DE3344089A1

DE3344089A1 - Vorrichtung fuer heizungsanlagen

Info

Publication number: DE3344089A1
Application number: DE19833344089
Authority: DE
Inventors: Karl Eberl; Martin 8069 Wolnzach Eberl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-12-06
Filing date: 1983-12-06
Publication date: 1985-06-20

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für Hei-
zungsanlagen, insbesondere für Einfamilienhäuser oder kleinere Gewerbebetriebe, zur Verbesserung der Ausnutzung des Energieinhalts der Brennstoffe.
Ein nicht unerheblicher Prozentsatz der den Brennstoffen innewohnenden Wärmeenergie geht bei den üblichen Heizungsanlagen mit den ins Freie abgeleiteten Rauchabgasen verloren. Während bei industriellen Anlagen im allgemeinen Vorkehrungen getroffen werden, um einen optimalen Ausnutzungsgrad zu erzielen, wurde bei Heizungsanlagen kleinerer Leistung, wie sie beispielsweise für Einfamilienhäuser oder kleine Gewerbebetriebe benutzt werden, hierauf kein besonderer Wert gelegt. Die Richtlinien bzw. die gesetzlichen Bestimmungen schreiben für die Abgastemperatur des Kessels Mindestwerte vor, wodurch ein Versotten des Kamins durch Kondensation verhindert werden soll.
Diese Mindesttemperaturen liegen bei etwa 200 00. Es ist jedoch bekannt, daß diese Temperaturen häufig überschritten werden und beispielsweise Temperaturen von 300°C oder mehr auftreten. Ein typisches Beispiel hierfür ist die Heizungsanlage für eine Hopfendarre.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für derartige Heizungsanlagen eine bessere Energieausnutzung der Brennstoffe mittels einer einfach einzubauenden und billigen Vorrichtung zu gewährleisten.
Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.
Als Wärmeaustauscher kommen fast alle bekannten Systeme in Betracht, die eine Wärmeübertragung von den Rauchgasen nach einem hiervon getrennten Gasstrom oder insbesondere einem Wasserstrom bewirken. Durch Herabsetzung der Rauchgastemperaturen auf den zulåssigen Wert kann hierdurch eine erhebliche Energiemenge nutzbaren Zwecken zugeführt werden, beispielsweise zur Aufheizung der Luft oder des

Wassers

Heizzwecke Lur /oaer zur AUI- ouer vorneizung eines mraucfiwasserspeichers.
Zwar wird es bei richtig eingestellten und dimensionierten Brennern im allgemeinen möglich sein, die Abgastemperatur auf dem vorgeschriebenen Mindestwert zu halten, und die Erfindung wäre demgemäß sinnvoll nur anwendbar für solche Anlagen, bei denen die Abgastemperatur zeitweise oder immer aus bestimmten Gründen weit über dem vorgeschriebenen Mindestbereich liegt. Der Erfindung liegt jedoch die Erkenntnis zugrunde, daß ein nach der Erfindung ausgebildeter Wärmeaustauscher auch dann benutzt werden kann, wenn die Heizung bzw. deren Brenner richtig eingestellt ist. Es wurde nämlich erkannt, daß eine weitere Absenkung der Abgastemperaturen dann zulässig erscheint, wenn zwei wichtige Voraussetzungen erfüllt sind, nämlich: 1. muß ein Versotten des Amins vermieden werden, 2. müssen die Abgase von schädlichen Bestandteilen getrennt werden.
Die Voraussetzung 1. kann erfüllt werden, indem das aus Blech bestehende Rauchgasabzugsrohr durch den Kamin nach außen geführt wird, wobei allerdings das sich unvermeidlich bildende Kondenswasser abgeführt werden muß.
Ist die Bedingung 2. erfüllt, dann ist auch ein direkter Auslaß der abgekühlten Rauchgase ins Freie unter Umgehung des Kamins möglich.
Um diese Voraussetzung zu erfüllen, ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung nach Anspruch 2 eine Wasserberieselungsvorrichtung zum Auswaschen der Rauchgase mit dem Wärmetauscher kombiniert. Ein besonders einfacher Aufbau ergibt sich dabei, wenn der Wärmetauscher gemäß den Merkmalen der Ansprüche 3 und 4 ausgebildet ist.
Durch die Wasserberieselung der Rauchgase wird einerseits die Wårmeenergie über die Wassertropfen als Träger abgeführt, aber zugleich werden aus den Rauchgasen noch schädliche flüchtige und feste Bestandteile ausgewaschen.
In erster Linie kommt hier Schwefeldioxid in Betracht, welches den meisten festen oder flüssigen Brennstoffen anhaftet. Dieses SO2 kann in einem Behälter mit einem Neutralisationsmittel versetzt und neutralisiert werden. Von Zeit zu Zeit ist dann das Wasser, welches nach der Neutralisierung des Schwefeldioxids keine schädlichen Bestandteile mehr enthält, abgelassen werden.
Das in dem Behälter befindliche Warmwasser kann anderen Wärmeaustauschern zugeführt werden, es ist jedoch auch möglich und zweckmäßig, den Vorratsbehälter mit einem Wärmetauscher zu kombinieren, d. h. Wasserleitungen eines weiteren Kreislaufes durch den Behälter zu führen, um Brauchwasser oder dergleichen vor- oder aufzuheizen.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Heizungsanlage mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung, Fig. 2 ein Schnitt des Wärmeaustauschers, geschnitten nach der Linie II-II gemäß Fig. 1.
Fig. 1 zeigt eine Heizungsanlage mit einem Heizkessel 10 mit Brenner und Verbrennungsluft-Zuführungsgebläse 12, sowie einem Gebläse 16 für eine Warmluftheizung.
In das Rauchgasabzugsrohr 14 des Heizkessels ist ein Wårmeaustauschergehäuse 18 eingeschaltet, welches die aus Fig. 2 ersichtliche Gestalt hat. Der untere Teil des Gehäuses besitzt demgemäß den Querschnitt des Rauchgasabzugsrohrs 14 und die Seitenwände dieses Gehäuses konvergieren nach oben bis zu einer Breite, die dem Durchmesser von Brauseköpfen 20 entspricht, die in diesem Teil eingebaut sind. Die Brauseköpfe sind derart ausgebildet, daß das von ihnen in das Behälterinnere verspritzte Wasser den Querschnitt im wesentlichen gleichförmig ausfüllt, um eine optimale Wärmeübertragung und Auswaschung der Rauchgase zu gewährleisten. Die Brauseköpfe 20 werden über ein Zuführungsrohr 22 mit Wasser gespeist und das im Wärmeaustauschergehäuse 18 erwärmte (und mit Verunreinigungen angefüllte) Wasser wird einem Vorratsbehälter 24 über eine Abzugsleitung 26 zugeführt, die an der tiefsten Stelle des Behälters bzw. Rohres 14 ansetzt, so daß auch im Rohr 14 kondensiertes Wasser mit abgezogen werden kann. Es hat sich gezeigt, daß es auf diese Weise möglich wird, mit einem relativ kleinen Wärm eaust auschergehäus e die Abgastemperatur von 300 OO stromauf des Wärmetauschers auf 60 °C stromab des Wärmeaustauschers herabzusetzen.
Im Behälter 24 wird das im Wasser enthaltene Schwefeldioxid neutralisiert und dann kann das Wasser wiederum über die Leitung 22 dem Wårmeaustauscher zugeführt werden. Vorher soll jedoch die dem Wasser im Behälter 24 innewohnende Wärmeenergie nutzbringend verwendet werden.
Dies kann dadurch geschehen, daß der Behälter 24 selbst als Wärmetauscher ausgebildet und von Rohrschlangen durchsetzt ist, die beispielsweise einer Warmwasseraufbereitungsanlage zugeordnet sind. Statt dessen können auch getrennte Wärmeaustauscherkreise vorgesehen werden, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist. So kann in eine vom Behälter 24 nach einer Pumpe 28 führende Leitung 30 ein Wärmeaustauscher 32 eingeschaltet sein, der dem Gebläse 16 einer WarrLIluftheizung zugeordnet ist und die bei 4t austretende Luft vorheizt. Die Pumpe 28, die hier als Saugpumpe ausgebildet ist, fördert dann wiederum in die Zuführungsleitung 22 nach den Brauseköpfen 20.
Statt dessen kann, wie in Fig. 1 strichpunktiert angedeutet, ein weiterer Wärmeaustauscher 38 in einen Leitungszug 34 zwischen Behälter 24 und Zuführungsleitung 22 eingeschaltet sein, der einen Brauchwasserkreis vorheizt.
Hierbei kann die Förderung über eine Druckpumpe 36 erfolgen.
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Claims

Vorrichtung für Heizungsanlagen Patent e nq a n sp r ü c h e (1.\Vorrichtung für Heizungsanlagen, insbesondere für Einfamilienhäuser oder kleinere Gewerbebetriebe,zur Verbesserung der Ausnutzung des Energieinhalts der Brennstoffe, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß in das Rauchgasabzugsrohr (14) des Heizkessels (10) ein Wärmeaustauscher (18) eingeschaltet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Wärmeaustauscher (18) mit einer Wasserberieselungsvorrichtung (20) zum Auswaschen der Rauchgase ausgerüstet ist.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Wärmeaustauscher (18) ein in das Rauchgasabzugsrohr (14) eingeschaltetes Gehäuse (18) aufweist, das mit Wassereinspritzdüsen (20) ausgerüstet ist und einen Wasserauslauf aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Wärmeaustauschergehäuse (18) im Querschnitt birnenförmig ausgebildet ist und im oberen Abschnitt als Wassereinspritzdüsen Brauseköpfe (20) vorgesehen sind, deren Strahlen den Querschnitt im wesentlichen gleichförmig ausfüllen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Wasserabzugsleitung (26) des Wärmeaustauschergehäuses (18) mit einem Wasserbehälter (24) in Verbindung steht, aus dem das Wasser den Wassereinspritzdüsen (20) zugeführt wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Wasserbehälter (24) ein Neutralisationsmittel zum Neutralisieren der SO2-Bestandteile aufweist.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Wasser im Kreislauf durch eine Pumpe (28) gefördert wird.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen die Abzugsleitung (26) bzw. den Wasserbehälter (24) und die Zuführungsleitung (22) der Wassereinspritzdüsen (20) ein weiterer Wärmeaustauscher (32; 38) geschaltet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Wärmeaustauscher (32) dem Umluft-Fördergebläse (16) einer Warmluftheizung zugeordnet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Wärmeaustauscher (38) einer Warmwasservorheizeinrichtung zugeordnet ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das aus Blech bestehende Rauchabzugsrohr (14) durch die gesamte Länge des Amins geführt ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Rauchgasabzugsrohr (14) unter Umgehung des Amins direkt ins Freie geführt ist.