DE4112522C1

DE4112522C1 - Appts. for recovering dry and latent heat from oil or gas exhaust - comprising heat exchanger in several stages in flue, with circulation from heating return pipe to first stage, etc.

Info

Publication number: DE4112522C1
Application number: DE4112522A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: HOEFER VOLKER MARIA 5340 BAD HONNEF DE
Current assignee: HOEFER VOLKER MARIA 5340 BAD HONNEF DE
Priority date: 1991-04-17
Filing date: 1991-04-17
Publication date: 1992-08-13
Anticipated expiration: 2011-04-18

Abstract

Dry and latent heat is recovered from the exhaust of systems fired by oil or natural gas, by equipment installed in the flue between a boiler furnace and the chimney, the medium flowing in the heating feed and return pipes passing through it. It comprises a heat-exchanger in two or more stages, the exhaust gas flowing downwards through it in vertical passages. Each stage has unions for the medium flowing horizontally through it, the first stage being connected to a circuit formed by the heating return pipe, and the second to a low-temp. heating circuit. The exhaust pipe forms a cowl before the exchanger, and a deflecting chamber below it with condensate drain chamber, so as to extend away from the exchanger to one side. The section connected to the deflector chamber contains an after-heater connected to the return pipe and through which the cleaned and cooled gases flow, these being heated to generate an updraught in the chimney. In the return flow direction, the exchanger follows the after-heater. ADVANTAGE - Greater heat-utilisation.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Rückgewinnung von trockner und latenter Wärme aus Abgasen von mit Öl oder Erdgas beheizten Feuerungsanlagen.The invention relates to a device for Recovery of dry and latent heat from exhaust gases from combustion plants heated with oil or natural gas.

Derartige Anlagen sind beispielsweise aus dem DE-90 14 143 U1, DE 39 11 276 C1, DE 34 06 989 C2 oder DE 32 17 782 A1 bekannt. Mit den bekannten Vorrichtungen sollen die in den heißen Abgasen enthaltenen Schwefeldioxydanteile unter den Taupunkt abgekühlt und ausgefällt und gleichzeitig die anfallende Abwärme und Kondensationswärme genutzt werden.Such systems are for example from DE-90 14 143 U1, DE 39 11 276 C1, DE 34 06 989 C2 or DE 32 17 782 A1 are known. With the known devices, they should be called in the Exhaust gases contain sulfur dioxide below the dew point cooled and precipitated and at the same time the resulting Waste heat and condensation heat can be used.

Soweit eine Nachwärmung der Abgase überhaupt vorgesehen ist, erfolgt sie durch Wärmeabgabe des Wärmetauschers, d. h. Rückführung der Abgase am Wärmetauscher.If the exhaust gases are to be reheated at all, it is done by heat dissipation from the heat exchanger, d. H. Recirculation of the exhaust gases on the heat exchanger.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Nutzungsgrad der Heizung zu verbessern und gleichzeitig eine Vorrichtung zu schaffen, mit der problemlos auch bereits vorhandene kleine Heizkessel nachgerüstet werden können. Insbesondere liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung für die Wärmerückgewinnung so auszugestalten, daß sie als ein geschlossenes Gerät bei geringem Raumbedarf in der Abgasleitung ohne Kaminveränderung einbaubar ist. Darüber hinaus liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, insbesondere die Nutzung der latenten Wärme - gerade auch in Zeiten niedrigerer Außentemperaturen - ständig rückzugewinnen und völlig zu nutzen.The invention has for its object the degree of utilization Improve heating while maintaining a device create with the already existing small Boilers can be retrofitted. In particular, the Invention, the object of the device for Heat recovery design so that it as a closed device with little space requirement in the exhaust pipe can be installed without changing the chimney. In addition, the Invention based on the task, in particular the use of latent heat - especially in times of lower Outside temperatures - to be constantly recovered and fully used.

Erfindungsgemäß wird dies durch eine Vorrichtung mit den im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 enthaltenen Merkmalen erreicht.According to the invention, this is achieved by a Device with the in the characterizing part of claim 1 contained features achieved.

Mit der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Rückgewinnung von Wärme geschaffen, bei der nicht nur die Energiebilanz des Wärmetauschers berechenbar ist, sondern bei der auch die Nachwärmung der Abgase für eine ausreichende Thechnik für den Kaminabzug, abgestimmt auf das jeweilige Kaminverhalten, berechenbar und erzeugbar ist. Das Wärmerückgewinnungssystem mit Wiedererwärmung der bis unter den Taupunkt abgekühlten Abgase wird, um für den Kamin einen ausreichenden thermischen Auftrieb zu gewährleisten, zugleich als eine Vorrichtung konzipiert, die platzsparend in die Abgasleitung des Wärmeerzeugers, hier Feuerungsanlage eines Heizkessels, eingebaut werden kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann sowohl zur Nachrüstung bestehender oder neu zu errichtender Feuerungsanlagen - Heizungsanlagen - eingesetzt werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß sie im Abgasrohr von Heizungsanlagen in Altbauten ohne Kaminveränderung einsetzbar ist. Falls die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Rückgewinnung von Wärme aus den Abgasen bei einer im Dachgeschoß eines Hauses installierten Heizungsanlage eingesetzt wird, entfällt der Kamin, da die Abgase unmittelbar über eine Kunststoffrohrleitung direkt über das Dach abgeführt werden können. Der Kondensatablauf aus dem entsprechenden Behälter kann direkt in die Dachrinne abgeführt werden.With the invention, a device for the recovery of Warmth created in which not only the energy balance of the Heat exchanger is predictable, but also the Reheating the exhaust gases for adequate technology for the Chimney extractor, matched to the respective chimney behavior, can be calculated and generated. The heat recovery system with reheating the ones cooled down to below the dew point Exhaust gases are used to provide sufficient thermal for the fireplace To ensure buoyancy, at the same time as a device designed to save space in the exhaust pipe of the Heat generator, here firing system of a boiler, can be installed. The device according to the invention can both for retrofitting existing or new ones Firing systems - heating systems - are used. The The device according to the invention is characterized in that it in the exhaust pipe of heating systems in old buildings without Chimney modification can be used. If the invention Device for the recovery of heat from the exhaust gases a heating system installed in the attic of a house the chimney is not used because the exhaust gases are immediate discharged directly over the roof via a plastic pipe can be. The condensate drain from the corresponding Containers can be drained directly into the gutter.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind den Ansprüchen 2 bis 7 entnehmbar.Advantageous developments of the device according to the invention are claims 2 to 7 removable.

Die Erfindung umfaßt einen dem Heizkessel nachgeschalteten mehrstufigen Wärmetauscher, der vertikal von den heißen Abgasen durchströmt wird und horizontal in der ersten Stufe (Etage) vom Heizungsrücklauf durchflossen wird und horizontal in der zweiten Stufe (Etage) von einem Niedertemperaturkreis durchflossen wird. Dabei werden die Abgase auf das jeweilige Temperaturniveau der Heizkreise abgekühlt, der Niedertemperaturkreis kühlt die Abgase mindestens auf das Temperaturniveau der Außenluft ab, wobei der Taupunkt der Abgase weit unterschritten wird und die Latentwärme zur Nutzung frei wird.The invention includes a downstream of the boiler multi-stage heat exchanger that is vertical from the hot exhaust gases is flowed through and horizontally in the first stage (floor) of Heating return flows through and horizontally in the second stage (floor) of a low temperature circuit is flowed through. The exhaust gases are based on the respective Temperature level of the heating circuits cooled down Low temperature circuit cools the exhaust gases to at least that Temperature level of the outside air, the dew point of Exhaust gas is far below and the latent heat for use becomes free.

Das abgekühlte Abgas wird wieder nachgewärmt, so daß ausreichend thermischer Auftrieb zum Kamin vorhanden ist, und die getrockneten und erwärmten Abgase in jeden normalen Kamin eingeleitet werden können, ohne daß eine Nachkondensation mit der Folge der Versottung eintritt.The cooled exhaust gas is reheated so that there is sufficient thermal lift to the chimney, and the dried and heated exhaust gases in every normal fireplace can be initiated without post-condensation with the consequence of the sooting.

Das anfallende Kondensat wird in einem Sammler neutralisiert und dann in die Kanalisation geleitet.The condensate is neutralized in a collector and then piped into the sewers.

Mit der Rückführung eines Teilstromes des getrockneten Abgases zum Brenner wird die Entstehung des Verbrennungs-NOx erheblich erschwert.With the return of a partial flow of the dried exhaust gas the formation of combustion NOx becomes significant for the burner difficult.

Vorteilhaft kann der Wärmetauscher aus einzelnen Wärmetauschereinheiten - Modulen - zusammengesetzt sein, so daß problemlos Wärmetauscher unterschiedlicher Leistungen entsprechend Heizungsanlagen unterschiedlicher Leistungen baukastenmäßig zusammenbaubar und als Wärmerückgewinnungsvorrichtungen unterschiedlicher Leistungen in ein Abgasrohr einer Heizungsanlage einsetzbar sind.The heat exchanger can advantageously consist of individual Heat exchanger units - modules - be assembled so that easily heat exchangers of different capacities according to heating systems of different performances modular and can be assembled as Heat recovery devices of different performances can be used in an exhaust pipe of a heating system.

Bei einer Ausführung der Vorrichtung gemäß Anspruch 8 ist ein feuchtigkeitsunempfindlicher Kamin nicht mehr notwendig.In an embodiment of the device according to claim 8 is a Chimney insensitive to moisture is no longer necessary.

Die Erfindung wird nachfolgend näher erläutert, wobei in derThe invention is explained in more detail below, wherein in the

Fig. 1 eine Darstellung der Heizwert- und Brennwertnutzung bei zulässigen Grenzwerten dargestellt ist, Fig. 1 illustrates the conventional and condensing use is shown at acceptable limits,

Fig. 2 ein Wärmerückgewinnungsdiagramm für die erfindungsgemäße Vorrichtung, Fig. 2 shows a heat recovery diagram for the inventive device,

Fig. 3 die Wärmenutzung in Abhängigkeit der Abgastemperatur zur Rücklauftemperatur darstellt und Fig. 3 shows the heat use depending on the exhaust gas temperature to the return temperature and

Fig. 4 eine schematische Darstellung von Aufbau und Funktion der Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung gemäß der Erfindung. Fig. 4 is a schematic representation of the structure and function of the device for heat recovery according to the invention.

Der Rückgewinnung von trockener (Abgase) und latenter (Kondensation) Wärme aus Abgasen von mit Öl und Erdgas beheizten Feuerungsanlagen, insbesondere Heizungsanlagen, mit einem Heizkessel und einem im Umlauf geführten Heizmedium, vorzugsweise Wasser, wird im Zuge der Energieeinsparung und Verringerung von Immissionen wachsende Bedeutung beigemessen. Aus dem beigefügten Diagramm gemäß Fig. 1 ist der Heizwert und der Brennwert von Feuerungsanlagen für Heizkessel unter Berücksichtigung der Verluste schematisch dargestellt, wobei mit 13% Abgasverlust der mittlere zulässige Grenzwert zugrunde gelegt ist.The recovery of dry (exhaust gases) and latent (condensation) heat from exhaust gases from oil and natural gas fired heating systems, especially heating systems, with a boiler and a circulating heating medium, preferably water, is becoming increasingly important in the course of energy savings and reduced emissions attached. The attached diagram according to FIG. 1 shows the calorific value and the calorific value of firing systems for boilers, taking into account the losses, whereby the average permissible limit value is based on a 13% exhaust gas loss.

Die Rückgewinnung der trockenen Wärme aus den Abgasen bis zum Taupunkt wird bereits vielfältig durchgeführt. Bei der Rückgewinnung der Kondensationswärme aus den unter den Taupunkt abgekühlten Abgasen, wobei bei Erdgas der Taupunkt ca. 57°C und bei Heizöl der Taupunkt ca. 47°C abhängig vom Kohlendioxydgehalt und der Gaszusammensetzung ist, ist zwar theoretisch lösbar, jedoch in der Praxis bisher nur im geringen Umfang erfolgreich praktiziert worden.The recovery of dry heat from the exhaust gases up to Dew point is already being carried out in a variety of ways. In the Recovery of the heat of condensation from below the dew point cooled exhaust gases, with natural gas the dew point approx. 57 ° C and with heating oil the dew point approx. 47 ° C depending on Carbon dioxide content and gas composition is, though theoretically solvable, but in practice so far only to a small extent Extent successfully practiced.

Die Kondensationswärme (latente Wärme) der Abgase kann mit herkömmlichen Heizkesseln nicht genutzt werden und wird erst verfügbar, wenn die Abgase unter ihren Taupunkt abgekühlt werden.The heat of condensation (latent heat) of the exhaust gases can with conventional boilers are not used and will only available when the exhaust gases have cooled below their dew point will.

In der Fig. 2 ist ein Wärmerückgewinnungsdiagramm für Erdgas und Heizöl der Qualität EL dargestellt, wobei der Taupunkt bei Erdgas mit 57°C und bei Heizöl mit 47°C angenommen ist. Wird nun durch das Wärmegebiet unterhalb des Taupunktes der Abgase ein Heizkreis geführt, dessen Temperatur niedriger ist als die Taupunkttemperatur, dann beginnt der Heizwert genutzt zu werden und es bildet sich Kondensat. Die anfallende Kondensatmenge - 1 Liter Wasser pro Liter Heizöl bzw. ca. 1,4 Liter Wasser pro Kubikmeter Erdgas - sind Indikator für die Brennwertnutzung und damit für den Rückgewinn an Wärme, umgerechnet in KWh wie im Diagramm angegeben.In FIG. 2, a heat recovery diagram for natural gas and fuel oil quality EL is shown, wherein the dew point is adopted for natural gas at 57 ° C and fuel oil with 47 ° C. If a heating circuit is passed through the heat area below the dew point of the exhaust gases, the temperature of which is lower than the dew point temperature, the calorific value begins to be used and condensate forms. The amount of condensate that accumulates - 1 liter of water per liter of heating oil or approx. 1.4 liters of water per cubic meter of natural gas - is an indicator of the use of the calorific value and thus of the heat recovery, converted into KWh as shown in the diagram.

Die Rücklauftemperatur eines Heizungssystems ist in ihrer Grädigkeit abhängig von der Außentemperatur. Bei niedrigen Außentemperaturen wird eine höhere Brennerlast gefordert. Zwangsläufig steigt die Vorlauftemperatur des Heizungsmediums und gleichzeitig die Rücklauftemperatur. In diesem Fall entfernt sich die Leistung der Heizungsanlage von der Taupunktlinie im gleichen Maße wie die Rücklauftemperatur steigt, wie in der Fig. 3 in der Kurve 1 dargestellt. Das bedeutet bei niedrigen Außentemperaturen und hohem Energieverbrauch ist die Wärmenutzung durch den normalen Brennwertkessel - Heizungsanlage erheblich reduziert. Hier setzt die Erfindung ein. Mit der zweistufigen Wärmerückgewinnung unter Zuschaltung eines Heizkreises an den Wärmetauscher für Niedrigtemperaturabnehmer, das sind Abnehmer unterhalb des Taupunktes der Abgase, ist es auch möglich, die Leistung mit kälter werdenden Außentemperaturen bezüglich der Wärmerückgewinnung zu erhöhen, siehe die Kurve 2 der Fig. 3.The degree of return temperature of a heating system depends on the outside temperature. At low outside temperatures, a higher burner load is required. The flow temperature of the heating medium and the return temperature inevitably increase. In this case, the performance of the heating system moves away from the dew point line to the same extent as the return temperature rises, as shown in curve 1 in FIG. 3. At low outside temperatures and high energy consumption, this means that the heat used by the normal condensing boiler heating system is considerably reduced. This is where the invention comes in. With the two-stage heat recovery by connecting a heating circuit to the heat exchanger for low-temperature consumers, i.e. consumers below the dew point of the exhaust gases, it is also possible to increase the performance with colder outside temperatures with regard to heat recovery, see curve 2 of Fig. 3.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist schematisch in der Fig. 4 im Aufbau und in der Wirkungsweise dargestellt. Die Feuerungsanlage mit Brenner B und Heizkessel H dient beispielsweise für die Beheizung eines Wohnhauses oder Mehrfamilienhauses mit umlaufendem Heizungswasser im Heizungsvorlauf, der nicht dargestellt ist, und Heizungsrücklauf HR in den Heizkessel H. Die heißen Abgase aus dem Heizungskessel H gelangen über die Abgasleitung A auf den Wärmetauscher W mit den Wärmetauscherstufen 1 und 2. Jede Stufe ist als Durchströmungskammer mit Anschlüssen für das horizontale Durchströmen eines Mediums ausgebildet, wobei in der Regel unten eingeführt und am oberen Rand der Kammer abgeführt wird. Der Wärmetauscher W ist so angeordnet, daß seine Abgaskanäle das vertikale Durchströmen der Abgase von oben nach unten in Pfeilrichtung gestatten. Damit die Abgase entsprechend vertikal den Wärmetauscher W von oben anströmen können, ist die Abgasleitung A oberhalb des Wärmetauschers haubenartig A1 geformt. Die Abgase durchströmen die Stufen 1 und 2 des Wärmetauschers und gelangen in die unterhalb des Wärmetauschers sich anschließende Wendekammer A2 der Abgasleitung, die die Abgase auffängt und in einen sich anschließenden rohrförmigen Abschnitt A3 übergeht, der an den Kamin K angeschlossen ist. Die Abgasleitung ist seitlich, d. h. an einer Seite des Wärmetauschers weitergeführt, so daß die Abgasleitung mit eingebautem Wärmetauscher etwa U-förmig mit unterschiedlich langen Schenkeln verläuft. Vor dem Eingang in den Kamin K ist in der Abgasleitung A3 ein Ventilator V eingebaut, um den Abzug der abgekühlten Abgase in den Kamin zu unterstützen. In Abgasströmungsrichtung ist zwischen Ventilator und Wärmetauscher in die Abgasleitung im Abschnitt A3 nach der Wendekammer ein Nachwärmer NW, beispielsweise in Gestalt eines Rohrbündels, eingebaut, der zur Nachwärmung für die abgekühlten und kalten Abgase dient. Der Nachwärmer wird vom Heizungsrücklauf HR gespeist. Das nach dem Abkühlen der den Wärmetauscher durchströmenden Abgase im Bereich der Wendekammer A2 anfallende Kondensat, das in gleicher Fließrichtung wie das Abgas aus dem Wärmetauscher W austritt, sammelt sich am untersten Punkt der Wendekammer A2 und kann von dort in einen darunter befindlichen Kondensatablaufbehälter N eintreten, wird in diesem als Neutralisationsbehälter ausgebildeten Behälter neutralisiert und dann von dort aus beispielsweise in den Kanal abgeführt. Die erste Stufe 1 des Wärmetauschers W, d. h. die zuerst von den heißen Abgasen an- und durchströmte Stufe des Wärmetauschers, wird horizontal von dem vom Nachwärmer NW kommenden Heizungsrücklauf HR durchströmt. Nach Austritt aus dem Wärmetauscher gelangt der Heizungsrücklauf HR, der nun gegenüber der Eintrittstemperatur in den Wärmetauscher aufgewärmt ist, zur endgültigen Nachwärmung auf Vorlauftemperatur wieder in den Heizungskessel H. Der Heizungsrücklauf HR wird zusätzlich zu der an die beim Heizungsvorlauf an die zu beheizenden Räume abgegebenen Wärme durch den Nachwärmer NW in der Abgasleitung A3 ausgekühlt. Der Heizungsrücklauf HR bildet den ersten Heizkreis I für die erste Stufe I des Wärmetauschers.The construction and the mode of operation of the device according to the invention is schematically shown in FIG. 4. The firing system with burner B and boiler H is used, for example, to heat a house or apartment building with circulating heating water in the heating flow, which is not shown, and heating return HR in the heating boiler H. The hot exhaust gases from the heating boiler H reach the exhaust pipe A through the Heat exchanger W with heat exchanger stages 1 and 2 . Each stage is designed as a flow-through chamber with connections for the horizontal flow-through of a medium, generally being introduced at the bottom and discharged at the upper edge of the chamber. The heat exchanger W is arranged so that its exhaust channels allow the exhaust gases to flow vertically from top to bottom in the direction of the arrow. So that the exhaust gases can flow vertically to the heat exchanger W from above, the exhaust pipe A is shaped like a hood A 1 above the heat exchanger. The exhaust gases flow through stages 1 and 2 of the heat exchanger and enter the reversing chamber A 2 of the exhaust gas line, which catches the exhaust gases and passes into a subsequent tubular section A 3 , which is connected to the chimney K, below the heat exchanger. The exhaust pipe is continued laterally, ie on one side of the heat exchanger, so that the exhaust pipe with built-in heat exchanger runs approximately U-shaped with legs of different lengths. In front of the entrance to the chimney K, a fan V is installed in the exhaust line A 3 in order to support the extraction of the cooled exhaust gases into the chimney. In the exhaust gas flow direction, a reheater NW, for example in the form of a tube bundle, is installed between the fan and the heat exchanger in the exhaust line in section A 3 after the turning chamber, which serves to reheat the cooled and cold exhaust gases. The reheater is fed by the heating return HR. The condensate accumulating in the area of the reversing chamber A 2 after the exhaust gases flowing through the heat exchanger have cooled down and which emerges from the heat exchanger W in the same direction of flow as the exhaust gas, collects at the lowest point of the reversing chamber A 2 and can from there into a condensate drain container N located below occur, is neutralized in this container designed as a neutralization container and then discharged from there, for example into the channel. The first stage 1 of the heat exchanger W, ie the stage of the heat exchanger which is first flown in and flowed through by the hot exhaust gases, is flowed horizontally by the heating return HR coming from the reheater NW. After exiting the heat exchanger, the heating return HR, which has now warmed up compared to the entry temperature in the heat exchanger, is returned to the heating boiler H for final reheating to the flow temperature cooled by the reheater NW in the exhaust pipe A 3 . The heating return HR forms the first heating circuit I for the first stage I of the heat exchanger.

Die nachfolgende zweite Stufe 2 des Wärmetauschers dient zur Erwärmung eines weiteren individuellen Heizkreises II, der mit Niedertemperatur betrieben wird. Niedertemperatur bedeutet hier Temperaturen unterhalb des Taupunktes der Abgase bis zu etwa 12°C. Das Heizmedium dieses Heizkreises II gelangt mit der niedrigsten erreichbaren Temperatur eines Solekreislaufes S aus einem Abnehmer für Niedertemperatur, zum Beispiel einem Lüftungsgerät L oder einer Fußbodenheizung, in die Stufe 2 des Wärmetauschers W. Dort nimmt dieses Heizmedium die noch im Abgas befindliche Wärme auf, erwärmt sich und gelangt nach dem Austritt aus dem Wärmetauscher, unterstützt durch eine Pumpe P, beispielsweise in einen Gegenstromaustauscher G. Der Gegenstromaustauscher G wird von einem zweiten Medium, beispielsweise Frischwasser, durchströmt, das mittels einer Pumpe hindurchgepumpt wird und aus dem Gegenströmer erwärmt kommend einem Wasserboiler WB zugeführt wird, wo es gegebenenfalls weiter aufgewärmt und gespeichert wird für weitere Anwendungen. Die Restwärme, die das Frischwasser im Gegenstromaustauscher G dem Heizmedium des Solekreislaufes nicht mehr entzieht, wird nach Verlassen des Gegenstromaustauschers G mit dem Heizmedium weitertransportiert zum Abnehmer für Niedertemperatur, im Beispiel das Lüftungsgerät L.The subsequent second stage 2 of the heat exchanger is used to heat another individual heating circuit II, which is operated at low temperature. Low temperature here means temperatures below the dew point of the exhaust gases up to about 12 ° C. The heating medium of this heating circuit II reaches the lowest achievable temperature of a brine circuit S from a consumer for low temperature, for example a ventilation device L or underfloor heating, in stage 2 of the heat exchanger W. There, this heating medium absorbs the heat still present in the exhaust gas, heated and exits after exiting the heat exchanger, supported by a pump P, for example into a countercurrent exchanger G. A second medium, for example fresh water, flows through the countercurrent exchanger G, which is pumped through by a pump and warms a water boiler coming from the countercurrent WB is fed, where it may be further warmed up and stored for further applications. The residual heat, which the fresh water in the counterflow exchanger G no longer extracts from the heating medium of the brine circuit, is transported onward after leaving the counterflow exchanger G with the heating medium to the consumer for low temperature, in the example the ventilation unit L.

Dieser zweite Heizkreis II für ein Heizmedium mit Niedertemperatur kann als eigener Heizkreis an die Gegebenheiten vor Ort beim Installieren einer Vorrichtung für die Wärmerückgewinnung an eine Heizungsanlage und Wohnanlage angepaßt werden. In der schematischen Darstellung gemäß Fig. 4 ist die als Vorrichtung WR für die Wärmerückgewinnung aus heißen Abgasen bei entsprechenden Feuerungs- und Heizungsanlagen zwischen Abgasleitung A und Kamin K installierbare Einheit gestrichelt markiert. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann platzsparend in die Abgasleitung eines Wärmeerzeugers sowohl bei bestehenden Anlagen als auch neu zu errichtenden Anlagen eingebaut werden. Die Vorrichtung WR kann als baulich Einheit mit Anschlüssen versehen erstellt und installiert werden. Der Anschlußbereich der haubenförmigen Abgaszuleitung A1 an die vorhandene Abgasleitung A und des Ausganges der Abgasleitung A3 an den Kamin kann mit üblichen Rohranschlüssen bewerkstelligt werden. Das gilt auch für die Anschlüsse der Heizkreise I und II.This second heating circuit II for a heating medium with low temperature can be adapted as a separate heating circuit to the local conditions when installing a device for heat recovery in a heating system and residential complex. In the schematic representation of FIG. 4, the apparatus as WR installable for heat recovery from hot exhaust gases in the corresponding furnace and heating systems between the exhaust pipe A and K fireplace unit is marked by broken lines. The device according to the invention can be installed in a space-saving manner in the exhaust gas line of a heat generator both in existing systems and in new systems to be built. The device WR can be created and installed as a structural unit with connections. The connection area of the hood-shaped exhaust gas supply line A 1 to the existing exhaust gas line A and the exit of the exhaust gas line A 3 to the chimney can be accomplished with conventional pipe connections. This also applies to the connections of heating circuits I and II.

Die Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung gemäß der Erfindung ermöglicht auch bei sehr niedrigen Außentemperaturen ebenso wie bei Außentemperaturen in der Übergangszeit im Gegensatz zum sogenannten Brennwertkessel eine völlige Nutzung der Wärme aus der eingesetzten Primärenergie. Die sogenannten Brennwertkessel werden bei Heizungsanlagen auch nicht mit einer nachgeschalteten Einrichtung wieder aufgewärmt, so daß zum Abführen der kalten Abgase bei sogenannten Brennwertkesseln, die also eine Wärmerückgewinnung, wie in der Fig. 3 Kurve 1 beschrieben, beinhalten, ein Überdruckkamin in der Regel aus Edelstahlrohr erforderlich ist. Demgegenüber ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung des mehrstufigen Wärmetauschers mit nachgeschalteter Nachwärmung für das abgekühlte Abgas eine Kaminveränderung nicht notwendig. Das bedeutet auch, daß Kaminsanierungen nicht erforderlich sind.The device for heat recovery according to the invention enables a complete use of the heat from the primary energy used, even at very low outside temperatures as well as at outside temperatures in the transition period, in contrast to the so-called condensing boiler. The so-called condensing boilers are not reheated in heating systems with a downstream device, so that an excess pressure chimney, usually made of stainless steel pipe, is used to discharge the cold exhaust gases in so-called condensing boilers, which therefore include heat recovery, as described in Fig. 3 curve 1 is required. In contrast, a chimney change is not necessary in the device according to the invention of the multi-stage heat exchanger with subsequent reheating for the cooled exhaust gas. This also means that chimney renovations are not necessary.

Bisher werden üblicherweise Wärmetauscher aus Edelstahl in Heizungs- und Feuerungsanlagen und sogenannten Brennwertkesselanlagen mit Wärmerückgewinnung aus den Abgasen eingesetzt. Derartige Wärmetauscher aus Edelstahl haben den Nachteil, daß durch Abrasionen giftige Schwermetalle ausgewaschen und über das Kondensat in die Kanalisation gelangen können. Aus diesem Grunde werden für die erfindungsgemäße Wärmerückgewinnungsvorrichtung bevorzugt Wärmetauscher aus nichtmetallischen Werkstoffen, vorzugsweise aus Keramik oder imprägniertem Elektrographit, eingesetzt. Eine Schwermetallauswaschung ist ausgeschlossen. Auch Korrosionen durch Halogen belastete Umluft auch bei erdgasbefeuerten Heizungen werden dadurch vermieden. Darüber hinaus ist es möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung für die Wärmerückgewinnung mit zweistufigem Wärmetauscher und nachgeschalteter Nachwärmung auch bei mit Öl beheizter Feuerung einzusetzen. Infolge der Nachwärmung der Abgase wird auch das Immissionsverhalten durch die neue Wärmerückgewinnungsvorrichtung entscheidend verbessert.So far, stainless steel heat exchangers are usually used Heating and firing systems and so-called Condensing boiler systems with heat recovery from the exhaust gases used. Such stainless steel heat exchangers have the Disadvantage that toxic heavy metals due to abrasion washed out and over the condensate into the sewage system can reach. For this reason, for the Heat recovery device according to the invention preferred Heat exchangers made of non-metallic materials, preferably made of ceramic or impregnated electrographite. A Heavy metal leaching is excluded. Corrosion too Recirculated air contaminated with halogen even with natural gas fired This avoids heating. Beyond that it is possible, the device according to the invention for the Heat recovery with two-stage heat exchanger and downstream reheating even with oil-heated firing to use. As a result of the reheating of the exhaust gases, that too Immission behavior through the new Heat recovery device significantly improved.

Die erfindungsgemäß eingesetzten Wärmetauscher aus Keramik oder Elektrographit sind korrosionsbeständig und haben einen gegenüber Stahl verbesserten Wärmeübergang, wobei bei gleicher Oberfläche die Kondensation bereits bei ca. 55°C Rücklauftemperatur einsetzt.The ceramic or heat exchangers used according to the invention Electrographite are corrosion-resistant and have one compared to steel improved heat transfer, with the same Surface condensation already at approx. 55 ° C Return temperature starts.

Durch die zweistufige Ausführung des Wärmetauschers mit einem ersten Heizkreis zum Abkühlen der Abgase, der von dem Heizungsrücklauf gebildet wird, und einem zweiten Heizkreis mit einem Medium sehr niedriger Temperatur, d. h. unterhalb des Taupunktes der Abgase, das bis auf Frischwassertemperatur von 12°C abgesenkt sein kann, wird eine massive Auskühlung und Kondensierung der Abgase und des Kondensats ermöglicht, die zu einer Energieeinsparung von 20% und mehr führt. Ebenso werden Schadstoffimmissionen in gleicher Höhe vermieden.Due to the two-stage design of the heat exchanger with one first heating circuit for cooling the exhaust gases by the Heating return is formed, and with a second heating circuit a very low temperature medium, i. H. below the Dew point of the exhaust gases, which up to fresh water temperature Can be lowered to 12 ° C, a massive cooling and Condensation of the exhaust gases and the condensate enables that too energy savings of 20% and more. Likewise Pollutant emissions avoided at the same level.

Darüber hinaus ist es auch möglich, einen Teilstrom der getrockneten sauberen kalten und sauerstoffarmen Abgase vor der Nachwärmung, d. h. aus der Wendekammer unmittelbar zurück zum Brenner der Feuerungs- und Heizungsanlage zu führen, wodurch die Stickoxydbildung reduziert wird. Eine entsprechende Rückführ-Rohrleitung III ist in Fig. 4 schematisch dargestellt.In addition, it is also possible to lead a partial flow of the dried, clean, cold and low-oxygen exhaust gases before reheating, ie directly from the turning chamber back to the burner of the firing and heating system, which reduces nitrogen oxide formation. A corresponding return pipeline III is shown schematically in FIG. 4.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung für die Wärmerückgewinnung sammelt das Kondensat der Abgase in einem Behälter, der als Neutralisationsbehälter ausgestattet ist, wobei das in das von hier abzuleitende Kondensat einen pH-Wert von mindestens 7 aufweist.The device for heat recovery according to the invention collects the condensate of the exhaust gases in a container called Neutralization tank is equipped, which in the of condensate to be discharged here has a pH of at least 7 having.

Für die Wiedererwärmung der bis zum oder unter den Taupunkt abgekühlten Abgase, um für diese eine ausreichende Thermik für den Abzug durch den Kamin zu erzielen, dient ein Nachwärmer, vorzugsweise in Gestalt eines Rohrbündels, durch den der Heizungsrücklauf (hiermit ist das Heizungsmedium, beispielsweise Heizwasser gemeint) durchströmt und die im Gegenstrom außenseitig vorbeiströmenden ausgekühlten Abgase auf eine für die Thermik des Kamins ausreichende und einstellbare Temperatur erwärmt. Auf diese Weise ist die Aufwärmung der abgekühlten Abgase exakt auf das jeweilige Kaminverhalten im Einzelfall bestimmbar und anpaßbar und es kann die ausreichende Thermik für den Kaminzug durch die Nachwärmung des Abgases hergestellt werden. Zusätzlich kann am Kamin bzw. vor dem Kamineingang ein Abgasventilator angeordnet werden, der die durch den Wärmetauscher aufgebauten Widerstände überwindet und gewährleistet, daß der für die Abgasführung durch den Kamin notwendige Unterdruck am Kamineintritt vorhanden ist.For reheating to or below the dew point cooled exhaust gases in order to provide sufficient thermal the exhaust through the chimney is used by a reheater, preferably in the form of a tube bundle through which the Heating return (this is the heating medium, for example, heating water) and flows through the Cooled exhaust gases flowing past on the outside one that is sufficient and adjustable for the thermals of the fireplace Temperature warmed. In this way, the warming up of the cooled exhaust gases exactly to the chimney behavior in the Can be determined and adapted individually and it can be sufficient Thermal for the chimney draft by reheating the exhaust gas getting produced. In addition, at the fireplace or in front of the Chimney entrance an exhaust fan can be arranged which the resistances built up by the heat exchanger and ensures that the exhaust duct through the chimney the necessary vacuum is present at the chimney inlet.

Claims

1.Device for recovering dry and latent heat from exhaust gases from oil or natural gas-fired heating systems, which can be installed in an exhaust pipe (A) between the heating system of a boiler with a medium circulating in the heating flow and heating return and a chimney (K) and an at least two-stage heat exchanger (W) with vertically oriented exhaust gas channels for the through-flow of the exhaust gases from top to bottom, each stage containing connections for the horizontal throughflow of one medium each per heating circuit, and the first stage of the heat exchanger to one formed by the heating return The heating circuit (I) and the second stage of the heat exchanger can be connected to a heating circuit (II) formed by consumers for low temperature, the exhaust pipe in front of the heat exchanger being hood-like (A 1 ) for vertical exposure to exhaust gases and below the heat exchanger as a turning chamber (A 2nd ) is designed with a condensate drain tank (N) and is guided away from the heat exchanger on one side and, in the section (A 3 ) adjoining the turning chamber, a reheater (NW) that can be connected to the heating return and through which the cooled and cleaned exhaust gases flow, for heating the same thermal buoyancy is arranged in the chimney, the heat exchanger being arranged downstream of the reheater in the direction of flow of the heating return.

2. Device according to claim 1, characterized in that a fan (V) is installed in the exhaust pipe (A 3 ) before entering the chimney.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that a partial flow of the cooled and cleaned exhaust gas from the exhaust pipe (A 3 ) of the combustion air on the burner of the furnace by means of a pipe (III) can be supplied.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that a heat exchanger impregnated electrographite is used.

5. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that a ceramic heat exchanger is used.

6. The device according to claim 1, characterized in that the heat exchanger (W) from a or several assembled modules.

7. The device according to claim 6, characterized in that when using only one module as a heat exchanger this module on two heating circuits is connected, the first stage (floor) on the Heating return and the second stage (floor) for connection is prepared for the low temperature circuit.