DE9314557U1 - Heat exchangers in heating systems - Google Patents
Heat exchangers in heating systemsInfo
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Description
BeschreibungDescription
Die Neuerung betrifft einen Wärmeaustauscher bei Heizungsanlagen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The innovation relates to a heat exchanger in heating systems according to the preamble of claim 1.
Heizungsanlagen mit einem Heizkessel, bei dem die Abgastemperaturen wesentlich über 1000C liegen, weisen einen relativ schlechten Wirkungsgrad auf, da ein nicht unerheblicher Teil der Wärmeenergie des im Heizkessel verfeuerten Brennstoffs über den Kamin abgeleitet wird. Moderne Heizkessel sind wohl so gestaltet, daß die Abgabe eine Temperatur im Bereich von 1000C aufweisen, jedoch sind solche Heizkessel relativ teuer und es entsteht ein relativ hoher Kostenaufwand, eingangs erwähnte Heizkessel gegen solche modernen Heizkessel auszutauschen.Heating systems with a boiler where the exhaust gas temperatures are significantly above 100 0 C have a relatively poor efficiency, since a significant portion of the heat energy from the fuel burned in the boiler is discharged via the chimney. Modern boilers are designed in such a way that the output has a temperature in the range of 100 0 C, but such boilers are relatively expensive and it is relatively expensive to replace the boilers mentioned above with such modern boilers.
Es besteht die Aufgabe, einen Wärmetauscher bei Heizungsanlagen zu schaffen, mit dem der Wirkungsgrad einer Heizungsanlage wesentlich verbessert werden kann, wenn die Abgastemperaturen des Heizkessels wesentlich über 1000C Hegen.The task is to create a heat exchanger for heating systems with which the efficiency of a heating system can be significantly improved when the exhaust gas temperatures of the boiler are significantly above 100 0 C.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.This problem is solved with the characterizing features of claim 1. Advantageous embodiments can be found in the subclaims.
Ausführungsbeispiele werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Examples of implementation are explained in more detail below using the drawings. They show:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Abgasrohres mit eingebautem Wärmetauscher;
Fig. 2 einen Schnitt durch das Abgasrohr mit eingebautem Wärmetauscher;Fig. 1 is a side view of an exhaust pipe with built-in heat exchanger;
Fig. 2 a section through the exhaust pipe with built-in heat exchanger;
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Anschlüsse des Wärmetauschers in Verbindung mit einem Zentralheizungskessel;Fig. 3 is a schematic representation of the connections of the heat exchanger in connection with a central heating boiler;
Fig. 4 eine schematische Darstellung der Anschlüsse des Wärmetauschers in Verbindung mit einer Wärmempumpe oder eines Warmwasserbereiters undFig. 4 a schematic representation of the connections of the heat exchanger in connection with a heat pump or a water heater and
Fig. 5 eine schematisierte Seiten- und Stirnansicht der Anordnung des Wärmetauschers bei einem abgeknickten Abgasrohr. Fig. 5 is a schematic side and front view of the arrangement of the heat exchanger with a bent exhaust pipe.
Untersuchungen haben gezeigt, daß der Temperaturverlauf der Abgase, die durch ein Abgasrohr strömen, vom Zentrum des Abgasrohres zur Rohrwandung stark abfallend ist. Die höchsten Abgastemperaturen treten hierbei in einem ringförmigen Bereich um das Zentrum herum auf. Von dieser Erkenntnis wird im vorliegenden Fall ausgegangen.Investigations have shown that the temperature profile of the exhaust gases flowing through an exhaust pipe drops sharply from the center of the exhaust pipe to the pipe wall. The highest exhaust gas temperatures occur in a ring-shaped area around the center. This finding is used as a basis in the present case.
Der in Figur 1 dargestellte Abschnitt eines Abgasrohres 1 weist an seiner Oberseite einen Ausschnitt 2 auf. Dieser Ausschnitt 2 wird abgedeckt durch einen Deckel 3, der über teilbare Verschlüsse 4, die um die Unterseite des Rohres 1 verlaufen, am Abgasrohr 1 lösbar fixiert ist. Der Deckel 3 weist an seiner Oberseite zwei im Abstand zueinander angeordnete Bohrungen auf, durch die die Enden 5, 6 einer Rohrwendel 7 geführt und dort jeweils mittels einer Klemmverschraubung 8 fixiert sind. Die Wendel 7 verläuft in Längsrichtung der Abgasrohrachse 9 und konzentrisch zu dieser Achse. Der Durchmesser der Wendel 7 ist beträchtlich kleiner als der Durchmesser des Abgasrohres 1 und weist bevorzugt weniger als die Hälfte dieses Rohrdurchmessers auf. Somit wird die Rohrwendel 7 von sehr heißen Abgaben durch- und umströmt.The section of an exhaust pipe 1 shown in Figure 1 has a cutout 2 on its top. This cutout 2 is covered by a cover 3, which is detachably fixed to the exhaust pipe 1 via separable closures 4 that run around the underside of the pipe 1. The cover 3 has two holes on its top that are arranged at a distance from one another, through which the ends 5, 6 of a coiled pipe 7 are guided and are each fixed there by means of a clamping screw 8. The coil 7 runs in the longitudinal direction of the exhaust pipe axis 9 and concentrically to this axis. The diameter of the coil 7 is considerably smaller than the diameter of the exhaust pipe 1 and is preferably less than half of this pipe diameter. Very hot discharges therefore flow through and around the coiled pipe 7.
Die Länge des Ausschnitts 2 und die Breite dieses Ausschnitts ist größer als die Länge und der Durchmesser der Rohrwendel 7, so daß nach Lösen der bügelartigen Verschlüsse 4 zu Reinigungszwecken der Deckel 3 zusammen mit der Rohrwendel 7 aus dem Abgasrohr 1 entfernt werden kann.The length of the cutout 2 and the width of this cutout is greater than the length and diameter of the coiled pipe 7, so that after loosening the bracket-like closures 4 for cleaning purposes, the cover 3 together with the coiled pipe 7 can be removed from the exhaust pipe 1.
Gemäß Figur 3 verläuft das Abgasrohr 1 zwischen dem Heizkessel 22 und dem Kamin 10. Der Ausschnitt 2 wird am Abgasrohr 1 möglichst nahe dem Heizkessel 22 angebracht. Es handelt sich um einen von einem Brenner 11 betriebenen Heizkessel 22.According to Figure 3, the exhaust pipe 1 runs between the boiler 22 and the chimney 10. The cutout 2 is made on the exhaust pipe 1 as close as possible to the boiler 22. This is a boiler 22 operated by a burner 11.
Das dem Kamin 10 zugewandte Ende 5 der Rohrwendel 7 ist über eine Verbin-The end 5 of the coiled tube 7 facing the chimney 10 is connected via a
dungsleitung 13 mit der vom Heizkessel 22 kommenden Vorlaufleitung verbunden, während das andere Ende 6 der Rohrwendel 7 mit der zum Heizkessel 22 führenden Rücklaufieitung über eine Verbindungsleitung 12 verbunden ist. In die Verbindungsleitung 13 ist eine Umwälzpumpe 14 zwischengeschaltet und außerdem ist an der höchsten Stelle dieser Verbindungsleitung 13 ein Entlüftungsventil 15 angeschlossen. Die Umwälzpumpe 14 ist an den Stromkreislauf des Brenners 11 angeschlossen, so daß die Umwälzpumpe 14 zusammen mit dem Brenner 11 ein- und ausgeschaltet wird, wobei die Steuerung in bekannter Weise über den Heizkesselthermostat erfolgt.connection line 13 is connected to the flow line coming from the heating boiler 22, while the other end 6 of the coiled pipe 7 is connected to the return line leading to the heating boiler 22 via a connecting line 12. A circulation pump 14 is connected in the connecting line 13 and a vent valve 15 is also connected to the highest point of this connecting line 13. The circulation pump 14 is connected to the circuit of the burner 11 so that the circulation pump 14 is switched on and off together with the burner 11, with the control being carried out in a known manner via the heating boiler thermostat.
Die Umwälzpumpe 14 ist so geschaltet, daß sie Wasser vom einen Ende 5 durch die Rohrwendel 7 hindurch zum anderen Ende 6 fördert. Dies bedeutet, daß die Rohrwendel 7 im Gegenstrom zum durch das Abgasrohr 1 strömenden Abgas von Wasser durchströmt wird.The circulation pump 14 is connected in such a way that it pumps water from one end 5 through the coiled pipe 7 to the other end 6. This means that water flows through the coiled pipe 7 in countercurrent to the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 1.
Das die Verbindungsleitung 13 durchströmende Wasser wurde bereits im Heizkessel 22 erhitzt und erfährt eine weitere Erwärmung beim Durchströmen durch die Rohrwendel 7, so daß eine relativ hohe Wassertemperatur am anderen Ende 6 der Rohrwendel 7 erhalten wird. Dieses stark erhitzte Wasser wird der zum Heizkessel 22 führenden Rücklaufleitung zugeführt und mit dem relativ kalten Rücklaufwasser vermischt.The water flowing through the connecting line 13 has already been heated in the heating boiler 22 and is further heated as it flows through the coiled pipe 7, so that a relatively high water temperature is obtained at the other end 6 of the coiled pipe 7. This highly heated water is fed to the return line leading to the heating boiler 22 and mixed with the relatively cold return water.
Dies bedeutet, daß infolge der höheren Wassertemperatur des zum Heizkessel 22 strömenden Rücklaufwassers der Brenner 11 vom Heizkesselthermostaten wesentlich früher abgeschaltet wird als ohne erwärmtes Rücklaufwasser. Es hat sich gezeigt, daß die Einschaltdauer des Brenners 11 hierdurch um 30 % reduziert werden kann. Dies bedingt einen entsprechend geringeren Brennstoffverbrauch und einen entsprechend verringerten Kohlendioxidausstoß. Außerdem wird die Abgastemperatur verringert, wobei eine Abgastemperaturabsenkung von 1000C und mehr festgestellt wurde.This means that, due to the higher water temperature of the return water flowing to the boiler 22, the burner 11 is switched off by the boiler thermostat much earlier than without heated return water. It has been shown that the operating time of the burner 11 can be reduced by 30% as a result. This results in a correspondingly lower fuel consumption and a correspondingly lower carbon dioxide emission. In addition, the exhaust gas temperature is reduced, with an exhaust gas temperature reduction of 100 0 C and more being determined.
Bei der Ausführungsform nach Figur 4 sind die beiden Verbindungsleitungen 12, 13 mit dem Wärmetauscher 16 einer Wärmepumpe oder eines Warmwasserberei-In the embodiment according to Figure 4, the two connecting lines 12, 13 are connected to the heat exchanger 16 of a heat pump or a hot water heater.
ters 17 verbunden. An die Verbindungsleitung 13 ist zusätzlich ein Druckausdehnungsgefäß 18 angeschlossen, während in die Verbindungsleitung 12 ein Füll- und Entleerungshahn 19 zwischengeschaltet ist.ters 17. A pressure expansion vessel 18 is also connected to the connecting line 13, while a filling and draining valve 19 is interposed in the connecting line 12.
Handelt es sich bei dem Heizkessel 22 um einen mit Festbrennstoff betriebenen Heizkessel, dann wird im Abgasrohr 1 ein Thermostat befestigt, der die Umwälzpumpe 14 steuert.If the boiler 22 is a boiler operated with solid fuel, then a thermostat is attached in the exhaust pipe 1, which controls the circulation pump 14.
Weist gemäß Figur 5 das Abgasrohr 1' ein Knie auf, an welchem eine Rohrreinigungsöffnung 20 vorgesehen ist, dann werden die Enden 5, 6 der Rohrschlange 7 oberhalb der Rohrreinigungsöffnung aus dem Abgasrohr 1 geführt. Das dem Heizkessel 22 zugewandte Ende der Rohrschlange 7 wird durch einen oder zwei Abstandshalter 21 abgestützt.If, according to Figure 5, the exhaust pipe 1' has a bend on which a pipe cleaning opening 20 is provided, then the ends 5, 6 of the pipe coil 7 are led out of the exhaust pipe 1 above the pipe cleaning opening. The end of the pipe coil 7 facing the boiler 22 is supported by one or two spacers 21.
Claims (14)
Priority Applications (1)
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DE9314557U DE9314557U1 (en) | 1993-09-25 | 1993-09-25 | Heat exchangers in heating systems |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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