DE8530072U1

DE8530072U1 - Abgaswärmetauscher

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Publication number: DE8530072U1
Application number: DE8530072U
Authority: DE
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Current assignee: Individual
Priority date: 1985-10-21
Filing date: 1985-10-21
Publication date: 1986-02-13

Description

it»	H i	ti ti lilt ti III I I t I I « i I I · t I I > t i t < ·	18*	Oktober	r J	1985
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ABGASWÄRMETAUSCHER

Beschreibung!

Die Neuerung bezieht sich auf einen Abgaswärmetauscher gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus Gründen der Energieeinsparung besteht gemäß Stand der Technik grundsätzlich der Wunsch^ die mit den Abgasen ins

,*p Freie geleitete Wärmeenergie auf ein Minimum zu begrenzen.

Im Rahmen dieser Bestrebungen wird versucht, die Abgastemperaturen vor Eintritt in die Atmosphäre auf etwa 40 bis 50 Grad abzusenken und die den Abgasen zuvor entzogene Wärme nützbringend zu verwenden. Dies geschieht beispielsweise durch entsprechend lange Rauchgas züge, wobei jedoch darauf zu achten ist, daß die Temperaturen nicht auf Werte unterhalb des Taupunktes absinken, da anderenfalls die aggressiven Bestandteile des Abgases das Rohrleitungssystem schädigen könnten.

Λ5 Aus Gründen der Umweltschonung ist eine möglichst genau dosierte geringe Abgasgeschwindigkeit gewünscht, durch die verhindert wird, daß Schadstoffe infolge zu hoher Abgasgeschwindigkeit mitgerissen und ins Freie befördert werden.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine möglichst weitgehende sinnvolle Nutzung der Abwärme zu erreichen.

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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt neuerungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Eine wesentliche Verbesserung ist darin zu sehen, daß eise Abgaskondensation in einem senkrecht angeordneten Teil erfolgt. Durch diese Bauart und unterstützt durch die Wirkung des Saugzuggebläses hat das schwefelsaure Kondensat nur eine sehr geringe Verweildauer auf den korrösionsgefährdeten Wärmetauscherflächen und damit auch liiUr geringe Möglichkeiten, größere Schäden anzurichten. Keine der bisher bekannten Vorrichtungen weist diese Vorzüge auf.

Ein Schwefelgasabscheider sorgt dafür, daß auclii bei extremer Temperaturabsenkung bis unter den Taupunkt der Abgase Ko rro s ions er scheinungen durch ausgeschiedene Siihwefelanteile vermieden werden.

Die Neuerung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungsfiguren beispielsweise erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen an eine Heizungs- oder Feuerungsanlage anschließbaren separaten Wärmetauscher in der Seitenansicht und

Fig. 2 einen Wärmetauscher gemäß Figur 1 im Querschnitt,

Der in Fig. 1 dargestellte Wärmetauscher 10 v/eist in an sich bekannter Weise zwei voneinander getrennte Karnmer-

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systeme auf» von denen das eine den Abgasen und das andere dem zu erwärmenden Medium (Frischluft) vorbehalten ist./ Die Abgase strömen dabei von oben nach unten, während das zu erwärmende Medium (Frischluft) im Gegenstrom und unterstützt durch das Saugzuggebläse von unten nach oben strömt. Durch die getrennten Kammefsysteme wird eine Vermischung von Abgasen mit zu erwärmendem Medium vermieden. Der erwünschte Wärmeübergang ist ,jedoch ohne weiteres möglich.

Durch die wellenförmige oder zick-zack-förmige Ausbildung 1|0 der wärmetauschenden Oberflächen wird die Luftbewegung verstärkt und damit auch der Wärmeübergang gefördert, erstaunlicherweise um ein Mehrfaches.

Die Sprühvorrichtung wird zweckmäßigerweise unmittelbar vor dem Saugzuggebläse "¹O angeordnet.

Die von der Heizungs- bzw. Feuerungsanlage kommenden Abgase werden der oben am Wärmetauscher angeordneten Eintrittsöffnung 11 für die Abgase zugeführt und treten nach Durchlaufen des Wärmetauschers an dessen unteren Ende aus der Austrittsöffnung 12 wieder aus. Aus den an sich bereits bekannten Gründen wird das zu erwärmende Medium im Ge^, enstromverfahren durch den Wärmetauscher 10 hindurchgeführt. In seinem unteren Bereich befindet sich eine Eintrittsöffnung 13 für das zu erwärmende Medium und in seinein, obe-. ren Bereich eine Austrittsöffnung 14 für eben dieses Medium. Der in Fig. 'd. dargestellte Querschnitt durch den Wärmetauscher 10 läßt erkennen, daß die wärmetauschenden Oberflächen 15 durch eine wellenförmige bzw. zick-zack-förmige Gestaltung unter Beibehaltung der Größe des Wärmetauschers 10 deutlich vergrößert werden können. Dies trägt zu einem verbesserten

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Wärmeübergang bei. Die wärmetauschenden Oberflächen 15 sollen einen möglichst geringen Wärmewiderstand aufweisen. Zu diesem Zweck ist es einmal wünschens- \'iert, ein Material mit einem möglichst hohen Wärmedurchgangskoeffxzienten und zum anderen möglichst geringe Wandstärken zu wählen. Da sich der Wärmetauscher IO außerhalb des Heizungs- bzw. Feuerungskessels befindet, unterliegt er nicht den strengen Bestimmungen für Eeizungs- bzw. Feuerungsanlagen. Die wärmetauschenden

1C Oberflächen 15 können damit eine sehr geringe Dicke aufweisen. Bei solch geringen Wanddicken ist selbstverständlich eine die Wanddicken vermindernde Korrosion so weit wie möglich auszuschalten. Unter diesem Gesichtspunkt bieten sich Edelstahlwandungen an, die dann eine extrem geringe Wanddicke aufweisen können.

Bei einer Abkühlung der Abgase bis unter ihrem Taupunkt können sich korrosionsfördernde und umweitschädliche Schwefelbestandteile abscheiden, die möglicherweise mit den Abgasen ins Freie getragen werden könnten. Un dies

2C zu verhindern, werden zum einen die Abgasgeschwindigkeiten weitgehend reduziert, so daß schon dadurch ein Kitreißen der abzuscheidenden Schwefelbestandteile weitgehend vermieden wird. Zum anderen erfolgt eine zielgerichtete Schwefelabscheidung in einem speziell für diesen Zweck vorgesehenen Schwefelgasabscheider 20. Um den Vorgang der Schwefelabscheidung zu optimieren, wird die Abgasgeschwindigkeit in diesem Bereich durch Vergrößerung der Querschnitte weiter herabgesetzt. Das ungewollte Mitreißen von Schwefelbestandteilen mit dem Abgasstrom ist damit ausgeschaltet. Senkrech+· . r Hauptströmunfearichtung verlaufende Prallwände 21 förüein die Kondensation im

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Schwefelabgasabscheider 20. Durch eine im Schwefelabgasabscheider 20 vorgesehene Sprühvorrichtung für die Zuführung von Wasser in feinstverteilter Form wird die Schwefelabscheidung v/eiter verbessert. Exe im Kondensat bzw. im versprühten Wasser sich lösenden Schwefelbestandteile werden einer Auffangvorrichtung zugeführt und dort neutralisiert, bevor sie der Kanalisation zugeführt werden.

Zur besseren Steuerung der Abgasgeschwindigkeit wird eine Saugzugvorrichtung 16, die vorzugsweise mit einem Ventilator arbeitet, dein Wärmetauscher 1O nachgeschaltet. Auf der vom Ventilator stromabwärts liegenden Druckseite der Saugzugvorrichtung ist der ins Freie führende Austritt vorzugsweise mit einem selbsttätig unter der Wirkung der Schwerkraft schließenden Verschluß (17 oder ^8) versehen, der nur bei Vorhandensein eines ausreichenden Druckes im Rohrleitungssystem stromabwärts von der Saugzugvorrichtung 16 gegen die Wirkung der Schwerkraft geöffnet werden kann. Bei diesem Verschluß kann es sich entweder um eine Gelenkklappe 17 oder aber um einen in senkrechter Richtung verschiebbaren Zylinder 18 mit Führungen handeln, die es erlauben, den Zylinder 18 bei Vorhandensein eines entsprechend hohen Druckniveaus gegen die Schwerkraft nach oben zu verschieben und damit eine öffnung 19 für den Austritt der Abgase freizugeben.

Im Schwefelgasabscheider 20 kann ein die Kondensation der Dämpfe förderndes gespinstartiges Gebilde 22 aus Naturoder Kunststoffasern angeordnet werden. Die so geschaffene Vielzahl zusätzlicher Kondensationspunkte intensiviert die Kondensation ganz erheblich*

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Nürnberg, den 18. Oktober 1985 Reg. 28814-

I ABGASWÄRMETAUSCHER

Ansprüche:

1. Abgaswärmetauscher, dadurch gekennzeichnet , daß er als separate, mit dem Abgasrohr der Heizungs- oder Feuerungsanlage verbindbare Einheit mit im wesentlichen senkrechter Eaupterstreckungsrichtung aus-5 gebildet ist, daß sich die Eintrittsöffnunc OO für die

Abgase und div Austrittsöffnung (14) für das zu erv?ärmende I Medium oben sovie die Austrittsöffnung (12) der Abgase und

I die Eintrittsöffnung (13) für das zu erwärmende Medium unten befinden.

I iO 2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch ge i kennzeichnet , daß die wärmetauschende Ober-

\ fläche (15) durch eine wellenförmige bzw. zick-zack-förmige

I Gestaltung wesentlich vergrößert ist.

3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch 15 gekennzeichnet , daß zumindest die wärmetauschenden Oberflächen (15) aus Edelstahl sehr geringer Wandstärke bestehen.

4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet , daß im

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unteren Bereich des Wärmetauschers (IC) ein Schv;efelgasabscheider (20) vorgesehen ist.

5· Wärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Lurchtrittsquerschnitt im Bereich des Schwefelgasabscheiders (2G) erheblich vergrößert ist.

6. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche ·.· oder 5» dadurch gekennzeichnet , daß im Schwefelgasabscheider (2C) eine Sprühvorrichtung zur Zuführung von Wasser in feinstvej. teilter Form vorhanden ist.

7. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 4- bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß eine Auffangvorrichtung für das Kondensat und/oder zugeführte Wasser vorhanden ist.

8. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche "■ bis 7» dadurch gekennzeichnet , daß dem Wärmtauscher eine Saugzugvorrichtung (16) nachgeschaltet ist.

9. Wärmetauscher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß von der Saugzugvorrichtung (16) stromabwärts gesehen, d. h. auf der Druckseite, ein unter Wirkung der Schwerkraft selbsttätig fließender und durch den stromabwärts von der Saugzugeinrichtung entstehenden drucköffnender Verschluß (i7» 18) nit Hubbegrenzung vorhanden ist.

10.Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 4 bis 9» dadurch gekennzeichnet , daß in

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Schwefelgasabscheider (20) die Kondensation fördernde Prallwände (21) senkrecht zur HauptStrömungsrichtung vorhanden sind.

11. Wärmetauscher nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Haüptstromüngsrichtung horizontal verläuft und die Prallwände (21) im Wesentlicnen lütrecht angeordnet sind.

12. V/är me tauscher nach einem der Ansprüche 4 bis 11 j dadurch gekennzeichnet, daß im Schwefelgasabscheider ein die Kondensation der Dämpfe förderndes gespinstartiges Gebilde (22) aus NÄtur- öder Künststoffasern vorhanden ist.

Beschreibung: