wird das Kaltwasser mittels einer Pumpe 18 über eine Leitung 17 dem zweiten Wärmetauscher 3" zugeführt, um von dort über eine Leitung 17' vorgewärmt wieder in den Vorwärmeboiler zurückgeführt zu werden. Der Einlass für das im zweiten Wärmetauscher 3^U vorgewärmte Wasser befindet sich an einem oberen Punkt des Vorwärmeboilers 16, während die Zuführung des Kaltwassers möglichst an der tiefsten Stelle des Vorwärmeboilers 16 erfolgt.

Vom Vorwärmeboiler 16 wird das vorgewärmte Wasser über eine Leitung 19 in einen Hauptboiler 20 geleitet und dem sich dort befindlichen Warmwasser zugemischt. Über eine Warmwasserleitung 21 kann dann je nach Bedarf aus dem Hauptboiler 20 Warmwasser entnommen werden.

Wie I"ig. 1 erkennen lässt, ist in der Verbindungsleitung 12¹ zwischen dem ersten Wärmetauscher 3¹ und dem Mischventil 7 noch ein Absperrschieber 28 vorgesehen. Ferner ist an <|er Keeselrücklauf leitung 5¹ noch ein Ausdehnungsgefäss 11 angeschlossen. Die Entleerung des Kesselkreislaufes ist über eine an die Kesselrücklaufleitung 5' angeschlossene Entleerungsleitung 22 möglich.

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Sich im Wärme tauscher ab schnitt 3 bildendes Kondensatwasser wird über eine Kondensatleitung 13 in einen Kondensatbehälter abgeleitet.

Gemäss fig. 2 wird der die Värmetauscherrohre aufnehmende Abschnitt 3 des Kamine durch einen von oben über einen Deckel 29 zugänglichen Behälter 23 gebildet, dessen Boden eine Abgaseinlassöffnung 25 sowie eine sich entlang der aufrechten Seitenwände 30 des Behälters erstreckende Kondensatauffangrinne 24 aufweist, in die die Kondensatleitung 13 mündet, und über dessen aufrechte Seitenwände sich ein Wärmetauscherrohr 31 schraubenförmig von unten nach oben bis auf Höhe einer Abgasauslassöffnung 26 erstreckt. Die Anschlüsse des Wärmetauscherrohres 31 sind in Fig. 2 mit den Bezugsziffern 32 und 33 gekennzeichnet. Das Wärmetauscherrohr 31 bildet den zweiten Wärmetauscher 3^U·

Der erste Wärmetauscher 3¹ wird ebenfalls durch eine schraubenförmige Rohrschlange 34· gebildet. Die Anschlüsse an diese Rohrschlange sind in Hg. 2 mit den Bezugszeichen 35 und 36 gekennzeichnet. Die den ersten · Wärmetauscher 3" bildende Rohrschlange 34 ist in einem Einsatz 27 angeordnet, der von oben her in den Behälter 23 einsetzbar ist. Zur Reinigung des Wärmetauscherabschnitts 3 wird der den -ersten Wärmetauscher 3* aufnehmende Einsatz 27 aus dem Behälter 23 herausgezogen, so dass dann auch die sich über die aufrechten Seitenwände 30 des Behälters 23 erstreckende Rohrschlange 31 zur Reinigung gut zugänglich ist.

Es hat sich gezeigt, dass sich an den Wärmetauscherrohren keine Russpartikel absetzen. Die Russpartikel werden durch sich auf der Oberfläche der Rohrschlangen 31, 34 bildendes Kondensatwasser mitgenommen und tropfen mit diesem in die unterhalb der Rohrschlangen

31, 34- angeordnete Kondensatauffengrinne 24, von der sie über die Kondensatleitung 13 in den Kondensatbehälter 14 gelangen. Die !Rohrschlangen 31» 34 bleiben verblüffenderweise selbst nach längerer Gebrauchsdauer vollkommen blank bzw. sauber.

Mittels der beiden Wärmetauscher 3' und 3" lässt sich eine Abkühlung von Abgasen von 200 bis 300° C auf etwa 30 bis 50° C erzielen. Abzugsprobleme durch den Schornstein ergeben sich auf Grund des Gebläsedruckes (Gebläsebrenner 1a) nicht.

Sämtliche in den Unterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Damit es nicht zu einer Durchfeuchtung des Schornsteins kommt, kann es erforderlich sein, ein Spezialrohr in den Schornstein einzuziehen.

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Leerseite

Claims

Henkel, Kern, FsBerft Kanzel Patentanwälte

Registered Representatives

before the

European Patent Office

Wilhelm Koziollek Möh!straBe37

Finienweg 12 D-8000 München 80

Achim-Baden Tel.: 089/982085-67

Telex: 0529802 hnkl d

Telegramme: ellipsoid

30. Okt. 1980

Anordnung zur Rückgewinnung eines Teils der aus Kaminen, Abluftanlagen etc. ausströmenden Abgasen immanenten Wärme

Patentansprüche

Anordnung zur Rückgewinnung eines Teils der aus Kaminen, Abluftanlagen etc. ausströmenden Abgasen immAnenten Wärme, dadurch gekennzeichnet, dass im Kamin (4) oder Abluftkanal mindestens ein von einem Wärmetauschermedium durchströmter Rohroder dgl. -wärmetauscher (3¹; 3") angeordnet ist, wobei die Abgase mittels eines Gebläses durch den Wärmetauscher und Kamin bzw. Abluftkanal hindurch ins Freie gedrückt «der gesaugt werden.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläse Teil eines öl- oder G-asgebläsebrenners (1a) ist.
3. Anordnung nach Anspruch. 1 oder 2, dadurch, gekeimzeichnet, dass der Wärmetauscher (3') an einen Strömungsmittel- bzw. Wärmetauscherkreislauf angeschlossen ist.
4. Anordnung nach Anspruch 3i dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Wärmetauscherkreislauf um den Teil eines Heizkreislaufes (12, 12', 10) handelt, wobei der Wärmetauscher (3¹) vorzugsweise im Heizrücklauf (12, 12¹) angeordnet ist.
5- Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Rohr- oder dgl. -wärmetauscher (3") im Kamin (4) oder Abluftkanal vorgesehen ist,der an einen separaten Wärme- ; tauscherkreislauf, vorzugsweise Brauchwasser- '

und/oder Vorwärmkreislauf (17* 16, 17') ange- !

schlossen ist. !
6. Anordnung nach Anspruch 5j dadurch gekennzeichnet, dass der Vorwärmkreislauf (17* 16, 17') einen Vorwärmboiler (16) umfasst, der mit einem Hauptboiler (20) für die Speicherung von Brauchwasser etc. fluidverbunden ist.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Wärmetauscherrohre in einem sich im wesentlichen unmittelbar an den Gebläsebrenner (1a) bzw. Heizkessel (1) anschliessenden, von aussen leicht zugänglichen Abschnitt (3) des Kamins (4) befinden, von dem aus eine Kondensatleitung (13) zu einem Kondensatbehälter (14) führt.
8. .Anordnung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass der die Wärmetauscherrohre aufnehmende Ab-

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schnitt des Kamine durch einen vorzugsweise von oben zugänglichen Behälter (23) gebildet ist, dessen Boden eine Abgaseinlassöffnung (25) sowie eine Kondensat auf fangrinne (24) aufweist, in die die Kondensatleitung (13) mündet, und über dessen aufrechte Seitenwände sich die Wärmetauscherrohre von unten nach oben bis auf Höhe einer Abgasauslassöffnung (26) erstrecken.
9. Anordnung nach Anspruch 5* 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscherrohre (Rohrschlange 34) des zweiten Wärmetauschers (3") in einem in den die Wärmetauscherrohre (Bohrschlange 31) des ersten Wärmetauschers (3') aufnehmenden Behälter (23) einsetzbaren Trageinsatz (27) angeordnet sind.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscherohre sowohl des ersten als auch des zweiten Wärmetauschers, der Behälter (23) sowie Irageinsatz (27) jeweils aus korrosionsbeständigem, insbesondere schwefelresistentern Material, bestehen.
11. Anordnung nach einem.der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das durch den im Heizungsrücklauf (12, 12') angeordneten Wärmetauscher (3¹) erwärmte Wärmetauschermedium über ein Mischventil (7) dem durch den Brenner (1a) im Heizkessel (1) oder dgl. unmittelbar erwärmten Medium je nach Bedarf zumischbar ist.
12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmetauscher- und Heizmedium jeweils Wasser ist.