DE3139183A1

DE3139183A1 - Verfahren und vorrichtung zur nutzung der abwaerme von backoefen

Info

Publication number: DE3139183A1
Application number: DE19813139183
Authority: DE
Inventors: Johannes 2803 Weyhe Scheurer
Original assignee: JOHANNES SCHEURER GmbH
Current assignee: JOHANNES SCHEURER GmbH
Priority date: 1981-10-02
Filing date: 1981-10-02
Publication date: 1983-04-21

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Nutzung der Abwärme von
Backöfen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Nutzung der Abwärme von Backöfen, insbesondere Bäckereiöfen, bei dem die erhitzte Abluft an zumindest einem wassergefüllten Wärmetauscher entlangströmt und ihre Wärme an dessen Wasserkreislauf abgibt sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Im Zuge der Energieverknappung und -verteuerung gewinnen Wärmerückgewinnungsanlagen zunehmend an Bedeutung.
Insbesondere bei Bäckereiöfen wäre es sehr wünschenswert, die in der erhitzten Abluft gespeicherte Energie zurückzugewinnen, denn die in der erhitzten Abluft (Rauchgas) gespeicherte Energie ist schon in einem einzigen Backzyklus beträchtlich und es stellt offensichtlich eine große Verschwendung dar, die bis zu 3000 heiße Luft einfach über einen Schornstein in die Atmosphäre abzugeben.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, mittels dessen bzw.
mittels der es möglich ist, die Abwärme von insbesondere Bäckereiöfen mit gutem Wirkungsgrad zu nutzen. Dabei soll die Abwärme wahlweise für verschiedene andere Bedarfsstellen des Bäckereibetriebes oder des Hauses, beispielsweise die Heizung oder die Brauchwassererwärmung, nutzbar sein. Auch soll die Nutzung der Ofen-Abwärme vollautomatisch erfolgen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich dadurch aus, daß ein Brauchwasserkreis und ein Heizwasserkreis vorgesehen sind, welche in Abhängigkeit ihrer Wassertemperatur von dem Wärmetauscher beaufschlagt werden.
In der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Steuereinrichtungen vorgesehen, mittels derer wahlweise ein Brauchwasserkreislauf und/oder ein Heizwasserkreislauf mit Heißwasser beschickbar ist (bzw. sind).
Besonders vorteilhaft ist es, in einen elektrischen Regelkreis die in den einzelnen Bauteilen gemessenen-Temperat.uren:tteinzugeben und diesen Reaelkreis mit einstellbaren Soll-Temperaturen zu versehen, so daß in Abhängigkeit der Differenzen zwischen den gemessenen Ist-Temperaturen und den Soll-Temperaturen die Steuereinrichtungen durch den Regelkreis beaufschlagbar sind.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Dabei zeigt die Figur eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Nutzen der Abwärme eines Bäckereiofens in schematischer Darstellung.
Gemäß Fig. 1 umschließt das thermisch isolierende Gehäuse 15 wesentliche Teile der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Im Gehäuse 15 befindet sich der Wärmetauscher 11 sowie eine schwenkbare Umlenk-Klappe 25. Die heiße Abluft aus dem Ofen tritt in Richtung des Pfeiles 27 in das Gehäuse 15 ein. Ist die um den Drehpunkt 26 schwenkbare Klappe 25 in der in der Figur gezeigten horizontalen Stellung, so strömt die heiße Abluft aus dem Ofen in Richtung der Pfeile 30 durch das Gehäuse 15 und verläßt dieses in Richtung des Pfeiles 28 in einen Schornstein (nicht gezeigt). Auf dem Wege durch das Gehäuse 15 passiert die heiße Abluft den wassergefüllten Wärmetauscher 11, wobei Rippen 13 den Wirkungsgrad des Wärmetausches erhöhen. Erfindungsgemäß werden kommerziell erhältliche Radiatoren aus -dem Heizungsbau als Wärmetauscher 11 verwendet. Derartige Radiatoren haben u. a. folgende Vorteile: Sie sind preiswert, maßgeschneidert-je nach Größe der Vorrichtung-zusammenzustellen und bewirken einen guten Wärmeaustausch.
Sind die Radiatoren aus Aluminium gefertigt, so ist es weiterhin möglich, den Brauchwasserkreislauf direkt mit dem Wärmetauscher zu koppeln, da das Wasser im Wärmetauscher nicht verschmutzt wird. Nachdem die heiße Abluft in Richtung der Pfeile 30 das Gehäuse 15 durchströmt hat, verläßt sie dieses in Richtung des Pfeiles 28 mit geringerer Temperatur als ihre Eingangstemperatur, die beispielsweise mittels des Thermometers 23 gemessen wird.
Das im Wärmetauscher 11 über die Rippen 13 der Radiatoren erhitzte Wasser gelangt über einen Speicher 21 zu Steuereinrichtungen 14, 16 und 18. Die Steuereinrichtungen umfassen mit Rückschlagventilen versehene Pumpen 16 und 18.
Die Pumpe 16 bedient einen Brauchwasserkreislauf 10 während die Pumpe 18 einen Heizwasserkreislauf 12 bepumpt. Die Temperaturen des Wassers im Wärmetauscher 11, im Brauchwasserkreislauf 10 -und im Heizwasserkreislauf 12 werden mittels der Thermometer 20,24 bzw. 22 gemessen. Die gemessenen Temperaturen werden in einen Regelkreis (nicht gezeigt) eingegeben, und dort mit einstellbaren Soll-Werten (für die Temperaturen) elektronisch verglichen.
Der Regelkreis kann mit verschiedenen Programmen bestückt sein. Entsprechen beispielsweise die durch die Termometer 22 und 24 gemessenen Temperaturen im Heizwasser- bzw. Brauchwasserkreislauf noch nicht den eingestellten Sollwerten und ist die durch das Thermometer 20 gemessene. Temperatur im Wärmetauscher größer als der Sollwert, so steuert der Regelkreis vorrangig Pumpe 16 (Brauchwasser) derart, daß Heizwasser aus dem Speicher 21 mittels der beiden ebenfalls durch den Regelkreis in Gang gesetzten Pumpen 16, 18 beispielsweise gleichzeitig in beide Kreisläufe 10, 12 (Brauch- und Heizwasser) eingespeist wird.
Übersteigt die im Wärmetauscher 11 gemessene Temperatur einen Höchstwert, beispielsweise 950C, so wird automatisch ein Notventil geöffnet und ein Not-Kühlkreislauf 19 geöffnet, dessen kaltes Wasser mit dem heißen Wasser im Speicher 21 mischt und so ein Überhitzen des Wärmctauschers verhindert.
Als weitere Sicherheitsmaßnahmen sind entsprechende Notventile bei Überdruck vorgesehen. Eine andere Sicherheitsmaßnahme besteht darin, bei Überschreiten eines am Regelkreis einstellbaren Höchstwertes die Klappe 25 in die in der Figur gestrichelt gezeichnete Offen-Stellung zu bringen, so daß die Abluft im Wärmetauscher 11 nicht weiter abgekühlt wird und warm in den Schornstein gelangt.
Da die Rauchabgase eine gewisse Mindestwärme aufweisen müssen, um eine Verrußung des Schornsteines zu verhindern, ist eine mechanische Beimischung von heißen Abgasen durch öffnen der Umlenkklappe vorgesehen, falls erforderlich.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Steuerung so vorgesehen, daß vorrangig über die Pumpe 16 Brauchwasser auf eine gewünschte Temperatur aufgeheizt wird, während die Pumpe 18 über einen Thermostat im Wasserspeicher (Wechselkontakt) nur dann angesteuert wird, wenn der Brauchwasserspeicher die gewünschte Temperatur erreicht hat. Wird durch Entnahme das Brauchwasser abgekühlt, so schaltet der Wechselschalter wieder um und versorgt (vorrangig) den Brauchwasserspeicher. Der Heizung wird also nur überschüssige Wärme zugeführt.
Die in der vqrstehenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
BEZUG Z ICHENLI Tn (LIST OF R FERE@@E NUMERALS) 1 1 2 4 4 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 Brauchwasserkreislauf 10 11 Warmetauscher - 11 12 Heizwasserkreislauf 12 13 Rippen 13 14 14 15 Gehause 15 16 Pumpe - 16 17 Tur 17 18 Pumpe - 18 19 Not-Kuhlkrelslauf 19 20 Thermometer 20 21 Speicher 22 Thermometer 22 23 Thermometer 24 Thermometer 24 25 Klappe 35 26,26'Drehpunkt 26 27 Pfeil 27 28 Pfeil 28 29 Grlff 29 30 Pfeil 30 L e e r s e i t e

Claims

Ansprüche 1. ) Verfahren zur Nutzung der Abwärme von Backöfen, insbesondere Bäckereiöfen, bei dem die erhitzte Abluft an zumindest einem wassergefüllten Wärmetauscher entlangströmt und ihre Wärme an dessen Wasserkreislauf abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Brauchwasserkreis und ein Heizwasserkreis vorgesehen sind, welche in Abhängigkeit ihrer Wassertemperatur von dem Wärmetauscher beaufschlagt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturen des Wassers im Wärmetauscher, im Brauchwasserkreis und im Heizwasserkreis gemessen werden und einem elektrischen Regelkreis eingegeben werden, der die Ist-Temperaturen mit einstellbaren Soll-Temperaturen für beide Kreisläufe vergleicht und zwei Pumpen ansteuert, welche den Brauchwasser- und/oder den Heizwasserkreislauf bei Differenzen zwischen den Ist- und Solltemperaturen mit Heißwasser beschicken.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Uberschreiten einer Höchsttempe ratur, beispielsweise 950 C, des Wassers im Wärmetauscher ein Kaltwasser-Notkühlkreislauf automatisch geöffnet wird und dessen Kaltwasser über eine Abkühlschlange den Wärmetauscher abkühlt.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erhitzte Ofen-Abluft wahlweise dem Wärmetauscher oder unter Ausschluß des Wärmetauschers direkt einem Schornstein zugeführt wird.
5. Vorrichtung zur Nutzung der Abwärme von Backöfen, insbesondere Bäckereiöfen, bei der die erhitzte Abluft an zumindest einem Wärmetauscher vorbeiströmt, dessen Wasserkreislauf die Abwärme zumindest teilweise aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß Steuereinrichtungen vorgesehen sind, mittels derer wahlweise ein Brauchwasserkreislauf (10) und/oder ein Heizwasserkreislauf (12) mit Heißwasser beschickbar ist (bzw. sind).
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch qekpnnzeichnet, daß als Steuereinrichtungen .Pumpen (16, 18) .vorgesehen sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß Thermometer (20,22,24) im Wärmetauscher (11), Brauchwasserkreis (10) und im Heizwasserkreis (12) vorgesehen sind, sowie ein elektrischer Regelkreis, in den die gemessenen Ist-Temperaturen eingespeist und mit einstellbaren Soll-Temperaturen verglichen werden und der in Abhängigkeit von den Differenzen zwischen Ist- und Soll-Temperaturen die Steuereinrichtungen -(16,18) beaufschlagt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Klappe (25) im Weg (27,28) für die Ofen-Abluft vorgesehen ist, mittels derer die Abluft wahlweise dem Wärmetauscher (11) oder dem Schornstein zuführbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (25) von dem elektrischen Regelkreis beaufschlagbar ist und insbesondere bei Übersteigen einer oder mehrerer Soll-Temperaturen oder maximaler Temperaturwerte zum Schornstein öffnet.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Wärmetauscher (11) und/oder den Brauch- und Heizwasserkreisläufen (10,12) Notventile vorgesehen sind, die bei Überschreiten einer Grenztemperatur, z. B. ton 950C, Kaltwasser-Notkühlkreise (19) öffnen.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine mechanische Regelung vorgesehen ist und bei Unterschreiten einer einstellbaren Mindesttemperatur die Klappe (25) so gestellt wird, daß die Abluft direkt in den Schornstein gelangt.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß für den Wärmetauscher (11) Radiatoren aus dem Heizungsbau verwendet werden.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Radiatoren aus Aluminium gefertigt sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 - 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Wärmetauscher (11) und/oder den Heiz- und Brauchwasserkreisläufen (10,12) Überdruckventile vorgesehen sind.