DE3306893A1

DE3306893A1 - Vorrichtung zur waermerueckgewinnung

Info

Publication number: DE3306893A1
Application number: DE19833306893
Authority: DE
Inventors: Ernst Helmut 6070 Langen Simon
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-02-26
Filing date: 1983-02-26
Publication date: 1984-08-30

Description

EYER & LINSER ""P'ÄTENtÄN'WALTE 3306893

PATENTANWÄLTE: DIPL.-ING. ECKHARDT EYER + PHYSIKER HEINZ LINSER

ROBERT-BOSCH-STR. 12A D-6O72 DREIEICH

Postfach IO 22 1O Telefon (O61O3) 37 66 Telex 4-105 385 Telegramme Corvus

Herr

Ernst-Helmut Simon

Dieburger Straße 1

LANGEN

Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung

Si 6006 Beschreibung:

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Rückgewinnung von Wärme, welche in Abgasen von Verbrennungsanlagen, insbesondere von Heizungs- und/oder Warmwasserversorgungsanlagen in Ein- oder Mehrfamilienhäusern, enthalten ist.

Es ist bekannt, daß etwa 30 bis 40% der für Heizzwecke verwendeten thermischen Energie, und hier insbesondere bei Heizungsanlagen für Wohnhäuser, nicht genutzt wird, sondern über den Kamin an die Athmosphäre abgegeben wird. Hierdurch wird nicht nur die Umwelt ungünstig belastet, sondern es werden auch konstant erhebliche Energien und damit auch finanzielle Mittel vergeudet.

Während bereits bei Wärmegroßanlagen Wärmerückgewinnungsvorrichtungen entwickelt und eingesetzt wurden, sind die Wärmeanlagen mit kleinen Leistungen bisher vernachlässigt worden.

Es ist jedoch bereits eine Vorrichtung der eingangs aufgeführten Art bekannt, bei der im Abgasweg einer Kesselanlage wasserführende Rohrheizflächen angeordnet sind. Die aus der Kesselanlage zum Kamin strömenden Abgase geben an diesen Wärmetauscherflächen einen Teil ihrer Wärme ab, welche dem Kessel wieder zugeführt wird. Zum Kamin gelangen daher ausgekühlte Abgase.

Diese Anlage weist jedoch eine ganze Reihe von erheblichen Nachteilen auf. Bedingt durch die Anordnung der Kühlspiralen im Abgaskanal erfolgt an den Kühlspiralen auch eine Kondensation eines Teiles der Abgase, so daß eine Versottung auftritt. Diese läßt sich nur dadurch verringern oder verhindern, daß durch eine Klappe Nebenluft, daß heißt Raumluft eingeführt wird, wodurch der Taupunkt der Gase herabgesetz wird. Diese Nebenluft vermindert erheblich den Wärmeinhalt der Gase und damit den Wirkungsgrad der Anlage.

Si 6006

Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Vorrichtung besteht darin, daß die Kühlspirale aus Edelstahl bestehen muß, da die in den Gasen befindlichen Stoffen, wie beispielsweise Schwefel, bei der Kondensation Säuren bilden, welche das Material intensiv angreifen. Weiter setzt sich an den Kühlschlangen Ruß ab, so daß diese die Wärme schlecht leiten und daher gereinigt werden müssen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung zur Rückgewinnung von Wärme der eingangs aufgeführten Art vorzuschlagen, welche sich leicht herstellen läßt, welche auch nachträglich bei bestehenden Heizungsanlagen eingebaut werden kann, und bei der eine Versottung ausgeschlossen ist. Weiter liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde eine Anlage mit hohem Wirkungsgrad vorzuschlagen, bei der die Wärmeenergie ohne Herabsetzung des Taupunktes durch Zuführung von Außenluft wirkungsvoll ausgenutzt werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß das von der Heizungsanlage zum Kamin führende Abgasrohr oder ein oder mehrere Längenabschnitte davon als Wärmetauscher ausgebildet sind.

Mit dem als Wärmetauscher ausgebildeten Abgasrohr steht gemäß der Erfindung das ein Wärmeübertragungsmittel führende Rohr in wärmeleitendem Kontakt oder ist in einem definierten Abstand angeordnet, welches von einem mit Glaswolle gefüllten Gehäuse umgeben ist.

Hierdurch wird erreicht, daß das Rohrsystem, welches das Kühlmittel führt, nicht mit den Abgasen selbt in Verbindung steht, so daß es auch nicht erforderlich ist für das Rohrsystem Edelstahl zu verwenden.

In Weiterbildung der Erfindung ist das ein Wärmeübertragungsmittel führende Rohr in dem Gehäuse mäander- oder schleifenförmig geführt und mit dem Abgasrohr metallisch leitend verbunden oder ist in einem definierten Abstand angeordnet.

Si 6006

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das ein Wärmeübertragungsmittel führende Rohr in dem Gehäuse spiralförmig um das Abgasrohr geführt und mit diesem metallisch leitend verbunden oder ebenfalls in einem definierten Abstand angeordnet.

Zur Verbesserung des Wärmeüberganges ist es vorteilhaft in dem Abgasrohr auch radial verlaufende Wärmeleitbleche anzuordnen.

Zur besseren Ausnutzung der Strahlungswärme ist zwischen der Innenwandung des Gehäuses und dem Rohrsystem, welches das Wärmeleitmittel enthält, ein Strahlenreflektor, beispielsweise in Form einer Folie, angeordnet.

Der Wärmetauscher nach der Erfindung kann in bestehende Systeme

nachträglich eingebaut oder auch mit der Neuinstallation konzipiert

werden. Hierbei ergeben sich vielfältige Einsatz- und Verwendungsmöglichkeiten .

Gemäß Weiterbildung der Erfindung ist der Wärmetauscher in einer Warmwasserheizungsanlage im Rücklaufsystem zwischengeschaltet. Das aus den Heizkörpern der üblichen Warmwasserheizungsanlage in den Heizungskessel zurückfließende und abgekühlte Wasser wird somit in vorteilhafter Weise vorgewärmt, so daß von der Kesselanlage nur eine geringere Wärmeenergie benötigt wird.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfndung weist der Wärmetauscher einen mit einem Ausgleichsgefäß versehenen geschlossenen Kreislauf auf, in dem ein zur Wärmeabgabe ausgebildeter Wärmetauscher eines der Brauchwasserversorgung dienenden Warmwasserbereiters angeordnet ist.

Bei einer noch anderen Einsatzmöglichkeit der Erfindung ist der Wärmetauscher einem der Brauchwasserversorgung dienenden mit einer Heizungsanlage ausgerüsteten Warmwasserbereiter parallel- oder vorgeschaltet.

Si 6006

Ist die Heizungsanlage von dem Verbraucher entfernt angeordnet, wie beispielsweise ein Handwaschbecken vom Warmwasserboiler, so kühlt das in der Leitung stehende Wasser je nach den Temperaturverhältnissen ab, so daß bei der Warmwasserentnahme dieses Wasser erst abgelassen wird, bis das Wasser mit der gewünschten Temperatur erreicht ist. Zur Vermeidung dieser Wasservergeudung ist die Anordnung von sogenannten Zirkulationsleitungen bekannt.

Nach der Erfindung liegt bei einer weiteren Ausführungsform der Wärmetauscher in einer Warmwasser-Rücklaufleitung (Zirkulationsleitung) einer Warmwasserversorgungsanlage.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Hierbei zeigen:

FIGUR 1 einen Wärmetauscher nach der Erfindung in perspektivischer
Darstellung;

FIGUR 2 einen Querschnitt nach Figur 1;

FIGUR 3 einen Querschnitt durch ein Stockwerk eines Hauses mit einer
Heizungsanlage, Warmwasseranlage, Kamin und eines Heizkörpers;

FIGUR 4 einen Querschnitt durch ein Stockwerk eines Hauses mit einer

Heizungsanlage, Warmwasseranlage, Kamin und eines Verbrauchers;

FIGUR 5 einen Querschnitt durch ein Stockwerk eines Hauses mit einer

Heizungsanlage, Warmwasseranlage, Kamin und eines Verbrauchers sowie mit einem entsprechenden Leitungssystem;

FIGUR 6 einen Querschnitt durch ein Stockwerk eines Hauses gemäß Figur 5 mit einem weiteren Anwendungsbeispiel, und

FIGUR 7 einen Querschnitt durch ein Stockwerk eines Hauses gemäß Figur 5 mit einem noch anderen Anwendungsbeispiel.

εΐ 6006

Die Figur 1 zeigt den Wärmetauscher in perspektivischer Darstellung. Zu dem als Wärmetauscher ausgebildeten Abgasrohr 1 ist das ein Wärmeübertragungsmittel führende Rohr 2 in einem definierten Abstand angeordnet. Als Wärmeübertragungsmittel dient beispielsweise Wasser. Das Rohr 2 befindet sich in einem mit Glaswolle gefüllten Gehäuse 4, welches aus Zinkblech oder einem verzinkten Blech hergestellt sein kann.

Das das Wärmeübertragungsmittel führende Rohr 2, welches aus Kupfer oder Aluminium besteht, ist in dem Gehäuse 4 mäander- oder schleifenförmig geführt und ist zu dem Abgasrohr 1 in einem definierten Abstand ageordnet. Das Rohr 2 kann aber auch spiralförmig um das Abgasrohr 2 geführt sein, wobei es ebenfalls in einem definierten Abstand zum Abgasrohr 1 angeordnet ist.

Innerhalb des Abgasrohres 2 können auch radial gerichtete Wärmeleitbleche angelötet sein, welche in der Figur jedoch nicht näher dargestellt sind.

Die Figur 2 gibt einen Querschnitt zur Figur 1 wieder. Die Rohrenden für den Wasserein- und Auslauf sind mit 3 bzw. 5 bezeichnet.

Die Figur 3 zeigt einen Querschnitt durch ein Stockwerk eines Hauses mit einer Heizungsanlage 8, einer Warmwasseranlage 7, einem weiteren Warmwasserbereiter 11, einem Kamin 6 und einem Heizkörper 10. Ein Druckausgleichsgefäß 9 isL in konventioneller Weise mit dem Rohrsystem verbunden. Der Wärmetauscher 15 liegt mit seinem Rohrsystem 2 im Rücklauf des Heizkörpers 10, so daß eine Vorerwärmung des Rücklaufwassers erfolgt bevor es der Heizungsanlage 8 wieder zugeführt wird.

Die Figur 4 zeigt die gleichen Elemente wie die Figur 3, jedoch mit einem Verbraucher in Form eines Waschbeckens 16. Der Wärmetauscher 15 weist einen mit einem Ausgleichsgefäß 12 versehenen geschlossenen Kreislauf 17 auf, in dem ein zur Wärmeabgabe ausgebildeter Wärmetauscher eines der Brauchwasserversorgung dienenden Warmwasserbereiters 11 angeordnet ist.

Si 6006

Die Figur 5 zeigt wiederum die gleichen Elemente wie die Figuren 3 und 4. Der Wärmetauscher 15 ist hierbei einem der Brauchwasserversorgung dienenden mit einer Heizungsanlage ausgerüsteten Warmwasserbereiter 7 parallelgeschaltet.

In der Figur 6 ist eine der Figur 5 entsprechende Ausführung wiedergegeben, wobei jedoch der Wärmetauscher 15 dem Warmwasserbereiter 7 vorgeschaltet ist. In der Frischwasser-Zuführungsleitung 20 sind die für das System erforderlichen konventionellen Regelelemente 13 a-d angeordnet. Hierbei handelt es sich um das Absperrventil 13a, den Druckminderer 13b, das Rückschlagventil 13c, und das Manometer 13.

Die Figur 7 zeigt einen den Figuren 3 bis 6 ähnlichen Aufbau der verwendeten · Elemente. Zwischen dem Warmwasserbereiter 7 und dem Verbraucher 7 ist eine Zirkulationsleitung 19 vorhanden, welche dafür sorgt, daß das Leitungssystem stets mit Warmwasser gefüllt ist. In dem Rücklauf 14 der Zirkulationsleitung 19 ist der Wärmetauscher 15 zwischengeschaltet, so daß die Wärmequelle des Warmwasserbereiters 7 entsprechend weniger beansprucht wird. Mit der Zirkulationsleitung 19 wird erreicht, daß dem Verbraucher beim Öffnen der Leitung praktisch sofort das gewünschte Warmwasser zur Verfügung steht. Es ist daher nicht erforderlich Kaltwasser solange abfließen zu lassen, bis das Warmwasser erreicht ist.

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Claims

Si 6006 Patentansprüche

Γ\) Vorrichtung zur Rückgewinnung von Wärme, welche in Abgasen von Verbrennungsanlagen, insbesondere von Heizungs- und/oder Warmwasserversorgungsanlage in Ein- oder Mehrfamilienhäusern, enthalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Heizungsanlage (8) zum Kamin (6) führende Abgasrohr (1) oder ein oder mehrere Längenabschnitte davon als Wärmetauscher (15) ausgebildet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem als Wärmetauscher (15) ausgebildeten Abgasrohr (1) das ein Wärmeübertragungsmittel führende Rohr (2) in wärmeleitendem Kontakt sieht oder in einem definierten Abstand angeordnet ist, welches von einem mit Glaswolle gefüllten Gehäuse (4) umgeben ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das ein Wärmeübertragungsmittel führende Rohr (2) in dem Gehäuse (4) mäander- oder schleifenförmig geführt und mit dem Abgasrohr (1) metallisch leitend verbunden oder in einem definierten Abstand angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das ein Wärmeübertragungsmittel führende Rohr (2) in dem Gehäuse spiralförmig um das Abgasrohr (1) geführt und mit diesem metallisch leitend verbunden oder in einem definierten Abstand angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der voranstehenden, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern des Gehäuses (4) zwischen der Innenwandung und dem Rohrsystem (2) ein Strahlenreflektor (16) angeordnet ist.

Si 6006
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der voranstehenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgasrohr (1) im Innern mit radial gerichteten Wärmeleitblechen ausgerüstet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der voranstehenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (15) in einer Warmwasserheizungsanlage (8) im Rücklaufsystem (17) zwischengeschaltet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der voranstehenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (15) einen mit einem Ausgleichsgefäß (12) versehenen geschlossenen Kreislauf (18) aufweist, in dem ein zur Wärmeabgabe ausgebildeter Wärmetauscher eines der Brauchwasserversorgung dienenden Warmwasserbereiters (11) angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Wärmetauscher (15) einem der Brauchwasserversorgung dienenden mit einer Heizungsanlage ausgerüsteten Warmwasserbereiters (7) parallel- oder vorgeschaltet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (15) in einer Warmwasser-Rücklaufleitung (19) (Zirkulationsleitung) einer Warmwasserversorgungsanlage (7) liegt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der voranstehenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (15) als Wärmequelle einer Niedertemperaturheizung ausgebildet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Niedertemperaturheizung eine Fußbodenheizung ist.