DE3118025A1

DE3118025A1 - Waermeaustauscher fuer heizungsanlagen

Info

Publication number: DE3118025A1
Application number: DE19813118025
Authority: DE
Inventors: Peter 2847 Barnstorf Scharnweber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-05-07
Filing date: 1981-05-07
Publication date: 1982-11-25

Description

Wärmeaustauscher für Heizungsanlagen
Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmeaustaustauscher für Heizungsanlagen zur Ausnutzung der Abgaswärme im Rohrsystem zwischen dem Heizkessel und dem Kamin.
Es ist bekannt, die Abgaswärme von Heizungsanlagen mittels eines hydrodynamischen Thermokonvektor aus zunutzen. Das Abgasrohr, das den Heizkessel mit dem Kamin verbindet, wird mit dem Konvektor verbunden. Dieser besteht aus einem Rohr mit Doppelmantel, wobwei die Abgase im Innern dieses Rohrsystems verlaufen. Zwischen dem äusseren und dem inneren Mantel wird Wasser eingeleitet, wobwei der Raum des Doppelmantelsystems mit dem Heizungsleitungssystem verbunden ist. Die im Innenrohr geführten Abgase geben auf ihrem Weg Wärme an das Doppelmantelrohr ab und dieses erwärmt widerum das im Doppelmantel enthaltene Wasser. Dadurch soll das in der Heizungsanlage befindliche Wasser um das im Doppelmantel erwärmte Wasser bereichert werden.
Diese Ausführung arbeitet nicht mit dem optimalen Wirkungsgrad, auch sind die Temperaturdifferenzen nicht berücksichtigt.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Wärmeaustauschsystem zu schaffen, das den im Abgasrohrüberschüssigen Wärmeanteil voll ausnutzt. Hierbei ist darauf zu achten, daß die Wärmeausnutzung nur in dem Maße erfolgt, wie dei erforderliche Temperatur am Kaminausgang es zuläßt.
'Erfindungsgemäß geschieht das durch die in den Ansprüchen enthaltenen Merkmale.
An einem Beispiel wird die Erfindung näher beschrieben.
Fig. 1 zeigt einen Wärmeaustauscher und Fig. 2 zeigt die Integration diese Wärmeaustauschers in ein Heizungssystem.
Der Wärmeaustauscher 2 besteht aus einem ein- oder doppelwandigem Rohr und ist mit einer Innenisolierung aus Isolierstoff 4 versehen. Damit soll erreicht werden, daß die Wärme nicht durch die Rohrwand abfließen kann. Im Innern dieses Wärmeaustauschers ist eine Rohrspirale 3 angeordnet, die vom Heizungswasser durchflossen wird. Der Zulauf erfolgt normal über das Zuflußrohr 5 und der Ablauf über das Ablaufrohr 6. Im Bedarffall läßt sich die Flußrichtung auch umkehren. Letzteres wird einmal von der Einbauart- waagerecht oder senkrecht- abhängen und zum anderen vom Wärmestau.
Die Abgasrohre 1 entsprechen den normalen Verbindungsrohren zwischem einem Heizkessel und dem Kamin und sind in Fig. 1 als Rohrstutzen fest mit dem Wärmeaustauscher vereinigt. Durch einen Pfeil ist die Abgasrichtung angegeben. Der obere Rohrstutzen 1 nimmt zusätzlich eine Verschlußklappe 11 auf, die über einen Stellmotor I2 gesteuert wird.
Dieser Stellmotor steht elektrisch mit dem Heizkessel in Verbindung, so daß ein Schließen der Klappe nur möglich sit, wenn die Flamme aus ist. Hierdurch wird dafür gesorgt, daß die Wärme länger im Innern des Wärmeaustauschers ansteht.
Die Wasserdurchlaufmenge durch die Rohrspirale 3 wird durch die Pumpe 7 im Zulauf 5 gesteuert. Die Pumpenleistung wird einmal beeinflußt durch den Erhitzungsgrad im Innern der Rohrspirale 3 und zum andern von der Abgastemperatur am Kaminende. Bekanntlich -ist eine bestimmte Temperatur am Kaminausgang vorgeschrieben, die nicht unterschritten werden sollte. Durch Temperaturfühler 9 die die Abgastemperatur am Kaminende und die Wassertemperatur in der Spirale messen, wird die Pumpe 7 über elektrische Leitungen 10 gesteuert.
Die Wirkungsweise dieses Wärmeaustauschers ist folgende.
Die heißen Abgase strömen durch das Rohr 1 und durch das Innere des Wärmeaustauschers 2. Hierbei umströmen sie die Rohrspirale 3, erhitzen di.ese und damit das innen fließende Wasser. Die Rohrspirale 3 besitzt eine sehr große Oberfläche, wodurch die Wärmeabgabe wesentlich besser ist. Die heißen Gase werden weiter in den Kamin geleitet.
Hierbei ist die Verschlußklappe 11 geöffnet. Die Pumpe 7 bestimmt die Wasserdurchflußmenge durch das Rohrsystem in der Zeiteinheit, abhängig von den gemessenen Temperaturen am Kaminende und an der Rohrleitungsspirale. Die Wirkung des Temperaturfühlers ist hierbei nur so lange für die Steuerung maßgebend, wie eine Flamme im Heizungskessel brennt. Wird diese abgeschaltet, so schließt über Stellmotor 12 die Verschlußklappe 11, die Wärme wird gestaut und es tritt ein hierauf abgestimmter Durchfluß des Wassers in der Rohrspirale ein. Die im Innern des vorzugsweise isolaten Wärmeaustauscher liegende Rohrspirale hat infolge der großen Oberfläche einen guten Wirkungsgrad für den Wärmeübergang.
Dieser Wärmeaustauscher ist in ein Heizungssystem herkömmlicher Art integriert. Er hat den Vorteil, daß er auch nachträglich in jedes Deizungssystem, das an einen Kamin angeschlossen ist, eingebaut werden kann.
Die Fig. 2 veranschaulicht dieses. Der Heizofen oder Heizkessel 13 besitzt im Innern ein Heizsystem 17, in dem der Wärmeaustausch Brenngase-Wasser stattfindet. Dieses Heizsystem ist mit den Heizkörpernl6 über das Rohrleitungssystem Zuleitung 18 und Rückleitung 19 verbunden. Ober den abgezweigten Mischerzufluß 20 wird ein Mischventil 15 bekannterweise mit Rückwasser versorgt. An diese Leitung 20 ist der Zufluß 5 zum Wärmeaustauscher 2 angeschlossen, während der Abfluß 6 direkt dem Kessel über die Heizwasserrückleitung 19 zugeführt wird. Das im Wärmeaustauscher 2 erwärmte Wasser wird also in den Kesseleinlauf gegeben, um so durch erhöhte Wassertemperatur ein vermindertes Anspringen der Kesselfeuerung zu ereichen. Der Wärmeaustauscher 2 liegt im Abgasrohrsystem 1 zwischen Kessel 13 und Kamin 14.
Die Pumpe 7 wird zweckmässig so ausgebildet, daß sie im Stillstand den Wasserdurchfluß im Rohrleitungssystem 3 stoppt. Sie kann damit zugleich als Sperre dienen. Im Falle der Absperrung empfiehlt es sich, zusätzlich ein Abflußventil in die Abflußleitung 6 einzubauen, das dann von Hand oder automatisch von der Pumpe 7 gesteuert geöffnet wird, um das Wasser aus dem Wärmeaustauscher abzuleiten.
Bei Heizungen ohne Schwerkraft ist noch eine Umwälzpumpe 21 vorhanden. Die beiden Pumpen 7 und 21 beeinflussen sich hierbei nicht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE Wärmeaustauscher für Heizungsanlagen zur Ausnutzung der Abgaswärme im Rohrleitungssystem zwischen Heizkessel und dem Kamin, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß ein Wärmeaustauscher (2) rohrförmig ausgebildet, im Innern eine vom Heizungswasser durchflossene Rohrspirale (3) aufweist, deren Zu-Und Ablaufleitungen (5,6) nach außen durchgeführt sind.
2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß am Wärmeaustauscher Rohrstutzen (1) angebracht sind, die dem vorhandenen Rohrsystem angepasst sind und daß im oberen Rohrstutzen eine Veschlußklappe (11) angeordnet ist, die über einen Stellmotor (12) in Abhängigkeit der Flamme im Heizkessel (17) gesteuert ist.
3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 und 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Gehäuse des Wärmeaustauschers (2) isolierend mit einer Isolierstoffauskleidung (4) versehen ist.
4. Wärmeaustauscher nach den Ansprüchen 1-3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daßin die Zuflußleitung (5) der Rohrspirale (3) eine Pumpe (7) angeordnet ist.
5. Wärmeaustauscher nach Anspruch 4, dadurch g ek e n n z e i c h n e t, daß die Pumpenleistung gesteuert wird über Temperaturfühler (9), die die Wassertemperatur in der Rohrspirale und die Abgastemperatur am Kaminausgang messen.
6. Wärmeaustauscher nach Anspruch 4 und 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Pumpe (9) so ausgebildet ist, daß sie bei Stillstand den Wasserzulauf. zum Wärmetauscher sperrt.
7. Wärmeaustauscher nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß in den Wasserablauf (6) des Wärmetauschers ein Abflußventil eingebaut ist, steuerbar durch die Pumpe (9) oder von Hand.