DE8028957U1

DE8028957U1 - Vorrichtung zur rueckgewinnung eines teils der aus kaminen, abluftanlagen etc. ausstroemenden abgasen immanenten waerme

Info

Publication number: DE8028957U1
Application number: DE19808028957
Authority: DE
Original assignee: KOZIOLLEK WILHELM 2807 ACHIM DE
Current assignee: KOZIOLLEK WILHELM 2807 ACHIM DE
Priority date: 1980-10-30
Filing date: 1980-10-30
Publication date: 1981-04-23

Description

17, Dez. 1980

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäss Oberbegriff des Anspruches 1.

Es ist allgemein bekannt, dass bis zu 30 % der für die Heizung von Gebäuden oder Schwimmbädern oder dgl. aufgewendeten Energie (Brennstoffenergie) als Abgas ungenutzt über Kamine ins £!reie entweichen. Ähnlich verhält es sich bei Abluftanlagen.

Der Erfinder hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung zu schaffen, mittels der sich in einfacher Weise ein Grossteil der aus Kaminen, Abluftanlagen etc. ausströmenden Abgasen immanenten Wärme für die Wiederverwendung rückgewinnen lässt.

Diese Aufgabe wird erfindun gsgemäss durch die kennzeichnender Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Auf Grund des erfindungsgemäss vorgesehenen Gebläses, das bei Öl- oder Gasgebläsebrennern ohnehin vorhanden ist, ist eine äusserst starke Abkühlung des durch den Kamin entweichenden Abgases möglich, ohne dass Abzugsprobleme entstehen. Der im Kamin oder Abluftkanal installierbare Wärmetauscher kann also für eine starke Abkühlung der Abgase dimensioniert werden, mit der Folge, dass eine entsprechend hohe Wärmerückgewinnung erzielt wird.

es folgt die ursprüngliche Beschreibung beginnend auf Seite bis Seite 10.

Bei entsprechender Dirnensionierung des Wärmetauschers lassen sich mehr als 70 % eier Abgas- bzw. Abluftwärme für Heizzwecke oder zur Erwärmung von Brauchwasser etc. rückgewinnen. Insbesondere kann mittels der vorliegenden Erfindung in Übergangszeiten und im Winter das Wasser von Schwimmbädern vorteilhaft erwärmt werden.

Der Wärmetauscher ist vorzugsweise an einen Wärme- _iB

Pt tauscherkreißlauf angeschlossen, der Teil eines Heizkreislaufas ist. Dabei kann dann ohne besonderen installationstechnischen Aufwand das durch den im Heizkreislauf angeordneten Kaminwärmetauscher erwärmte Wärmetauschermedium über ein Mischventil dem durch den Öl- oder Gasgebläsebrenner in einem Heizkessel oder dgl. unmittelbar erwärmten Medium je nach Bedarf zugemischt werden.

Da die erfindungsgemässe Anordnung eine extrem starke Abkühlung der Abgase erlaubt, ist es unschädlich, im Kamin einen zweiten Rohr- oder dgl. -wärmetauscher anzuordnen, der an einen separaten Wärmetauscherkreislauf, vorzugsweise Brauchwasser- und/oder Vorwärmkreislauf angeschlossen ist. Dieser Vorwärmkreislauf kann einen Vorwärmboiler umfassen, der mit einem Hauptboiler für die Speicherung von Brauchwasser etc. fluidverbunden ist. An den Vorwärmboiler ist dann eine Kaltwasserleitung angeschlossen. Dieses in den Vorwärmboiler vorzugsweise an dem tiefsten Punkt des-

JO selben eingeleitete Kaltwasser wird mittels einer Pumpe durch den entsprechend zugeordneten Kaminwärmetauscher gepumpt, in djresem erwärmt und dem Vorwärmboiler an einem höheren Punkt desselben wieder zugeführt. Von dort gelangt das vorgewärmte (z. B. auf 30° C vorgewärmt) Wasser in den Hauptboiler.

Bei .Anordnung von zwei Wärmetauschern im Kamin erfährt das den Brennraum mit einer Temperatur von 200 bis 300° C verlassende Abgas eine Abkühlung auf etwa 30 bis 40° C.

Die Wärmetauscherrohre befinden sich vorzugsweise in einem sich im wesentlichen unmittelbar an den Gebläsebrenner bzw. Heizkessel anschliessenden, von aussen leicht zugänglichen Abschnitt des Kamins, von dem eine Kondensatleitung zu einem Kondensatbehäl.ter führt. Die Einrichtung zur Ableitung von Kondensatwasser ist von gewisser Wichtigkeit, da sich eine Kondensatbildung an der Oberfläche der Wärmetauscherrohre nicht vermeiden lässt. Bei einer besonders einfachen und insbesondere wartungsfreundlichen Konstruktion wird der die Wärmetauscherrohre aufnehmende Abschnitt des Kamins durch einen vorzugsweise von oben (über einen Deckel) zugänglichen Behälter gebildet, dessen Boden eine Abgaseinlassöffnung sowie eineKondensatauffangrinne aufweist, in die die Kondensatleitung mündet, und über dessen aufrechte Seitenwände sich die Wärmetauscherrohre von unten nach oben bis auf Höhe einer Abgasauslassöffnung erstrecken. Die Kondensatauffangrinne befindet sich unterhalb der Rohrschlangen, erstreckt sich also am Boden des die Wärmetauscherrohre aufnehmenden Behälters längs der aufrechten Seitenwände.

Die Kondensatauffangrinne besitzt vorzugsweise ein sich zur Mündung der Kondensatleitung hin erstreckendes Gefälle.

Die Wärmetauscherrohre des zweiten Wärmetauschers sind vorteilhafterweise in einem Trageinsatz angeordnet, der sich z. B. von oben in den die Wärmetaus<herrohre des ersten Wärmetauschers aufnehmenden Behälter

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einsetzen lässt. Der Trageinsatz wird vorzugsweise in den erwähnten Behälter gehängt.

Um eine lange Lebensdauer zu gewährleisten, bestehen die Wärmetauscherrohre und der diese aufnehmende Behälter sowie Trageinsatz jeweils aus korrosionsbeständigem, insbesondere schwefelresistentern Material.

Kachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform der ΊΟ erfindungsgemässen Anordnung anhand der anliegenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Heizungsanlage mit zwei im Kamin angeordneten Wärmetauschersystemen, und Fig. 2 einen Kaminwärmetauscher in schematischem Schnitt und in vergrössertem Masstab.

Die in Fig. 1 dargestellte Heizungsanlage umfasst einen öl- oder G-asgebläsebrenner 1a, einen Heizkessel 1, einen Hauptboiler 20 und eine Kesselvorlaufleitung 5, die über ein Sicherheitsventil 6 zu einem Mischventil (4-Wege-Mischventil) 7 führt. Mittels des Mischventils 7 ist die Kesselvorlaufleitung 5 mit einer Kesselrücklaufleitung 5¹ und/oder einer Heizungsvorlaufleitung 10 fluidverbindbar. In der Heizungsvorlaufleitung 10 sind noch eine Umwälzpumpe & sowie ein Absperrschieber 9 angeordnet.

An den Heizkessel 1 schliesst sich ein Kamin 4- an, der eine Rauchgasleitung 2, einen Wärmetauscherabschnitt 3 und einen Schornstein 40 umfasst. Der Wärmetauscherabschnitt 3 weist zwei voneinander getrennte Wärmetauscher 3¹ und 3" auf, wobei sich jeweils um Rohrwärmetauscher handelt, wie Fig. 2 deutlich zeigt. Der erste Rohrwärmetauscher 3' ist im Heizungsrücklauf 12, 12' angeordnet, wobei über

die Leitung 12' das im Wärmetauscher 3' erwärmte Heizmedium, z. B. Wasser, dem Mischventil 7 zugeführt wird, über das es dem durch den Brenner 1a unmittelbar erwärmten Heizmedium zugemischt werden kann.

Der zweite Wärmetauscher 3" ist an einen gesonderten Wärmetauscherkreislauf 17» 17' angeschlossen, der einen Vorwärmeboiler 16 umfasst. An den Vorwärmeboiler 16 ist eine Kaltwasserleitung 15 angeschlossen, über die in den Vorwärmeboiler Kaltwasser eingeleitet wird. Von dort wird das Kaltwasser mittels einer Pumpe 18 über eine Leitung 17 dem zweiten Wärmetauscher 3" zugeführt, um von dort über eine Leitung 17' vorgewärmt wieder in den Vorwärmeboiler zurückgeführt zu werden. Der Einlass für das im zweiten Wärmetauscher 3" vorgewärmte Wasser befindet sich an einem oberen Punkt des Vorwärmeboilers 16, wahrend die Zuführung des Kaltwassers möglichst an der tiefsten Stelle des Vorwärmeboilers 16 erfolgt.

Vom Vorwärmeboiler 16 wird das vorgewärmte Wasser über eine Leitung 19 in einen Hauptboiler 20 geleitet und dem sich dort befindlichen Warmwasser zugemischt. Über eine Warmwasserleitung 21 kann dann je nach Bedarf aus dem Hauptboiler 20 Warmwasser entnommen werden.

Wie Fig. 1 erkennen lässt, ist in der Verbindungsleitung 12' zwischen dem ersten Wärmetauscher 3¹ und dem Mischventil 7 noch ein Absperrschieber 28 vorgesehen. Ferner ist an $er Kesselrücklaufleitung 5¹ noch ein Ausdehnungsgefäss 11 angeschlossen. Die Entleerung des Kesselkreislaufes ist über eine an die Kesselrücklaufleitung 5' angeschlossene Entleerungsleitung 22 möglich.

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Sich ia Wärmetauscherabschnitt 3 bildendes Kondensatwasser wird über eine Kondensatleitung 13 in einen Kondensatbehälter abgeleitet.

Gemäss Fig. 2 wird der die Wärmetauscherrohre aufnehmende Abschnitt 3 des Kamins durch einen von oben über einen Deckel 29 zugänglichen Behälter 23 gebildet, dessen Boden eine Abgaseinlassöffnung 23 sowie eine sich entlang der aufrechten Seitenwände 30 des Behälters erstreckende Kondensatauffangrinne 24 aufweist, in die die Kondensatleitung 13 mündet, und über dessen aufrechte Seitenwände sich ein Wärmetauscherrohr 31 schraubenförmig von unten nach oben bis auf Höhe einer Abgasauslassöffnung 26 erstreckt. Die Anschlüsse des Wärmetauscherrohres 31 sind in Fig. 2 mit den Bezugsziffern 32 und 33 gekennzeichnet. Das Wärmetauscherrohr 31 bildet den zweiten Wärmetauscher 3".

Der erste Wärmetauscher 3¹ wird ebenfalls durch eine schraubenförmige Rohrschlange 34 gebildet. Die Anschlüsse an diese Rohrschlange sind in Fig. 2 mit den Bezugszeichen 35 und 36 gekennzeichnet. Die den ersten ■■ Wärmetauscher 3" bildende Rohrschlange 34 ist in einem Einsatz 27 angeordnet, der von oben her in den Behälter 23 einsetzbar ist. Zur Reinigung des Wärmetauscherabschnitts 3 wird der den ;. ersten Wärmetauscher 3¹ aufnehmende Einsatz 27 aus dem Behälter 23 herausgezogen, so dass dann auch die sich über die aufrechten Seitenwände 30 des Behälters 23 erstreckende Rohrschlange 31 zur Reinigung gut zugänglich ist.

Es hat sich gezeigt, dass sich an den Wärmetauscherrohren keine Russpartikel absetzen. Die Russpartikel werden durch sich auf der Oberfläche der Rohrschlangen 31, 34 bildendes Kondensatwasser mitgenommen und tropfen mit diesem in die unterhalb der Rohrschlangen

31, 34 angeordnete Kondensatauf fangrinne 24, von der sie über die Kondensatleitung 13 in den Kondensatbehälter 14 gelangen. Die Rohrschlangen 31» 34 bleiben verblüffenderweise selbst nach längerer Gebrauchsdauer vollkommen blank bzw. sauber.

Mittels der beiden Wärmetauscher 3¹ und 3" lässt sich eine Abkühlung von Abgasen von 200 bis 300° C auf etwa 30 bis 50° C erzielen. Abzugsprobleme durch den Schornstein ergeben sich auf Grund des Gebläsedruckes (Gebläsebrenner 1a) nicht.

Sämtliche in den Unterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand eier Technik neu sind.

Damit es nicht zu einer Durchfeuchtung des Schornsteins kommt, kann es erforderlich sein, ein Spezialrohr in den Schornstein einzuziehen.

Claims

Ansprüche

Vorrichtung zur Rückgewinnung eines Teils der aus Kaminen, Abluftanlagen etc. ausströmenden Abgasen immanenten Wärme, gekennzeichnet durch einen im Kamin (4-) oder Abluftkanal installierbaren, von einem Wärmetauschermedium durchströmten Rohroder dgl. -wärmetauscher (3¹ , 3") und einem Abgasgebläse, mittels dem die Abgase durch den Wärmetauscher hindurchgedrückt oder gesaugt werden.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (3¹) an einen Strömungsmittel- bzw. Wärmetauscherkreislauf anschliessbar ist.

3· Vorrichtung nr.ch Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher aus zwei Rohrwärmetauschern besteht, die an verschiedene Strömungsmittelkreisläufe (Heizkreislauf 12, 12', 10; Brauchwasser- und/oder Vorwärmkreislauf 17* 16, 17') anschliessbar sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscherrohre in einem von oben her zugänglichen, in den Kamin oder dgl. einsetzbaren Behälter (23) angeordnet sind, dessen Boden eine Abgaseinlassöffnung (25) sowie eine Kondensatauffangrinne (24) aufweist, in die eine Kondensatleitung (13) mündet, und über dessen aufrechte Seitenwände sich die Wärmetauscherrohre von unten nach oben bis auf Höhe einer Abgasauslassöffnung (26) erstrecken.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscherrohre (Rohrschlange 34) des zweiten Wärmetauschers (3") in einem in den die Wärmetauscherrohre (Rohrschlange 31) des ersten Wärmetauschers (3¹) aufnehmenden Behälter (23) einsetzbaren Trageinsatz (27) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärnu juischerrohre sowohl des ersten als auch des zweiten Wärmetauschers, der Behälter (23) sowie Trageinsatz (27) Jeweils aus korrosionsbeständigem, insbesondere schwefelresistentem Material bestehen.