DE3317424C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Gas- bzw. ölbefeuerte Heizungs-
und Lufterwärmungsanlage mit Merkmalen entsprechend dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Anlage ist aus der EP 00 53 403 B1 bekannt.
Diese Anlage umfaßt einen Brenner mit zugeordnetem Heizkes
sel, in dem die Rauchgase von oben nach unten hindurchgelei
tet werden. Unterhalb des Brenners sind im Heizkessel ein
Wärmetauscher für Heizwasser und darunter ein Wärmetauscher
für Brauchwasser angeordnet. In die sich unten am Heizkes
sel anschließende Rauchgasleitung ist ein Gebläse zur Rauch
gasabführung und strömungsmäßig danach ein Frischluft-Wärme
tauscher eingeschaltet. Dieser erwärmt Luft, die mittels eines
nachgeschalteten Gebläses von außerhalb eines Wohnraumes an
gesaugt und in einen Wohnraum gefördert wird. Die im Heiz
kessel angeordneten Wärmetauscher sollen für die Erwärmung
von Heizwasser und Brauchwasser soviel Wärme den Rauchgasen
entziehen, daß die Rauchgase bis unter den Taupunkt abge
kühlt werden. Dies ist eine Wunschvorstellung. In der Praxis
wird Brauchwasser nicht kontinuierlich, sondern im allgemei
nen sehr sporadisch und noch dazu während kurzer Zeiten
verwendet. Dies hat zur Folge, daß bei dieser bekannten An
lage im Heizkessel eine Abkühlung der Rauchgase nur zeitwei
lig, nämlich bei hohem Brauchwasserbedarf, möglich ist. Das
heißt, außerhalb dieser Zeiten fallen relativ hohe Tempera
turen am nachgeschalteten Frischluft-Wärmetauscher an. Diese
hohen Wärmemengen und auch die Kondensationswärme können im
Frischluft-Wärmetauscher nicht optimal umgesetzt werden, so
beispielsweise, daß die Abgastemperatur auf 15°C über der
jeweiligen Außentemperatur absinkt. Diese Anlage stellt so
mit im Hinblick auf die Nutzung verfügbarer Rauchgaswärme
kein Optimum dar.
Der Vollständigkeit wegen sei noch auf die DE-OS 29 41 713
verwiesen, aus der eine Wirbelkammer-Boileranlage bekannt
ist, bei der die Verbrennungsluftvorwärmung über einen mit
Rauchgas versorgten Luftvorwärmer erfolgt. Ansonsten gibt
diese Schrift keine Hinweise auf Möglichkeiten einer optima
len Rauchgaswärmeausnutzung.
Neuzeitliche Hausheizungskessel mit modernen Brennern weisen
bereits einen beachtlich hohen feuerungstechnischen Wir
kungsgrad auf. Bei guter Abstimmung und Einstellung solcher
Anlagen liegen Rußanteile sowie CO- und CO2-Werte der Rauch
gase nicht mehr allzuweit von den theoretisch möglichen Wer
ten entfernt. Ausnahmen bilden Heizölsorten mit höherer Vis
kosität, deren Verbrennung noch nicht im gleichen Maße opti
mal abläuft.
Eine Betrachtung des Heizkessel-Wirkungsgrades hingegen, al
so des Verhältnisses aller nutzbar abgeführten zu allen zu
geführten Energieströmen, zeigt mit 0,8 bis 0,87 noch ein re
lativ großes Potential nichtausgenutzter Brennstoffenergie.
Da vorgenannte Kesselwirkungsgrade auf den unteren Heizwert
bezogen sind, d. h., die in den Abgasen steckende Kondensa
tionswärme unberücksichtigt ist, liegt das wirkliche Poten
tial unausgenutzter Wärme, je nach Brennstoff, noch um wei
tere 6 bis 12% höher.
Bemühungen, dieses offene Entwicklungsfeld auszuschöpfen,
blieben bis dato trotz des hohen Anreizes an verfügbarer
Restenergie ohne nachhaltigen oder sichtbaren Erfolg.
Zum einen führte Taupunktunterschreitung bei weiterer Abküh
lung der Rauchgase über die Bildung schwefeliger Säure zur
gefürchteten Korrosion an den wasserführenden Wänden der
Heizkessel, der auch durch schwere Gußkonstruktionen oder
durch Beschichtung von dünnwandigen Strukturen keineswegs
mit befriedigendem Aufwand entgegenzuwirken war.
Zum anderen bleibt die Nutzung des oberen Heizwertes wegen
der für die Hausheizung meist notwendigen Heizwassertempera
tur von 60°C doch außerordentlich eingeengt. Nicht zuletzt
aus diesem Grunde, aber auch ihrer meist zu hohen Wärmekapa
zität wegen, erbringen auf dem Markt angebotene Einrichtun
gen zur Nutzung der Abgaswärme nach Feststellung unabhängi
ger Warentester keinen als ökonomisch zu bezeichnenden Ef
fekt.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine
Heizungs- und Lufterwärmungsanlage der eingangs genannten
Art dahingehend auszugestalten, daß die durch die Verbren
nung freiwerdende Wärmeenergie der Rauchgase mit hohem Wir
kungsgrad für Heiz- und Lufterwärmungszwecke umsetzbar ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch eine Heizungs- und
Lufterwärmungsanlage mit den im Kennzeichen des Anspruchs 1
angegebenen Merkmalen in Verbindung mit den Merkmalen gemäß
dem Oberbegriff gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen dieser Anlage sind in den Unteran
sprüchen angegeben.
Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Heizungs- und Lufterwär
mungsanlage wird erreicht, daß die gesamte chemisch gebundene
Wärme des verwendeten Brennstoffes in Höhe seines oberen
Heizwertes über zwei verschiedene Medien den erzeugten
Rauchgasen entzogen und in voller Höhe in Nutzwärme über
führt wird.
Entgegen den häufigsten und durchaus naheliegenden Vorge
hensweisen, nämlich einen Teil noch verfügbarer Abgaswärme
von etwa 200 bis auf ca. 80°C hinab, ebenso wie im oberen
Temperaturbereich, dem Heizungswasser der Kesselanlage zuzu
führen, stellt die erfindungsgemäß mögliche Vorwärmung von
kalter Luft für Verbrennungsluft und Wohnraumbelüftung eine
ungleich günstigere Wärmeverwertung dar.
Die Abgase lassen sich erfindungsgemäß, statt auf übliche
80°C, bis auf etwa 15°C über die jeweilige Außentemperatur,
in kalten Witterungsperioden demnach bis auf nahe 0°C,
abkühlen. Dabei fällt zum einen fühlbare Wärme über ein Δ T
von nahezu 200°C an. Im Abkühlintervall zwischen 60 bis 10°C
kondensiert der aus H2-Verbrennung entstandene Wasserdampf
im Abgas und setzt dadurch zusätzliche Wärme frei, die auf
grund abgestimmter Massenströme und eines ausreichenden Tem
peraturgefälles zur gegenströmenden Lüftungsluft voll über
tragbar und nutzbar wird.
Ein Teil, vorwiegend der kleinere Teil, der erwärmten Luft
wird als Verbrennungsluft in abgestimmter Menge dem Brenner
des Heizungskessels zugeführt, was eine bessere Vermischung
des Brennstoff-Luft-Gemisches bewirkt und die Verbrennung des
Brennstoffes optimiert.
Die übrige, mit dem Abgas vorgewärmte Luft dient der Wohn
raumbelüftung, die in der Regel etwa 10 bis 15% des Gesamt
wärmeaufwands eines Hauses ausmacht.
Die Erwärmung des Lüftungsluftanteils ermöglicht in geradezu
idealer Weise die Nutzung der bei recht niedriger Temperatur
anfallenden Kondensationswärme. Auf diesem Wege kann die in
neuzeitlich isolierten Häusern unabdingbare Zwangsbelüftung
ohne zusätzlichen Energieaufwand bewerkstelligt werden.
Verbrennungsluft und zuzuführende Lüftungsluft werden, dem
Lüftungsbedarf entsprechend, anteilig variierend, kalter,
frischer Außenluft und der Wohnraumabluft entnommen. Bei ho
hem Luftaustauschbedarf wird vorwiegend Außenluft, bei ver
mindertem Lüftungsbedarf vorwiegend Luft aus dem Wohnraum
angesaugt und durch den erfindungsgemäßen Frischluft-
Wärmetauscher gedrückt.
Da die Abkühlung der Rauchgase in Abhängigkeit von den ein
gesetzten Brennstoffen ab ca. 60°C mit Kondensatbildung in
schwefeligen Säuren einhergeht, findet dieser Wärmetausch
erfindungsgemäß nicht mehr im eigentlichen Heizkesselteil,
sondern im Frischluft-Wärmetauscher statt, der den hier vor
herrschenden Bedingungen, wie beispielsweise korrosives Me
dium, geringer Betriebsdruck und niedrige Temperaturen, in
Werkstoffwahl und konstruktiver Ausbildung angepaßt ist.
Die wasserführenden Teile des Heizkessels, die vergleichs
weise höheren Betriebsdrücken standhalten müssen, sind da
durch brennraumseitig keinem nennenswerten Korrosionsangriff
ausgesetzt.
Ein weiterer Vorteil der Übertragung der Wärme an zwei ver
schiedene Medien liegt in der dadurch ermöglichten
Leichtbauweise. Als Konsequenz ergibt sich, verglichen mit
üblichen Lösungen, neben der bequemen Transportierbarkeit,
eine starke reduzierte Wärmekapazität der Gesamtanordnung,
so daß beim Anfahr- und Taktbetrieb die verlustbehafteten
Aufwärmphasen stark verkürzt werden. Aus diesem Grunde kann
auch auf die in den letzten Jahren angestrebte Erzeugung von
Heiz- und Brauchwasser in zwei getrennten Kesseln verzichtet
werden.
Die kompakte Anordnung von Kessel und nachgeschaltetem Frisch
luft-Wärmetauscher erlaubt es, die Längen verbindender Luft-
bzw. Abgasleitungen wünschenswert kurz zu halten, so daß
Wärmeverluste bedingende Oberflächen äußerst klein gehalten
werden können.
Die schließlich auf nahezu Umgebungstemperatur abgekühlten,
schadstoffarmen Abgase geringen Volumens können mit jeder
Art von korrosionsfesten Rohrleitungen, auch aus Kunststoff,
ins Freie geführt werden. Ein Kamin wird nicht mehr
benötigt. Korrosionsprobleme und die sogenannte Versottung
von Schornsteinen sind gegenstandslos. Das entstehende saure
Kondensat kann bei Verwendung von Erdgas problemlos den ba
sischen Haushaltsabwässern beigegeben werden. Bei Verbren
nung anderer Brennstoffe ist eine einfache Neutralisierung
nachzuschalten. Dieser Art und Weise der Beseitigung von im
Rauchgas enthaltenen, luftbelastenden Bestandteilen
(insbesondere SO2 und CO2) kommt vor dem Hintergrund der öf
fentlichen Diskussion über den sauren Regen besondere Bedeu
tung zu.
Die erfindungsgemäße Anlage verringert nicht nur die Emis
sion von gasförmigen Schadstoffen zu Lasten des leichter un
schädlich zu machenden, konzentrierten Kondensats. Bedingt
durch die erzielten Minderungen des Brennstoffverbrauches
erfolgt auch eine absolute Abnahme der Schadstoffproduktion.
Der Vorteil der Verbrennungsluftvorwärmung wird beim mög
lichen Einsatz in Absorptionswärmepumpen weiter erhöht, weil
sich dort die in der vorgewärmten Verbrennungsluft enthalte
ne Energie mit dem Faktor des Primärenergie-Nutzungsgrades,
etwa 1,3, multipliziert. Bei einer solchen Anwendung wird
die Verbrennungsluft auf ca. 200°C vorgewärmt. Der
Frischluft-Wärmetauscher besitzt dann zweckmäßigerweise für
Verbrennungsluft- und Lüftungsluftvorwärmung gesonderte
Kanäle. Beim Brenner erfordern die höheren Temperaturen Maß
nahmen zum Schutz der wärmeempfindlichen Elektronik, die
vorteilhaft zentral mit der gesamten Heizungsregelung zusam
mengefaßt wird.
Der Frischluft-Wärmetauscher ist in einem vertikal angeord
neten Abschnitt der ausgangs des Heizkessels angeschlossenen
Rauchgasleitung eingeschaltet und einerseits von einem von
oben nach unten abfallend gerichteten Rauchgasstrom, ande
rerseits von einem von unten nach oben gerichteten Luftstrom
durchströmt. Dieser so angeordnete und durchströmte
Frischluft-Wärmetauscher dient für die Vorwärmung sowohl der
einem Wohnraum zuzuführenden Lüftungsluft als auch dem Bren
ner direkt zuzuführenden Verbrennungsluft. Außerdem wird nur
im Frischluft-Wärmetauscher außer der fühlbaren Wärme auch
die Kondensationswärme an die durchströmende Luft
abgeleitet. Eine Kondensat-Sammeleinrichtung ist unterhalb
des Frischluft-Wärmetauschers angeordnet. Dem Frischluft-
Wärmetauscher ist ein Rauchgas-Gebläse in Rauchgas-
Strömungsrichtung nachgeschaltet und ein Luftfördergebläse
luftströmungsmäßig vorgeschaltet.
Die ab ca. 60°C mit Kondensatbildung in schwefligen Säuren
erfolgende Abkühlung findet in der erfindungsgemäßen Anlage,
also nicht mehr im Heizkesselteil, sondern im Frischluft-
Wärmetauscher-Bereich statt, der den hier vorherrschenden
Bedingungen, nämlich den korrosiven Medien, geringen Be
triebsdrücken und niedrigeren Temperaturen sowohl in der
Werkstoffwahl als auch in seiner konstruktiven Ausgestaltung
günstig angepaßt werden kann.
Die der Wärmenutzung aus diesen niedrigen Abgastemperaturen
entsprechenden kleinen Temperaturdifferenzen erfordern große
Wärmetauscherflächen, die vorzugsweise aus dünnen, massear
men Bändern, Tafeln oder Folien gebildet werden. Eine solche
Leichtbauweise weist eine stark reduzierte Wärmekapazität
auf, so daß dadurch Wärmeverluste beim Anfahren und im Takt
betrieb minimiert werden. Bei einer derartigen Bauweise ste
hen die Frischluftkanäle des Frischluft-Wärmetauschers gegen
über den Abgaskanälen unter höherem Druck, wodurch bei
nicht ausschließbaren Undichtheiten zwar Frischluft ins Ab
gas, aber kein Abgas in die Frischluft gelangen könnte.
Da die Zugverhältnisse von den Gebläsen zur Förderung von
Rauchgas und Luft vorgegeben werden, können aufwendige Ein
richtungen wie Zugregler oder Rauchgasklappen entfallen. Die
Energieeinsparung durch Rauchgasklappen wird bei der vorlie
genden Erfindung analog durch Ausschalten des Gebläses
erreicht.
Die auf nahezu Umgebungstemperatur abgekühlten Abgase ent
halten nur noch einen Bruchteil von Schadstoffen üblicher
Hausheizungsanlagen. Die Belastung der Atmosphäre mit SO2,
CO2-Teilen und anderen Bestandteilen wird damit erheblich
reduziert. Das Kondensat läuft in den unterhalb des
Frischluft-Wärmetauschers befindlichen Sammelbehälter, aus
dem das Kondensat gegebenenfalls neutralisiert ins Abwasser
abgeführt wird.
Es hat sich darüber hinaus gezeigt, daß durch den frisch
luftseitig und abgasseitig den Brennraum begrenzenden
Frischluft-Wärmetauscher auch eine außerordentliche Dämpfung
der Verbrennungsgeräusche erreicht wird.
Nachstehend ist die erfindungsgemäße gas- bzw. ölbeheizte
Heizungs- und Lufterwärmungsanlage anhand mehrerer in der
Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele noch näher er
läutert.
Es zeigen
Fig. 1 bis 7 schematische Darstellungen der gas- bzw. ölbeheizten Heizungs- und Lufterwär
mungsanlage.
In Fig. 1 ist ein Schema gezeigt, das einen Brenner 10 mit
einem Heizkessel 11 enthält. Die aus dem Heizkessel 11 oben
austretenden Rauchgase gelangen über eine vom letzteren ab
zweigende Rauchgasleitung 12 zur weiteren Abkühlung in einen
Frischluft-Wärmetauscher 13, der in einen vertikal angeord
neten Abschnitt der letzteren eingeschaltet ist, und passie
ren anschließend einen Tropfenabscheider bzw. eine
Kondensat-Sammeleinrichtung 14, um dann mit Hilfe eines
Rauchgas-Gebläses 15 ins Freie geleitet zu werden. Das durch
Taupunktunterschreitung im Frischluft-Wärmetauscher 13 er
zeugte und in der Kondensat-Sammeleinrichtung 14 gesammelte
Kondensat wird über einen Siphon 16 in einen Abwasserkanal 17
geleitet. Während im Heizkessel 11 Heizungswasser 18 aufge
wärmt wird, dient der Frischluft-Wärmetauscher 13 zur Erwär
mung von Luft. Diese Luft 19 wird mittels eines Luftförder-
Gebläses 20 aus den Wohnräumen 21 und aus der Umgebung 22
angesaugt. Mit Hilfe einer Klappe 23 kann der Außenluft-
Anteil so verändert werden, daß die Luftmenge, die im Bren
ner 10 verbrannt wird, sowie die Menge, die vorzugsweise aus
Küchen und Sanitärräumen unmittelbar ins Freie abgegeben
wird, Ersatz findet.
Die im Frischluft-Wärmetauscher 13 aufgeheizte Luft 24 wird
in die Wohnräume 21 geleitet. Die Verbrennungsluft 25 wird als Teilstrom
über eine Klappe 26 dem Brenner 10 zugemessen, der mit Gas
oder Öl 27 befeuert wird.
In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer kompakten
Heizungs- und Lufterwärmungsanlage nach dem in Fig. 1 gezeig
ten Schema dargestellt.
Über die regelbare Klappe 26 wird Verbrennungsluft 25 als Teil der im
Frischluft-Wärmetauscher 13 erwärmten Luft
für den Brenner 10 abgezweigt. Die Verbrennungs
luft könnte auch ausschließlich Raumluft sein.
Der am Brenner 10 unmittelbar angeschlossene Heizkessel 11
enthält ein den Brennraum 70 umgebendes, wendelförmiges Wär
metauscherrohr 71 für das Heizungswasser 18, das einen Teil
der Wärme aus den in Pfeilrichtung von unten nach oben vor
beistreifenden Rauchgasen aufnimmt. Die aus dem Heizkes
sel 11 im oberen Bereich austretenden Rauchgase werden
umgelenkt und über den sich anschließenden Abschnitt der
Rauchgasleitung unmittelbar in den vertikal angeordneten
Frischluft-Wärmetauscher 13 eingeleitet, in welchem die
Rauchgase in einer nach unten gerichteten Strömung 73
zwangsgeführt werden und dabei die fühlbare Wärme und die
Kondensationswärme an die im Gegenstrom von unten nach oben
durchströmende Luft 19 abgeben. Das dabei entstehende Kon
densat 74 tropft in die Kondensat-Sammeleinrichtung 14, wo
bei es durch die gleichgerichtete Rauchgas-Strömung 73 be
schleunigt aus dem Frischluft-Wärmetauscher 13 entfernt
wird. Das stark abgekühlte und weitgehend von Schadstoffen
befreite Rauchgas gelangt schließlich über ein Abgasrohr 75
aus Kunststoff ins Freie.
Die im Frischluft-Wärmetauscher 13 erwärmte Luft kommt
als kalte Luft 19 aus Wohnräumen 21, oder durch eine Klappe 23
gesteuert dazu gemischt aus der Umgebung 22. Die aufgewärmte
Luft 24 unterstützt die Wohnraumheizung. Die Luftströme 19, 24
dienen gleichzeitig zur Luftumwälzung bzw. als Belüftung
von Wohnräumen 21, wobei im letzteren Fall der Luftstrom
vorwiegend von der Umgebung 22 angesaugt, über den
Frischluft-Wärmetauscher 13 als erwärmte Luft den Wohnräumen 21
zugeführt und aus diesen über eine Klappe 76 wieder an die
Umgebung 22 abgeführt wird.
Das Beispiel gemäß Fig. 3 entspricht im Grundprinzip der
Ausführung gemäß Fig. 1, wobei lediglich der Frischluft-
Wärmetauscher in zwei Funktionseinheiten 13, 28 unterteilt
ist und dem Frischluft-Wärmetauscher 28 nur die Aufgabe zufällt, die
Verbrennungsluft im Gegenstrom vorzuwärmen. Der Luftstrom 29
kann dabei den Wohnräumen oder dem Heizungsraum entnommen
werden, mit Förderung durch dort herrschenden Unterdruck
oder durch ein Gebläse. Für die Funktionseinheit 13 des
Frischluft-Wärmetauschers verbleibt bei diesem Aus
führungsbeispiel die Funktion einer Lüftungsluft-Temperie
rung. Der Vorteil dieser Lösung wird insbesondere dann deut
lich, wenn der Heizkessel 11 den Austreiber einer Absorp
tionswärmepumpe bildet. Prinzipbedingt verlassen die Rauch
gase den Austreiber mit Temperaturen, die eher über 200°C
liegen, so daß die Rückführung eines möglichst großen Teils
der in den Rauchgasen enthaltenen Energie in den Brenner,
mit dem Primärenergie-Nutzungsgrad der Wärmepumpe multipli
ziert, äußerst vorteilhaft ist.
Fig. 4 bis 6 zeigen jeweils ein Ausführungsbeispiel der in den
Fig. 1 bis 3 schematisch dargestellten Frischluft-
Wärmetauscher 13 bzw. 28. Während in Fig. 4 ein einfacher
Frischluft-Wärmetauscher gezeigt ist, ist in Fig. 5 und 6
eine kostengünstig herstellbare Kombination von zwei Wärme
tauschern dargestellt. Die beiden Frischluft-Wärmetauscher 13 und 28
können somit getrennt je nach Fig. 4 oder kombiniert gemäß
Fig. 5 und 6 in einer Baueinheit aufgebaut sein. Die Tren
nung erlaubt die optimale Anpassung der Konstruktions-Werk
stoffe an die jeweiligen Betriebsbedingungen. Während der
Frischluft-Wärmetauscher 13 bei niedrigen Temperaturen un
terhalb des Taupunkts der Rauchgase betrieben wird und dem
zufolge aus hochkorrosionsfesten Werkstoffen niedriger Tempe
raturbelastbarkeit hergestellt werden kann, muß beim
Frischluft-Wärmetauscher 28 weniger auf Korrosions- als auf
Temperaturfestigkeit Rücksicht genommen werden.
Bei den in Fig. 4 bis 6 gezeigten Konstruktionsprinzipien
der Frischluft-Wärmetauscher 13, 28 handelt es sich um Plat
tenwärmetauscher, die aus ein oder zwei Grundelementen 40,
50, 51, 60, 61 schichtartig aufgebaut sind. Der Plattenab
stand beträgt ca. 1,5 mm, eingestellt durch Abkantungen 41, 52,
Prägungen 62, beigelegte Abstandshalter (42, 53) oder Kombi
nationen dieser Möglichkeiten, die Platten selbst bestehen
aus Dünnblech ( 0,2 mm), Dünnglas oder Folien, um die Wär
mekapazität möglichst klein zu halten. Blech- bzw. Glaswerk
stoffe können mit Schutzschichten zur Verhinderung von Kor
rosion bzw. mit Folien zur Erhöhung der mechanischen Bean
spruchbarkeit versehen sein. Die Formgebung erfolgt serien
gerecht auf Pressen oder in Walzwerken.
Ähnliche Frischluft-Wärmetauscher 13, 28 lassen sich durch
Falten endloser Bänder oder durch Extrudieren des kompletten
Wärmetauschers aus Kunststoffen oder Keramik erzeugen.
Soweit die Grundelemente miteinander verbunden bzw. die
Strömungskanäle gegeneinander oder zur Atmosphäre abgedich
tet werden müssen, so kann dies durch Schweißen, Hartlöten,
Kleben, Klemmen oder Kombinationen der genannten Verfahren
geschehen.
Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Frischluft-Wärme
tauschers 13 in Kompaktbauweise. Dieser besteht im wesentli
chen aus einem Paket mehrerer Platten 39, zwischen denen im
Gegenstrom die Rauchgase und die zu erwärmende Luft 19
strömt. Das aus den Rauchgasen entstehende Kondensat
fließt aufgrund der Platten 39 direkt in die darunterliegen
de Kondensat-Sammeleinrichtung 14. Aus letzterer kommende
Rauchgase und/oder Kondensat 74 können vor ihrer Entfer
nung eine nicht dargestellte Neutralisationsstation durch
laufen.
Claims (8)
1. Gas- bzw. ölbefeuerte Heizungs- und Lufterwärmungsanlage
mit
- a) einem Brenner,
- b) einem Heizkessel,
- c) wenigstens einem in den Heizkessel integrierten, von aufzuheizendem Wasser und brennerseitig erzeugtem Rauch gas durchströmten Heizwasser-Wärmetauscher,
- d) einer am Ausgang des Heizwasser-Wärmetauschers ange schlossenen Rauchgasleitung,
- e) einer Kondensat-Sammeleinrichtung,
- f) einem strömungsmäßig nach der Kondensat-Sammelein richtung in der Rauchgasleitung angeordneten Rauch gasgebläse,
- g) wenigstens einem in die Rauchgasleitung eingeschalteten Frischluft-Wärmetauscher zur Erwärmung von einem Wohn raum zuzuführender Luft, wobei letztere den Wärmetauscher im Gegenstrom zum Rauchgas durchströmt, und
- h) einem Luftförder-Gebläse, das in eine die Luft führende Leitung eingeschaltet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
- i) der Frischluft-Wärmetauscher (13, 28) in einem vertikal angeordneten Abschnitt der ausgangs des Heizkessels angeschlossenen Rauchgasleitung (12) eingeschaltet und von einem von oben nach unten abfallend gerichteten Rauchgasstrom und von einem von unten nach oben ge richteten Luftstrom durchströmt ist,
- j) der Frischluft-Wärmetauscher (13, 28) für Vorwärmung sowohl der dem Wohnraum (21) zuzuführenden Luft (24) als auch dem Brenner (10) direkt zuzuführenden Ver brennungsluft (25) ausgebildet und nur im Frischluft- Wärmetauscher (13, 28) vom Abgas, außer der fühlbaren Wärme, auch die Kondensationswärme an die durchströmende Luft ableitbar ist,
- k) die Kondensat-Sammeleinrichtung (14) unterhalb des Frischluft-Wärmetauschers (13, 28) angeordnet ist,
- l) das Rauchgas-Gebläse (15) dem Frischluft-Wärmetau scher (13, 28) in Rauchgas-Strömungsrichtung nachge schaltet ist, und
- m) das Luftförder-Gebläse (20) dem Frischluft-Wärmetau scher (13, 28) strömungsmäßig vorgeschaltet ist.
2. Gas- bzw. ölbefeuerte Heizungs- und Lufterwärmungsanlage nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, daß der Frischluft-Wärmetauscher (13, 28)
mit dem Heizkessel (19) zu einer kompakten Baueinheit zu
sammengefaßt ist.
3. Gas- bzw. ölbefeuerte Heizungs- und Lufterwärmungsanlage nach einem der vorherge
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Frischluft-Wärmetauscher (13, 28) aus einer Einheit zur
Vorwärmung von Lüftungsluft und einer Einheit zur Vorwär
mung von Verbrennungsluft besteht.
4. Gas- bzw. ölbefeuerte Heizungs- und Lufterwärmungsanlage nach Anspruch 3, da
durch gekennzeichnet, daß die beiden Einheiten des
Frischluft-Wärmetauschers (13, 28) übereinander angeordnet
sind, wobei die untere Einheit als kälterer Teil der
Vorwärmung von dem Wohnraum (21) zuzuführender Luft (24)
und die obere Einheit als heißerer Teil zur Vorwärmung
von Verbrennungsluft (25) dient.
5. Gas- bzw. ölbefeuerte Heizungs- und Lufterwärmungsanlage nach Anspruch 3, da
durch gekennzeichnet, daß die beiden Einheiten des
Frischluft-Wärmetauschers (13, 28) aus unterschiedlichen
Werkstoffen hergestellt sind.
6. Gas- bzw. ölbefeuerte Heizungs- und Lufterwärmungsanlage nach einem der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wär
metauschenden Flächen des Frischluft-Wärmetauschers (13, 28)
aus dünnen, massearmen Bändern, Tafeln oder Folien
hergestellt sind.
7. Gas- bzw. ölbefeuerte Heizungs- und Lufterwärmungsanlage nach einem der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Frischluft-Wärmetauscher (13, 28) bzw. dessen beide Ein
heiten als Plattenwärmetauscher ausgebildet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19833317424 DE3317424A1 (de) | 1983-05-13 | 1983-05-13 | Verfahren und anlage zur nutzung der abgaswaerme von hausheizungskesseln |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19833317424 DE3317424A1 (de) | 1983-05-13 | 1983-05-13 | Verfahren und anlage zur nutzung der abgaswaerme von hausheizungskesseln |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Cited By (1)
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