SE468651B - Saett och anordning foer att tillvarataga energi ur roekgaser - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 z 468 651 eller rökgas/luft-blandningen valfritt ledas genom kanalen 3 till kondensfångaren K eller genom kanalen ll till skorstenen 9, det senare fallet exempelvis vid underhåll eller reparation av processorns kompo- nenter såsom värmepump eller värmeväxlare.

Ovanför värmeväxlaren 4 finns en utsugningskammare 6 försedd med en fläkt 7 som är ansluten till utsug- ningsröret 9. Anläggningen innefattar även en luftvärme- pump 5 anordnad med mellanrum till värmeväxlaren 4, varvid i mellanrummet är anordnad en fläkt 10 till vilken är ansluten en inloppskanal 12 för friskluft.

Från kondensatfàngaren K leder en kondensatledning 13 till ett neutraliseringskärl 14. Hela anläggningen är inbyggd i ett pannrum som är slutet och från vilken normalt endast luftinlopp, luftutlopp och skorsten har förbindelse med omgivningen.

Den i figur l visade anläggningen fungerar på följande sätt: Som visas med streckade linjer finns en första cirkulation Cl av pannrumsluft som passerar in i värmepumpen 5 genom verkan av fläkten 10 vilken trycker luften vidare in i värmeväxlaren eventuellt genom inblandning av friskluft som anges med den streckprickade (dubbla prickar) linjen i ledningen 12 i de fall då brännaren l är i funktion som beskrivs nedan. Inblandningen av friskluft har därvid tvâ funktioner; genom att vätgas bildas vid förbränningen kan kondensatmängden ökas tre gånger genom tillförsel av friskluft och genom att rökgaserna kyls till den låga temperaturen; genom att utöka kondensatmängden erhålles en bättre avskiljning av svavelföroreningarna ur rökgaserna, dvs kondensatet blir mindre korrosivt och orsakar därför inga farliga korrosionsskador på utrustningen. Från värmeväxlaren 4 går luften åter ut i pannrummet. Då brännaren l är i funktion ástadkommes ett undertryck i pannrummet som i sin tur gör att det kommer in friskluft så att syre till- föres brännaren. Dä brännaren ej är i funktion arbetar den första cirkulationen Cl utan frisklufttillförsel.

Den andra cirkulationen C2 är den cirkula- l0 15 20 25 30 35 3 tion som ástadkommes av utsugningsfläkten 7,4vášhidS51 luften kommer in i första hand genom brännaren l och via kanalen 3 och kondensatfàngaren K till värme- växlaren 4 och i andra hand som en inblandningsluft då den del som passerar brännaren är mycket liten.

Denna inblandningsluft inkommer under kondensatfángaren genom hålen 15 i denna. Den luftmängd som sugs ut via cirkulationen C2 kommer då in via den mellan värmepumpen 5 och värmeväxlaren 4 belägna fläkten l0. Genom att fläkten 7 startas bildas ett undertryck i pannrummet som gör att friskluft tillströmmar via ledningen 12. På detta sätt erhålles en sista kylning av rökgaserna i värmeväxlaren 4 innan de av fläkten 7 blåses ut i det fria.

Därigenom att korsvärmeväxlaren 4 placeras efter fläkten 10 för cirkulation av pannrumsluften åstadkommer pannrumscirkulationen Cl ett övertryck på värmeväxlarens kylande sida och pá värmeväxlarens andra sida alstras ett undertryck med hjälp av frànluftsfläkten 7, som suger ut frånluften eller rökgas/luft-blandningen genom värmeväxlarens andra sida. Detta innebär att man kan arrangera så att oljebrännaren ej kan starta förrän ett pá förhand bestämt undertryck har skapats i värmevåxlaren. Genom att med fläkten 10 upprätthålla ett övertryck på den kylande sidan av värmeväxlaren åstadkommes enligt uppfinningen ett säkerställande att rökgaserna ex.vis vid defekt värmeväxlare alltid strömmar ut till fria luften.

Vid underhåll på processorn, ex.vis tvätt av värmeväxlaren_ 4 eller service av värmepumpen, kopplas avstängningsspjällen V1, V2 och V3 om så att rökgaserna leds direkt ut genom skorstenen 9 via ledningen ll.

Då körs anläggningen som en vanlig pannanläggning, utan processor, som förser huset med energi.

Den i figur 2 visade kondensfàngaren K innefattar ett hus 16 i vilket är anordnade hål l5 för inblandning av luft i rökgaserna före värmeväxlaren, som beskrivits ovan, samt en perforerad platta 17 genom vilken luften och rökgaserna passerar uppåt i fàngaren K. Ovanför plattan 17 är anordnade rännor 18 vilka uppfángar 10 15 20 25 30 35 468 651 uppifrån kommande kondensat och leder detta till utlcppsledningen 13. För att kondensatdropparna ej skall falla ned i husets 16 undre del är tak l9 anord- nade över mellanrummet mellan intilliggande rännor 18 och med mellanrum ovanför dessa, varigenom luften och rökgaserna till värmeväxlaren kan passera mellan rännorna och under taken uppåt i fàngaren K, som visas med pilarna. Nedtill har fángaren K en stos 20 som leder rökgaserna från kanalen 3 till fângaren K och vidare till värmeväxlaren 4. Luftinblandningen genom hålen 15 kan regleras med tillhjälp av spjäll 23 som är rörliga uppåt och nedåt i de visade pilarnas riktning för att frilägga större eller mindre area av hålen 15.

För enkelhetens skull beskrivs här driften av anläggningen när brännaren l är i drift, dvs när rökgaserna frán pannan 2 leds till kondensfángaren K i vilken pannrumsluft inblandas via turbulatorerna 17 (de perforerade plàtarna) och kondensavledande plåtlamellerna 19, figur 2. Kylningen av rökgaserna äger rum i värmevåxlaren 4, genom vilken det strömmar via värmepumpen 5 kyld pannrumsluft och utifrân komman- de friskluft. I denna anläggning sänkas rökgastempera- turen från l70°C till ca. 5-l0°C.

Vid den i figur 3 visade anläggningen kyles rökgas- erna utan den inblandning av pannrumsluft genom hålen 15 som visas i figurerna l och 2, därigenom att rökgas- erna fár passera en kylare 21 i det visade fallet en flänsförsedd rörkylare, i vilken rökgaserna kyls av luftcirkulationen från värmeväxlaren 4 som passerar över kylanordningens 21 flänsar. Man kan naturligtvis även använda tillförsel av vatten för kylningen vilket även ökar avskiljningsgraden för svavelföroreningar och minskar korrosionsrisken.

Under sommartid hålls pannrummet ventilerat medelst en fläkt 22 i pannrumsväggen så att varm luft utifrån kan strömma in i pannrummet. Värmepumpen är då dimen- sionerad så att den ensam kan stå för uppvärmningen 10 15 20 25 30 35 211 468 651 av nödvändigt varmvatten under sommarmånaderna. Bränna- ren l körs därvid endast igång vid specifika värmebehovs- toppar under sommartid.

Nedsmutsningen via rökgaserna jämfört med konventio- nell teknik är betydligt mindre, dvs man får l) genom mindre oljeförbrukning 50-70 % beroende på fastighet en motsvarande 50-70 %-ig minskning av svavelföroreningar och kväveföroreningar till luften, 2) vid kondensering av rökgaserna tillvaratages oljans övre energivärde samtidigt som 60-80 % av rökgasernas svavelutsläpp genom kondensering leds ut via kondensatet till neutra- liseringskärlet 14. Kondensatet före neutraliseringen har ett pH på ca. 2,5 - 3,5 och efter ca. 6 - 8.

Vid förbränning av l liter olja erhålles ca. l liter surt kondensat med pH 2,5 - 3,5.

Den totala energinesparingen med den visade och beskrivna anläggningen är ungefär 50 %. Om anläggningens max.effekt är ex.vis l0O kW och värmepumpen drivs med ca. 5 É 2 kW så blir energiuttaget ur värmepumpen ca. 9 - 21 kW. Värmepumpen har en energisparfaktor 3 under hela året. Arsmedelverkningsgraden är mellan 130 och l40 % beroende på vilken breddgrad anläggningen är installerad räknat på det lägre energivärdet.

Arsmedelverkningsgraden kan även uttryckas som anlägg- ningens energisparfaktor då all olja och el räknas som tillförd effekt. Denna energisparfaktor över året är då 1,3 - 1,4 beroende på vilken breddgrad anläggningen är installerad.

Värmepumpen arbetar kontinuerligt under i stort sett hela året medan brännaren l arbetar diskontinuerligt.

Värmepumpen 5 kan exempelvis drivas med en dieselmotor (ej visad) eller kan hela anläggningen försörjas med el alstrad i en fristående dieselgenerator, vars avgaser kyls och kondenseras tillsammans med rökgaserna från pannan. Genom att anläggningen blir självförsörjande med dieselgeneratorn behöver inte någon utifrån för anläggningen nödvändig energi såsom elenergi tillföras.

Den visade och beskrivna utföringsformen är natur- ligtvis endast ett exempel på uppfinningens realiserande och kan varieras inom ramen för de följande patentkraven. (freak

Claims (13)

1. JE O\ OD Än -..x LSätt för att vid slutna pannanläggningar tillvarataga fossila bränslens högre energivärde med en processor innefattande en värmepump och en värmeväxlare, i vilken värmeväxling sker mellan tvâ luftströmmar som cirkulerar genom värmeväxlaren genom att åstadkomma en första cirkulation av pannrumsluft via värmepumpen och värmeväxlaren, företrädesvis under ett övertryck på den sida av värmeväxlaren där den kylande pannrumsluften cirkulerar, .och genom att åstadkomma en andra cirkulation genom värmeväxlaren genom att avsuga fránluft eller rökgaser eller en blandning därav, vilken andra cirkulation orsakar ett undertryck i pann- rummet för inströmning av utifrån kommande friskluft genom värmeväxlaren, k ä n n e t e c k n a t av att fránluften eller rökgaserna eller blandningen av dessa bringas att passera en kylare för att därigenom förkylas innan de i den andra cirkula- tionen passerar genom värmeväxlaren.
2. 2.Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att gaserna förkyles medelst cirkulerad pannrumsluft.
3. 3.Sâtt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att gaserna förkyles medelst vatten.
4. 4.sätt enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a t därav, att åtminstone en del av luften i den första cirkulationen sugs genom värmepumpen innan den trycks genom värmeväxlaren.
5. 5.Sätt enligt något av kraven 1-4, k ä n n e t e c k n a t därav, att pannanläggningens brännare bringas att starta först när ett undertryck ástadkommits i den andra cirkulationen genom vämeväxlaren .
6. 6.Sätt enligt något av kraven l-5, k ä n n e t e c k n a t därav, att friskluft inblandas i den första cirkulationen före passagen genom värmeväxlaren. 'H 468 651 7
7. 7.Anordning för genomförande av sättet enligt något av kraven 1 till 6, för att vid en sluten pannanläggning tillvarataga fossila bränslens högre energivårde, innefattande en processor med en värmepump (5) och en värmeväxlare (4) samt fläktorgan(l0) anord- nade att företrädesvis under övertryck tvinga pannrumsluft genom värmeväxlarens(4) ena sida och en utsugningskammare (6) för avsugning av frànluft eller rökgaser eller en blandning av dessa genom värmeväxlarens (4) andra sida, k ä n n e t e c k n a d av en mellan pannanläggningens panna (2) och värmeväxlaren (4) anordnad kylare (21) för förkylning av frànluften eller rökga- serna eller blandningen därav före inträdet i värmeväxlaren (4).
8. 8.Anordning enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d därav, att kylningen i kylaren (21) uppnås medelst vatten.
9. 9.Anordning enligt krav 7 eller 8, k ä n n e t e c k n a d därav, att fläktorganen (10) är anordnade att suga pannrumsluften genom värmepumpen (5) och trycka den genom värmeväxlaren (4).
10. l0.Anordning enligt något av kraven 7-9, k ä n n e t e c k n a d av anordningar (12) för inblandning av friskluft i pannrumsluften innan denna av flâktorganen (10) trycks in i värmeväxlaren (4).
11. 11.Anordning enligt något av kraven 7-10, k ä n n e t e c k n a d av att mellan pannanläggningens värmepanna (2) och värmeväxlarens (4) nämnda ena sida är anordnad en kondensfàngare (K) genom vilken frànluften eller rökgaserna eller blandningen därav passerar till värmeväxlaren (4).
12. l2.Anordning enligt något av kraven 7-ll, k ä n n e t e c k n a d av att pannanläggningen försörjs med el alstrad från en separat eller fristående förbränningsmotordriven generator, varvid motorns avgaser kyls och kondenseras enskilt eller tillsammans med rökgaserna från pannan. 468 651
13. 13.Anordning enligt något av kraven 7-12, k ä n n e t e c k - nad därav, att en fläkt (22) är monterad i en vägg hos pannrummet för att ventilera pannrummet medelst utomhusluft. *a .,(&