DE7919231U1

DE7919231U1 - Vorrichtung zur waermerueckgewinnung aus abgas aus zentralheizungs-kesselanlagen

Info

Publication number: DE7919231U1
Application number: DE19797919231
Authority: DE
Original assignee: Schneider Hans Dipl-Ing 8700 Wuerzburg
Current assignee: Schneider Hans Dipl-Ing 8700 Wuerzburg
Priority date: 1979-07-04
Filing date: 1979-07-04
Publication date: 1979-11-08

Description

Dipl.-Ing. H. Schneider; :·.;,,; j .* .*:":

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung aus Abgasen bei Zentralheizungs-Kesselanlagen, die in der Abgasleitung zwischen Brennkammer und Kamin angeordnet ist.

Es ist bekannt, daß bei Zentralheizungs-Kesselanlagen ein nicht unerheblicher Teil der in der Brennkammer erzeugten Wärme mit den Abgasen über Dach ausgetragen und damit nutzlos vergeudet wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit der diese Wärme zurückgewonnen werden kann, und die, insbesondere auch bei Altanlagen, in einfacher Weise in bestehende Zentralheizungsanlagen integriert werden kann. Darüber hinaus soll diese Vorrichtung zur Reinigung leicht zugänglieh sein. Schließlich soll durch die erfindungsgemäße Vorrichtung das aus der Brennkammeraustretende Abgas gerade soweit abgekühlt werden, wie dieses ohne Gefahr der Taupunktunter schreitung möglich ist.

Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben durch die Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 10 gelöst. Wesentliche Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung bestehen zum einen in der optimalen Rückgewinnung der Wärme aus dem Abgas, und zum anderen in der leichten Integrierbarkeit in bereits installierte Heizungssysteme. Schließlich wird durch die Herausnehmbarkeit der Wärmeaustauscherelemente die Wartung der erfindungsgemäßen Vorrichtung außerordentlich erleichtert.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Fign. 1 bis näher erläutert.

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Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Ausführungsform.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Ausführungsform gemäß Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine teilweise aufgeschnitte Aufsicht auf

die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß den Fign. 1 und 2.
10

Fig. 4 zeigt die Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Zentralheizungssystem.

Fig. 5 gibt eine andere erfindungsgemäße Ausführung wieder, bei der die Strömungskanäle koaxial aneinander zu

geordnet sind.

Fig. 6 zeigt einen Querschnitt der Ausführungsform gemäß Fig. 5 im Bereich der Abgaseintrittsschlitze.

Die Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform, bei der das von einer allseitigen Wärmeisolierung 3 umgebende Gehäuse 2 durch eine mittig, in Strömungsrichtung des Abgases sich erstreckende Wand in die voneinander getrennten Strömungskanäle 4 und 5 unterteilt wird.

In dem einen Strömungskanal '5' ist im Bereich des Abgaseintritts eine stufenlos regelbare Drosselklappe 11 angeordnet; diese Drosselklappe ist in den Brennerruhepausen und der Anfahrphase des Brenners geöffnet und wird nach Erreichen einer ausreichend hohen Abgastemperatur oberhalb des Taupunktes geschlossen, so daß das Abgas durch den anderen Strömungskanal 4 geleitet wird, indem die Wärmeaustauscherelemente angeordnet sind.

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Bei der vorliegenden Ausführungsform bestehen die Wärmeaustauscherelemente aus Rohren, die im wesentlichen senkrecht zur Durchströmungsrichtung des Abgases angeordnet sind; zur Vergrößerung der Wärmeaustauscherfläche und zur Erzeugung einer turbulenten Gasströmung zur Erhöhung

des Wärmeaustausches sind vorzugsweise Lamellen 8 über / die Wärmeaustauscherrohre abnehmbar geschoben. Die Wärme's austauschrohre sind gemäß Fig. 1 einander auf Lücke zugeordnet.

Aus dem Querschnitt gemäß Fig. 2 der erfindungsgemäßen Ausführungsform gemäß Fig. 1 geht hervor, daß die Wärmeaustauscherrohre quer zur Strömungsrichtung des Abgases angeordnet sind und sich zwischen zwei Sammler 6 erstrecken; diese Sammler 6 sind in der vorliegenden Ausführungsform kammerartig derart ausgebildet, daß das zu erwärmende Wasser nacheinander die Wärmeaustauscherrohre 7 durchfließt. Im Bereich des Abgasaustritts aus der erfindungsgemäßen

ι Vorrichtung ist seitlich an den Sammlern ein Eingabestut-

zen 13 zur Einleitung des zu erwärmenden "Wassers und im Be-

^; 20 reich des Gaseintritts in die Vorrichtung ein Austrittsstutzen zur Ableitung des erwärmten Wasser aus der Vorrichtung vorgesehen.

Mit 12 ist die Regelvorrichtung für die Drosselklappe 11 gekennzeichnet; vor der Drosselklappe 11 im Einströmbereich des Abgases ist ein Temperaturfühler angeordnet, durch den bei einer bestimmten Temperatur die Einstellung der Drosselklappe durch die Regelvorrichtung 12 erfolgt.

Bei der vorliegenden Ausführungsform mit rechteckigen Querschnitt der beiden Strömungskanäle 4 und 5 ist die mehrteilige Ausführungsform besonders einfach erzielt, die den Einschub bzw. das Herausnehmen der Wärmeaustauscherelemente ermöglicht.

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In Fig. 3 ist eine Aufsicht auf die Ausführungsform gemäß den vorhergehenden Figuren im Teilschnitt wiedergegeben. Hierbei besitzen die Bezugsζiffern die vorgegebene Bedeutung. Die Pfeile neben den Eingabe- bzw. Ausgabestutzen bezeichnen die Fließrichtung des Wassers durch die Wärmeaustauscherelemente/ während der Pfeil im Eintrittsbereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Durchtrittsrichtunq des Abgases kennzeichnet.

In Fig. 4 wird die Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 in einem Heizungssystem dargestellt. Hierbei tritt das Rücklaufwasser hinter dem Mischer durch den Stutzen 13 in den Wärmeaustauscher, durchfließt diesen gegen die,Strömungsrichtung des Abgases und tritt erwärmt durch den Stutzen 10 wieder aus der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus, um dann dem Rücklaufanschluß des Heizkessels zugeleitet zu werden.

Eine möglichst gleichmäßige Strömungsgeschwindigkeit sowohl des Wassers als auch des Abgases trägt zur Verbesserung des Wirkungsgrades der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei. Deshalb wird in den Wasserkreislauf im Bereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorzugsweise eine zusätzliche Umwälzpumpe und in die Abgasleitung im Bereich des Abgasaustritts ein Saugzugventilator 15 angeordnet, wobei der Saugzugventilator den Kaminzug unterstützen kann. Durch die erfindungsgemäße beschriebene Ausführungsform kann nach vorheriger Absperrung des Heizwasser-su- und -ablaufes und anschließendes Lösen der Verschraubungen der entsprechenden Leitungen mit dem Stutzen 9 und 10 das Wärmeaustauscherelement auf einfache Weise seitlich zur Wartung herausgezogen werden, ohne daß die übrigen Anlagenteile demontiert werden müssen.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 und 6 handelt es sich um eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen

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Vorrichtung, wobei die beiden Strömungskanäle einander koaxial zugeordnet sind, und wobei der innere Strömungskanal mit kreisförmigen Querschnitt die regelbare Drosselklappe aufweist, und die Wärmeaustauscherelemente in dem diesen Strömungskanal umgebenden Strömungskanal mit ringförmigen Querschnitt in Form von schlangenförmig gebogenen Wärmeaustauscherrohren 18 angeordnet sind. An beiden Enden sind die Rohre 18 mit ringförmigen Sammlern 17 verbunden.

Die Funktionsweise dieser Ausführungsform entspricht im wesentlichen der zuvor beschriebenen, wobei bei Erreichen der erforderlichen Abgastemperatur nach Schließen der Drosselklappe 17 das Abgas durch radiale Schlitze 19, die vor der Drosselklappe im Eintrittsbereichs des Abgases in der zylinderförmigen Wand des inneren Strömungskanals angeordnet sind, in den ringförmigen Strömungskanal, in dem der Wärmeaustauscher angeordnet ist, eintritt. Die radial versetzte Anordnung der quer zur Gasströmung liegende Teile der Wärmeaustauscherrohre 18 sorgt für die Aufrechterhaltung der turbulenten Gasströme bis zu den Austrittsschlitzen 20.

Die Eintrittsschlitza 19 sind zur Ausbildung einer Verwirbelungszone mit aufgebogenen Leitschaufeln 22 versehen. Die Isolation wird durch einen zweiteiligen Isolationsmantel 21 erzielt, der zur Wartung der Rohre 18 abnehmbar ausgebildet ist.

Steuerung und Regelung der Drosselklappe erfolgt in der zuvor beschriebenen Weise.

Claims

WILHELMS & KlLlA-N PATENTANWÄLTE Dipl.-Ing. Hans Schneider Würzburg DR. ROLF E. WILHELMS DR. HELMUT KILIAN GBBELSTRASSE β eOOO MÜNCHEN ΘΟ TELEFON (0 BS) -47 AO 73· TELEX 5234 O7 (v/Jp-d) TELEQRAIAME PATRANS MÖNCHEN G 860 Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung aus Abgas aus Zentral- heizungs-Kesse!anlagen SCHUTZANSPRÜCHE 10

1. Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung für Zentralheizungs-Kesselanlagen aus dem Abgas, die in der Abgasleitung zwischen Brennkammer und Kamin angeordnet ist, gekennzeichnet durch ein Gehäuse mit einer Abgaseinleitung und einer am gegenüberliegenden Ende des Gehäuses angeordneten Abgasausleitung; eine sich in Gasströmungsrichtung erstreckenden Wand zur Unterteilung des Gehäuses in zwei Durchströmungskanäle; einer stufenlos regelbaren Drosselklappe in einem Strömungskanal; und Wärmeaustauschelemente in dem anderen Strömungskanal.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß im Abgasstrom vor der Drosselklappe ein die Stellung der Drosselklappe reqelnder Temperaturfühler angeordnet ist.

f.

3. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die 10 Wärmeaustauschelemente aus einem wasserführenden Rohrsystem \ bestehen, dessen Rohrabschnitt^ im wesentlichen senkrecht

\ zur Strömungsrichtung des Gases und gegeneinander auf Lücke

f versetzt angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrsystem aus einer Vielzahl zwischen zwei Sammlern angeordneten Rohren besteht, die senkrecht zur Strömungsrichtung des Gases angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammler derart durch eingebaute Wände ausgebildet sind, daß das Wasser nacheinander durch alle Rohrabschnitte bzw. Rohre geleitet v/ird.

6. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Rohrsystem in Bereich des Abgasaustritts aus jer Vorrichtung einen Eingabestutzen für das zu erwärmende Wasser und im Bereich des Abgaseintritts in die Vorrichtung einen Austrittstutzen für das erwärir.te Wasser aufweist.

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7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrabschnitte gemäß Anspruch 3 oder die Rohre gemäß Anspruch 4 aufgesetzte Lamellen zur Vergrößerung der Wärmeaustauscherflache und zur Erzeugung einer turbulenten Abgasströmung aufweisen.

8. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens zweiteilig zur seitlichen Herausnahme der Wärmeraustauscherelemente ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennze ichnet, daß sie von einer gegebenenfalls zumindestens zweiteilig ausgebildeten, zur seitlichen Herausnahme des Wärmeaustauscherelements geeigneten Wärmeisolierung umgeben ist.

10. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die sich in Gasströmungsrichtung erstreckende Wand zur Unterteilung des Gehäuses in zwei Durchstromungskanäle zylindrisch derart ausgebildet ist, daß der mit einer stufenlos regelbaren Drosselklappe versehene Strömungskanal im Innern der Vorrichtung und der andere, mit Wärmeaustauscherelementen versehene äußere Strömungskanal als Ringkanal koaxial um den inneren Strömungskanal angeordnet ist.