DE19533987C2 - Verfahren zur Rückgewinnung von Wärme aus den Abgasen von Feuerungsanlagen - Google Patents
Verfahren zur Rückgewinnung von Wärme aus den Abgasen von FeuerungsanlagenInfo
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Description
Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren zur
Rückgewinnung von Wärme aus den Abgasen einer Feuerungsanlage
mittels Wärmeaustausch in einem Abgaswärmetauscher zwischen
den heißen, den Abgaswärmetauscher durchströmenden Abgasen der
Feuerungsanlage und einem den Abgaswärmetauscher
durchströmenden Wärmetauschmedium, wobei die Abgase
vorzugsweise bis unter den Wassertaupunkt unter
Kondensatbildung abgekühlt werden und die Abgase
gegebenenfalls nachfolgend zur Erzielung eines ausreichenden
thermischen Auftriebs im Kamin bis über den Wassertaupunkt
wieder erwärmt werden, und das Wärmetauschmedium beim
Durchströmen des Abgaswärmetauschers erwärmt wird und wobei
das den Abgasewärmetauscher durchströmende Wärmetauschmedium
in einem geschlossenen Primärkreislauf als
Primärwärmetauschmedium geführt ist und dieses
Primärwärmetauschmedium durch mindestens einen
Niedertemperaturwärmetauscher außerhalb des
Abgaswärmetauschers zum Abkühlen geführt wird und der bzw. die
Niedertemperaturwärmetauscher von je einem
Sekundärwärmetauschmedium zur Wärmeaufnahme beaufschlagt
werden.
Ein gattungsgemäßes Verfahren und eine Anlage ist
beispielsweise in der DE-OS 44 36 412 A1 beschrieben. Dabei
wird die Wärme aus den Abgasen der Feuerungsanlage
zurückgewonnen, indem der Heizungsrücklauf eines Heizkreises
über mehrere Wärmetauscher mit Brauchwasser oder dergleichen
abgekühlt wird, dieser abgekühlte Heizungsrücklauf sodann in
einen Abgaswärmetauscher geleitet wird, wo er den heißen
Abgasen der Feuerungsanlage ihre Wärme bis unterhalb des
Taupunktes der Abgase entzieht. Der Heizungsrücklauf verläßt
dann den Abgaswärmetauscher mit einer wesentlich höheren
Temperatur als beim Eintritt in die Abgaswärmetauscher und
kann erneut der Feuerungsanlage zur Aufheizung für Heizzwecke
zugeführt werden, währenddessen der Abgasstrom der
Feuerungsanlage eine starke Abkühlung unter
Kondensatabscheidung erfährt und nachfolgend in einen Kamin
entweichen kann. Problematisch ist hierbei insbesondere die
Konstanthaltung der Heizungsrücklauftemperatur beim Eintritt
in den Abgaswärmetauscher. Diese wird über verschiedene Meß-
und Regeleinrichtung alleine über die Durchflußmenge des
Heizmediums im Heizungsrücklauf geregelt und ist sowohl von
den stark schwankenden Wärmeaufnahmen in den Wärmetauschern
als auch von der Brennerbeanspruchung und der daraus
resultierenden Abgastemperatur und -menge abhängig.
Insbesondere bei größeren Feuerungsanlagen gestaltet sich eine
Konstanthaltung der Heizungsrücklauftemperatur durch Regelung
der Durchflußmenge außerordentlich schwierig und beeinflußt
die Wirtschaftlichkeit der Wärmerückgewinnung in hohem Maße.
Die Anpassung der Wärmerückgewinnungsanlage an eine bereits
vorhandene Feuerungsanlage erfordert umfangreiche
Planungsarbeit und Berechnugen und gestaltet sich von daher
sehr aufwendig und kostspielig.
Aus der DE 43 21 878 C1 ist bekannt, die Abgase von oben nach
unten durch den Abgaswärmetauscher zu führen, während die
DE 34 24 927 A1 eine Abgasführung von unten nach oben
vorschlägt.
Aus der DE 31 01 362 A1 ist ein Verfahren zur
Rauchgastrocknung und Zugerhöhung bei Feuerungsanlagen
bekannt, bei dem die Abgase der Feuerungsanlage durch einen
zweistufigen Abgaswärmetauscher geführt werden. In der ersten
Stufe wird dem Abgas seine Wärme entzogen, während in der
zweiten Stufe das Abgas zur Zugerhöhung wiedererwärmt wird.
Beide Stufen des Abgaswärmetauschers werden jedoch von nur
einem gemeinsamen Wärmetauschmedium beaufschlagt, so daß eine
stabile Regelung der Temperaturen bei diesem bekannten
Verfahren wegen der Mehrfachabhängigkeit von Parametern und
ihren äußerst komplexen Einflüssen auf das Wärmetauschmedium
nicht durchführbar ist.
Ziel der Erfindung ist es daher, die bekannten Verfahren und
Anlagen zur Rückgewinnung der Wärme aus den Abgasen einer
Feuerungsanlage insbesondere dahingehend zu verbessern, daß
bei vereinfachter Regelung eine höhere Unabhängigkeit von den
jeweiligen Einsatzbedingungen der Feuerungsanlage erreicht
wird, wobei eine verfahrensgemäße Anlage einfach an
vorhandenen Feuerungsanlagen nachrüstbar sein soll, um so die
Wirtschaftlichkeit der Wärmerückgewinnung zu steigern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren gemäß
Patentanspruch 1 gelöst.
Dem von der Feuerungsanlage kommenden Abgas wird seine Wärme
in einem Abgaswärmetauscher von einem diesen durchströmenden
Wärmetauschmedium entzogen. Dieses Wärmetauschmedium ist in
einem geschlossenen Primärkreislauf
als Primärwärmetauschmedium geführt, und dieses
Primärwärmetauschmedium wird durch mindestens einen
Niedertemperaturwärmetauscher außerhalb des
Abgaswärmetauschers zum Abkühlen geführt. Der bzw. die
Niedertemperaturwärmetauscher werden dabei von je einem
Sekundärwärmetauschmedium beaufschlagt.
Auf diese Weise wird das von den Abgasen der Feurungsanlage im
Abgaswärmetauscher erwärmte Primärwärmetauschmedium in den
Niedertemperaturwärmetauschern abgekühlt und nachfolgend mit
einer erheblich niedrigeren Temperatur, die für den
Wärmeentzug des Abgases im Abgaswärmetauscher bis unter den
Wassertaupunkt des Abgases erforderlich ist, dem
Abgaswärmetauscher erneut zugeführt, so daß der Kreislauf des
Primärwärmetauschmediums geschlossen ist.
Die Abkühlung des Primärwärmetauschmediums im Nieder
temperaturwärmetauscher erfolgt über ein Sekundär
wärmetauschmedium, welches eine niedrigere Temperatur als das
Primärwärmetauschmedium aufweist. Erfindungsgemäß können als
Sekundärwärmetauschmedien der Heizungsrücklauf einer
Heizungsanlage, Wasser oder Sole, welches nachfolgend über ein
Register in einer Lüftungs- oder Klimaanlage Kaltluft
vorwärmt, sowie Brauchwasser oder andere
Niedertemperaturabnehmer verwendet werden. Das
Primärwärmetauschmedium gibt dann beim Durchströmen des oder
der Niedertemperaturwärmetauscher seine aus den Abgasen der
Feuerungsanlage gewonnene Wärme an das
Sekundärwärmetauschmedium ab, wodurch dieses einen gewünschten
Temperaturanstieg erfährt und die Wärmerückgewinnung aus den
Abgasen der Feuerungsanlage erfolgt ist.
Als Primärwärmetauschmedium ist bevorzugt Wasser vorgesehen.
Erfindungsgemäß ist insbesondere vorgesehen, zum Abkühlen des
Primärwärmetauschmediums mehrere Niedertemperaturwärmetauscher
einzusetzen, die von je einem geeigneten Sekundärwärme
tauschmedium durchströmt werden. Dabei werden die
Niedertemperaturwärmetauscher nacheinander vom
Primärwärmetauschmedium durchströmt, wobei die Reihenfolge der
in den Niedertemperaturwärmetauschern eingesetzten
Sekundärwärmetauschmedien, wie Heizungsrücklauf, Wasser bzw.
Sole und Brauchwasser, nach ihrem jeweiligen Temperaturniveau
erfolgt, dergestalt, daß das Primärwärmetauschmedium die
verschiedene Niedertemperaturwärmetauscher in einer
absteigenden Temperaturniveaureihenfolge durchströmt. Der
Niedertemperaturwärmetauscher mit dem niedrigsten
Temperaturniveau bestimmt die Auskühlung des
Primärwärmetauschmediums.
Das so auf die tiefstmögliche Temperatur ausgekühlte
Primärwärmetauschmedium, das stets mindestens 5 bis 10°C
unter die den Wassertaupunkt der heißen Abgase bildende
Temperatur abgekühlt werden sollte, wird nun in den
Abgaswärmetauscher geleitet und von den heißen Abgasen
aufgewärmt, bevor es erneut den Niedertemperaturwärmetauschern
zugeführt wird. Die Eingangstemperatur des in den
Abgaswärmetauscher strömenden abgekühlten
Primärwärmetauschmediums liegt vorzugsweise mindestens 5 bis
10°C, vorzugsweise 30°C und mehr, unter dem Wassertaupunkt der
Abgase aus öl- bzw. gasbefeuerten Feuerungsanlagen. Durch den
im Abgaswärmetauscher eintretenden Wärmetausch der heißen
Abgase mit dem ausgekühlten Primärwärmetauschmedium weit unter
dem Taupunkt der Abgase werden diese in massive Kondensation
geführt. Der Wirkungsgrad ist dabei abhängig von dem
Temperaturniveau des in den Abgaswärmetauscher strömenden
Primärwärmetauschmediums, das die Kondensation durch Entziehen
der Wärmeinhalte des Abgases verursacht.
Um sicherzustellen, daß die Abgase ständig auf ein niedrigstes
Temperaturniveau abgekühlt werden, um auch die Latentwärme bis
unterhalb des Wassertaupunktes der Abgase zu nutzen, schlägt
die Erfindung vor, eine Regelung der Temperatur des
Primärwärmetauschmediums durch Steuerung der Durchflußmenge
der Sekundärwärmetauschmedien durch die Niedertemperatur
wärmetauscher vorzunehmen. Diese Steuerung kann in Abhängigkeit
von der Temperatur des Primärwärmetauschmediums unmittelbar
vor dessen Eintritt in den Abgaswärmetauscher, d. h. im Bereich
der Verbindungsleitung für das Primärwärmetauschmedium
zwischen der aus den Niedertemperaturwärmetauschern
bestehenden Wärmetauschanlage und dem Eintritt in den
Abgaswärmetauscher erfolgen.
Die Menge des Sekundärwärmetauschmediums wird zum Beispiel
über eine Pumpe geregelt, deren Drehzahl in Abhängigkeit von
der, wie vorangehend erläutert, gemessenen Temperatur des
Primärwärmetauschmediums gesteuert wird, so daß bei zu warmem
rücklaufendem Primärwärmetauschmedium die Durchflußmenge des
Sekundärwärmetauschmediums erhöht wird. Die Pumpe ist
beispielsweise in der in die Wärmetauschanlage führenden
Zuflußleitung des Sekundärwärmetauschmediums mit den
Niedertemperaturwärmetauschern angeordnet und mit einem
Meßfühler zum Messen der Temperatur des rücklaufenden
Primärwärmetauschmediums vor Eintritt in den
Abgaswärmetauscher in einem Regelkreis so verbunden, daß die
Drehzahl der Pumpe in Abhängigkeit von der gemessenen
Temperatur des Primärwärmetauschmediums gesteuert wird, so daß
bei über einen zulässigen Wert erhöhter Temperatur des
rücklaufenden Primärwärmetauschmediums die Durchflußmenge
durch Erhöhung der Drehzahl der Pumpe erhöht wird und bei
Unterschreiten des zulässigen Wertes die Drehzahl der Pumpe
wieder abgesenkt wird. Auf diese Weise kann die Temperatur des
Primärwärmetauschmediums beeinflußt werden, um stets eine
Abkühlung der Abgase im Abgaswärmetauscher unter deren
Taupunkt zu bewirken.
Es ist ein wesentlicher Vorteil der Erfindung, daß der
Primärkreis geschlossen ist, die Durchflußmenge konstant ist
und dieser Primärkreis nicht geregelt zu werden braucht. Auf
diese Weise wird ein besonders wirtschaftliches Verfahren zur
Wärmerückgewinnung gemäß der Erfindung geschaffen, das
sich zur Nachrüstung von vorhandenen Feuerungsanlagen
eignet.
Die vorhandene Menge an Primärwärmetauschmedium wird so
bemessen, daß möglichst hohe Erwärmungstemperaturen des
Primärwärmetauschmediums mittels der heißen Abgase im
Abgaswärmetauscher erreicht werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Rückgewinnung von Wärme aus
Abgasen einer Feuerungsanlage ermöglicht, die heißen Abgase in
einer Stufe mit Hilfe nur eines Primärwärmetauschmediums in
einem unabhängigen geschlossenen Primärkreis von über 180 bis
200°C auf bis zu etwa 20°C auszukühlen und so den Wärmeinhalt
auf das Primärwärmetauschmedium zu übertragen. Da in der Regel
eine Temperaturdifferenz zwischen dem Primärwärmetauschmedium
und den abgekühlten Abgasen von ca. 5 bis 10°C vorhanden ist,
muß in dem vorangehend beschriebenen Lastfall ein Primärkreis
mit einem Primärwärmetauschmedium zur Aufnahme der Abgaswärme
von ca. 10 bis 15°C dem Abgaswärmetauscher beim Eintritt des
Primärwärmetauschmediums zur Verfügung gestellt werden.
Dies wird beispielsweise mittels einer Wärmetauschanlage für
Niedertemperaturabnehmer, insbesondere in Gestalt geeigneter
Plattenwärmetauscher, die außerhalb des Abgaswärmetauschers
und des Primärkreislaufs Sekundärkreise zum Wärmetausch des
Primärwärmetauschmediums mit Sekundärwärmetauschmedien bilden,
erreicht, wobei das Primärwärmetauschmedium so weit abgekühlt
wird, daß die heißen Abgase, wie vorangehend erläutert, von
200° bis auf ca. 20°C ausgekühlt werden können.
Die Erfindung ermöglicht durch ihren kleinen Primärkreis, in
dem das Primärwärmetauschmedium geführt ist, eine stetige
Einhaltung dieser Vorgaben ohne wesentliche Beeinflussung
durch äußere Störgrößen, wie etwa unterschiedliche Brennerlast
oder Schwankungen in der Menge des zur Verfügung gestellten
Sekundärwärmetauschmittels. Diese Störgrößen können binnen
kürzester Zeit über die Steuerung der Durchflußmenge eines
oder mehrerer Sekundärwärmetauschmedien erfolgreich
ausgeregelt werden, so daß die besondere Wirtschaftlichkeit
der erfindungsgemäßen Wärmerückgewinnung sichergestellt ist.
Durch die auch bei großen Anlagen verhältnismäßig geringe
Menge an Primärwärmetauschmedium, verglichen etwa mit dem
Heizmedium im Heizungskreislauf, kann sich diese geringe Menge
an Primärwärmetauschmedium im Abgaswärmetauscher schnell auf
hohe Temperaturen erwärmen und seine Wärme effizient an das
bzw. die Sekundärwärmetauschmedien abgeben.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens
sind den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 2 bis 6
entnehmbar.
Der erfindungsgemäß betriebene Abgaswärmetauscher ist vorteilhaft als
Rohrbündel-Wärmetauscher ausgeführt, wobei die Abgasführung
sowohl in den zwischen den Rohren befindlichen Kanälen als
auch in den Rohren selbst erfolgen kann.
Da erfindungsgemäß die Abgase auf ein sehr niedriges
Temperaturniveau ausgekühlt werden, wird für eine ausreichend
gesicherte Wiedererwärmung der abgekühlten Abgase für einen
ausreichenden Kaminabzug vorgeschlagen, daß die abgekühlten
Abgase durch einen außenseitig am Abgaswärmetauscher
ausgebildeten Abzugskanal geleitet werden und auf dem Weg
dorthin in dem oberen Bereich des Abgaswärmetauschers durch
Kontakt Wärme aufnehmen. Die Nachwärmung verlagert die
Temperatur der Abgase so nach oben,
daß im Kamin keine Nachkondensation entstehen kann.
Die Erfindung läßt sich insbesondere mit Abgaswärmetauschern
mit vertikal angeordneten Gaskanälen, die durch Abteilen ein
mäandrierendes Durchströmen der heißen Abgase ermöglichen und
einem sich oberhalb des Abgaswärmetauschers an die Gaskanäle
anschließenden Verteilerraum mit Zuleitung für das Abgas und
einem sich unterhalb des Abgaswärmetauschers an die Gaskanäle
anschließenden Wenderaum mit Kondensatablauf und einer
umlaufenden Verkleidung des Abgaswärmetauschers aus
nichtkorrodierendem Material realisieren. Die Verkleidung des
Abgaswärmetauschers kann zudem einseitig einen Abzugskanal mit
Kaminanschluß für das abgekühlte Abgas bilden.
Auch ist es möglich, die Abgase durch vertikal verlaufende
Rohre zu führen, die vom Primärwärmetauschmedium umströmt
werden. Bei dieser Ausführungsform sind Abgasführungen sowohl
von oben nach unten als auch umgekehrt von unten nach oben
möglich. Dabei erfolgt die Nachwärmung der Abgase durch einen
in dem Abzugskanal angeordneten Kreuzstromwärmetauscher, der
von den heißen Abgasen der Feuerungsanlage beaufschlagt wird.
Die Erfindung läßt sich besonders vorteilhaft in Verbindung
mit Wärmetauschern aus imprägniertem Elektrographit als
Abgaswärmetauscher realisieren. Hierbei kann der zur
Nachwärmung der Abgase seitlich hochgeführte Abzugskanal für
die abgekühlten Abgase direkt an die Außenfläche des
Abgaswärmetauschers, d. h. an die Graphitwand, anschließen,
wodurch der Wärmeübergang zum Wiederaufwärmen der abgekühlten
Abgase durch Kontakt optimiert wird.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betriebene Anlage
ermöglicht die Nachwärmung der abgekühlten Abgase ohne
zusätzlichen Druckaufbau und zusätzliche Mittel durch die
Ausbildung eines Abzugskanals mit Nachwärmung der Abgase vor
dem Kamineintritt. Somit ist auch eine Veränderung eines
vorhandenen Kamines bei Einbau der erfindungsgemäßen
Wärmerückgewinnungsanlage nicht nötig.
Bei Verwendung eines Rohrbündel-Abgaswärmetauschers ist es
auch möglich, die Abgase durch die Rohre des
Abgaswärmetauschers von unten nach oben zu führen, dabei ist
ggf. eine Nachwärmung der Abgase nicht erforderlich. Die
Abgase werden dann vom Brenner aus dem Kamin gedrückt.
Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens zur
Rückgewinnung der Wärme aus den Abgasen einer Feuerungsanlage
durch Abkühlung weit unter den Wassertaupunkt und
nachfolgendes Wiedererwärmen der Abgase über den
Wassertaupunkt beruht darauf, extern zum Abgaswärmetauscher
das infolge der Wärmerückgewinnung aus den heißen Abgase
erwärmte Primärwärmetauschmedium, welches sich in einem
geschlossenen Primärkreislauf befindet, über eine oder mehrere
Stufen einer weiteren Wärmetauschanlage auszukühlen, um dem
Abgaswärmetauscher ein Primärwärmetauschmedium mit möglichst
niedriger Temperatur zum Abkühlen der heißen Abgase zur
Verfügung zu stellen, damit sich die Abgase weit unterhalb
ihres Wassertaupunktes auskühlen können.
Zusätzlich kann der Abgaswärmetauscher so ausgebildet werden,
daß zur besseren Wärmeübertragung die heißen Abgase über
vertikal angeordnete Gaskanäle mäandrierend geleitet und nach
Verlassen der Gaskanäle in der sich anschließenden Sammelwanne
für das Kondensat, gleichzeitig als Abgaswendekammer
ausgebildet, umgeleitet werden, um in einem aufwärts sich
erstreckenden direkt an den Abgaswärmetauscheraußenflächen
anliegenden Abzugskanal mit Kaminanschluß in diesem geführt zu
werden. Dieser Abzugskanal nimmt die ausgekühlten Abgase auf
und erwärmt sie bereits beim Entlangstreichen nach oben, wobei
der Abzugskanal vorzugsweise in eine Abgashaube mit
Kaminanschluß mündet, in der ebenfalls eine Erwärmung der
Abgase über Kontaktwärme aus dem Abgaswärmetauscher
ausreichend erfolgt.
Insbesondere ist es mit der Erfindung möglich, mit einem
einstufigen Wärmetauscher für die heißen Abgase diesem
Abgaswärmetauscher ausreichende Primärwärmetauschmediummengen
auf niedrigstem Temperaturniveau zur Verfügung zu stellen, so
daß die Menge des den Abgaswärmetauscher durchstömenden kalten
Wärmetauschmediums so gestaltet werden kann, daß der komplette
Wärmeinhalt der heißen Abgase auf dieses Medium übertragen
werden kann, bis auf die an den Kontaktflächen des
Wärmetauschers nach außen abgegebenen Wärmemengen.
Um der Anlagerung von Schmutzpartikeln und dergleichen aus dem
Abgas an den Rohren des Abgaswärmetauschers zu begegnen, ist es vorteilhaft,
in periodischen Abständen über eine
Düse, die oberhalb der Wärmetauscherrohre angeordnet ist,
Kondensat einzuspritzen und so eventuell vorhandene
Ablagerungen und Schmutzpartikel von den Wärmetauscherrohren
abzuwaschen.
Bei Abgasführung durch vertikal verlaufende Rohre im
Abgaswärmetauscher von unten nach oben erfolgt die
Kondensation hauptsächlich im oberen Bereich des
Abgaswärmetauschers, so daß das Kondensat an den Rohren
entlang in das unterseitige Sammelbecken fließt und auf diese
Weise eine permanente Reinigung der Rohre erfolgt.
Darüber hinaus ist es möglich, das erfindungsgemäße Verfahren
für die Produktion von hocherwärmtem Brauchwasser mit
Temperaturen von ca. 70°C einzusetzen, wobei das den
Abgaswärmetauscher verlassende und durch die Abgase
hocherwärmte Primärwärmetauschmedium mit Temperaturen von 70°C
und mehr einem ersten Niedertemperaturwärmetauscher zugeführt
wird, der über Brauchwasser als Sekundärwärmetauschmedium
gespeist wird. Auf diese Weise kann mit einer erfindungsgemäß betriebenen
Anlage Brauchwasser von 65°C bis 70°C produziert werden,
wodurch durch die Legionellenbindung unterbunden werden kann.
Der Durchlauf von Brauchwasser durch diesen
Niedertemperaturwärmetauscher kann bedarfsabhängig periodisch
eingeschaltet werden. Auf diese Weise wird das ständige
Vorhalten eines separaten Heizkreises auf hohem
Temperaturniveau für die Herstellung von Brauchwasser mit der
Folge der Energieverschwendung verhindert.
Auch bei dieser Variante ist die erfindungsgemäße Ausbildung
eines geschlossenen Primärkreislaufs für das
Primärwärmetauschmedium besonders vorteilhaft, da der bei
abgeschalteter Brauchwasseraufheizung fehlende Wärmeentzug im
entsprechenden Niedertemperaturwärmetauscher durch Erhöhung
der Durchflußmenge der übrigen Sekundärwärmetauschmedien
ausgeglichen werden kann. Diese Veränderung wird jedoch im
Primärkreis nicht wahrgenommen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung
beispielhaft erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer
erfindungsgemäß betriebenen Anlage zur Wärmerückgewinnung
aus den heißen Abgasen einer Feuerungsanlage
Fig. 2 in schematisierter Darstellung eine Anlage mit
einem Abgaswärmetauscher in Blockbauweise für die
heißen Abgase im Querschnitt
Fig. 3 eine Variante des Abgaswärmetauschers für eine
Anlage gemäß der Fig. 1
Fig. 4 eine weitere Variante des Abgaswärmetauschers für
eine Anlage gemäß der Fig. 1.
In der Fig. 1 ist das Schema einer erfindungsgemäß
betriebenen Anlage zur Rückgewinnung
von Wärme aus den Abgasen einer Feuerungsanlage dargestellt,
wobei die Feuerungsanlage mit ihrem Brennkessel 1 dargestellt
ist. Ein in dem Brennkessel erhitztes Heizmedium, zum Beispiel
Wasser, wird in einem Kreislauf unter Abgabe von Wärme wieder
zum Brennkessel zur erneuten Erwärmung zugeführt. Im
sogenannten Heizungsvorlauf HV wird das den Brennkessel
verlassende erhitzte Heizmedium einem Wärmeverbraucher,
beispielsweise einem Heizungssystem, zugeführt. Hier erfolgt
die Wärmeabgabe über Heizkörper zur Erwärmung der Luft von
Räumen. Danach wird das Heizmedium im sogenannten
Heizungsrücklauf HR erneut in den Brennkessel 1 zur Erwärmung
zurückgeleitet. Die heißen Abgase A aus dem Brennkessel 1
strömen in einen Abgaswärmetauscher 6, wodurch der
Abgaswärmetauscher 6 zur Wärmerückgewinnung mit der Wärme aus
den Abgasen einschließlich der latenten Wärme beaufschlagt
wird. Die heißen Abgase werden im Abgaswärmetauscher 6 stark
abgekühlt und verlassen den Abgaswärmetauscher als
ausgekühltes Abgas A0. Das den Abgaswärmetauscher
durchströmende Wärmetauschmedium wird in einem geschlossenen
Primärkreis als
Primärwärmetauschmedium geführt, der aus dem
Abgaswärmetauscher 6 heraus über eine Leitung G zu zwei
außerhalb des Abgaswärmetauschers angeordneten
Niedertemperaturwärmetauschern 21, 23 und von dort wieder
zurück in den Abgaswärmetauscher 6 führt, so daß ein
geschlossener Primärkreislauf zwischen dem Abgaswärmetauscher
6 und den Niedertemperaturwärmetauschern 21, 23 über die
Leitung G gebildet ist.
Ein in diesem Primärkreislauf befindliches Primärwärme
tauschmedium, zum Beispiel Wasser, strömt über die
Eintrittsöffnung 10 in den Wärmetauscher 6 ein, durchströmt
diesen, wobei es die Wärme aus dem Abgasstrom A aufnimmt und
verläßt den Abgaswärmetauscher 6 an der Austrittsöffnung 11
als aufgewärmtes Primärwärmetauschmedium. Über die Leitung G
gelangt es zu einem ersten Niedertemperaturwärmetauscher 21,
der auf seiner dem Primärkreis abgewandten sekundären Seite
von einem Sekundärwärmetauschmedium, etwa dem aus dem
Heizungskreislauf vorhandenen Heizungsrücklauf 22, durchströmt
wird. Dieser Heizungsrücklauf 22 nimmt beim Durchströmen durch
den Niedertemperaturwärmetauscher 21 einen Teil der Wärme des
Primärwärmetauschmittels auf und verläßt den Wärmetauscher 21
als erwärmter Heizungsrücklauf 22a. Das Primärwärmetausch
medium gelangt nachfolgend in einen zweiten Niedertemperatur
wärmetauscher 23, der auf seiner Sekundärseite von einem
anderen Sekundärwärmetauschmedium, etwa Wasser bzw. Sole, die
nachfolgend über ein Register in einer Lüftungs- oder
Klimaanlage Kaltluft vorwärmt, oder Brauchwasser durchströmt
wird. Das Sekundärwärmetauschmedium tritt mit einer
niedrigeren Temperatur als das Primärwärmetauschmedium am
Eintritt 24 in den Niedertemperaturwärmetauscher 23 ein und
erwärmt sich beim Durchströmen durch diesen
Niedertemperaturwärmetauscher 23 unter Aufnahme der vom
Primärwärmetauschmedium bereitgestellten Wärme und verläßt den
Niedertemperaturwärmetauscher 23 als erwärmtes
Sekundärwärmetauschmittel 24a. Auf diese Weise wird das im
Primärkreislauf geführte Primärwärmetauschmittel beim
Durchströmen durch die Niedertemperaturwärmetauscher 21, 23
stark abgekühlt und kann dem Abgaswärmetauscher 6 über die
Eintrittsöffnung 10 erneut zugeführt werden, um den Abgasstrom
A aus dem Brennkessel 1 massiv Wärme entziehen zu können.
Ein wesentlicher Baustein der Anlage zur
Wärmerückgewinnung ist das Wärmerückgewinnungsgerät für die
heißen Abgase, nämlich der Abgaswärmetauscher, wie er
schematisiert im Querschnitt in der Fig. 2 dargestellt ist.
Der Abgaswärmetauscher 6 ist als Rohrbündelwärmetauscher oder
Blockwärmetauscher aus imprägniertem Elektrographit
hergestellt. Die Rohrbündel oder -blöcke bilden insgesamt
einen Wärmetauscher, der nur an einen Kreis für ein
wärmeaufnehmendes Medium, nämlich das mit der
Wärmetauschanlage für Niedertemperaturabnehmer über die
Verbindungsleitungen G in einem geschlossenen Primärkreis
geführte Primärwärmetauschmedium, angeschlossen ist. Die
Rohrbündel bzw. -blöcke des Abgaswärmetauschers 6 werden von
Wänden 15 seitlich begrenzt. Nach oben ist der
Abgaswärmetauscher 6 mit einer Abgashaube 80 verschlossen,
wobei in dieser Abgashaube 80 eine Öffnung zum Einströmen des
heißen Abgases A von der Feuerungsanlage ausgebildet ist.
Die Gaskanäle 62 verlaufen durch den Abgaswärmetauscher 6 von
oben nach unten, die Kanäle 63 für das Primärwärmetauschmedium
horizontal, mit dem Eintritt 10 unten am Abgaswärmetauscher 6
und dem Austritt 11 oben am Abgaswärmetauscher 6. Die Rohre 63
werden also von unten nach oben im Wärmetauscher 6 von dem
Primärwärmetauschmedium durchströmt. Des weiteren ist der
Wärmetauscher durch horizontale Trennwände 60, 61, die
voneinander vertikal übereinander beabstandet und
wechselseitig von der rechten bzw. linken Seite ausgehend bis
über die Mitte in den Wärmetauscher hineinragen, unterteilt,
und zwar derart, daß der Strömungsweg der heißen Abgase A vom
Eintritt über den Bereich 8 von oben nach unten in Mäanderform
durch die Gaskanäle 62 um die Trennwände 60, 61 herumgeleitet
ist. Dieser mäandrierende Weg M leitet die heißen Abgase A
über die Tauscherflächen entgegen der Fließrichtung des
eintretenden Primärwärmetauschmediums. Die Abgase kühlen sich
dabei so lange ab, bis sie vor Eintritt in die sich unterhalb
des Abgaswärmetauschers 6 an die Gaskanäle 62 anschließende
Wendekammer 13 sich fast an das Temperaturniveau des kalt
eintretenden Primärwärmetauschmediums angeglichen haben.
Dieses Primärwärmetauschmedium weist am Eintritt in den
Abgaswärmetauscher 6 eine Temperatur weit unterhalb des
Wassertaupunktes der heißen Abgase auf, so daß das sich
bildende Kondensat der heißen Abgase in die Wanne 13 in der
Abgaswendekammer tropfen kann und das Kondensat über den
Ablauf 14 abgezogen werden kann. Das auf diese Weise
abgekühlte und vom Kondensat befreite Abgas A1 wird nun über
einen an einer Seitenwand des Abgaswärmetauschers 6
ausgebildeten Abzugskanal 3 zwischen der Innenwand 15 des
Abgaswärmetauschers 6 und der Verkleidung 4 wieder nach oben
in Richtung Kamin geleitet. Die Verkleidung 4 besteht aus
einem nichtkorrodierenden Material. Der Abzugskanal 3 endet
oberhalb der Abgashaube 80, die die Gaskanäle 62 des
Abgaswärmetauschers 6 abdeckt. Durch eine weitere von der
Abgashaube 80 beabstandeten Außenhaube 81 wird ein Stauraum 16
gebildet, der in das zum Kamin führende Abgasrohr 71 mündet.
Der so gebildete Stauraum 16 weist im Bereich der Abgashaube
80 eine wärmeabgebende Fläche des Abgaswärmetauschers 6 auf,
die von den heißen Abgasen im Eintrittsbereich 8 hervorgerufen
wird, so daß sich die im Stauraum 16 befindlichen Abgase A1
über Kontakt zur Abgashaube 80 erwärmen können. Die Erwärmung
des Abgases A1 erfolgt dabei so weit, daß diese die für den
Abzug durch den Kamin erforderliche Temperatur mindestens
aufweisen. Damit ist eine Nachkondensation im Kamin und eine
Kaminversottung ausgeschlossen. Am Ausgang des Abgasrohres 71
zum Kamin ist ein Ventilator 19 angeordnet, der zur
Überwindung der geräteeigenen Widerstände vorgesehen ist. Der
Ventilator 19 besitzt einen stufenlos geregelten Antrieb, so
daß der Ventilator 19 so betrieben werden kann, daß am
Kamineintritt für das Abgas stets ein Unterdruck vorhanden
ist.
Der Abgaswärmetauscher 6 ist auf einem Gestell 65 aufgebaut,
so daß genügend Raum für die Ableitung des Kondensats und
Zugänglichkeit verbleibt.
In der Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform eines
erfindungsgemäß einsetzbaren Abgaswärmetauschers in
Blockbauweise mit nachfolgender Wiedererwärmung des
ausgekühlten Abgases dargestellt. Die heißen Abgase A von der
Feuerungsanlage werden in einen Eintrittsbereich 8 oberhalb
des eigentlichen Wärmetauschers 6 geleitet, der von einer
Abgashaube 80 verschlossen ist. Das im Eingangsbereich 8
befindliche heiße Abgas wird dem Abgaswärmetauscher 6, der
hier in Gestalt eines Blockwärmetauschers ausgeführt ist, von
oben nach unten durchströmend zugeführt. Der Wärmetauscher ist
beispielsweise als Kreuzstromwärmetauscher aufgebaut, wobei
die Kanäle für die heißen Abgase 62 von oben nach unten
verlaufen und die Kanäle für das Primärwärmetauschmedium 63
waagerecht hierzu verlaufen. Der Wärmetauscher ist bevorzugt
entweder aus Graphit oder auf der Basis von Keramik
hergestellt. Das Primärwärmetauschmedium aus dem geschlossenen
Primärkreis tritt an der Eintrittsöffnung 10 in den
Wärmetauscher 6 ein und durchströmt den Wärmetauschblock
entlang der Kanäle 63 und entzieht dabei den heißen Abgasen
ihren Wärmeinhalt. Anschließend verläßt das Primärwärmetausch
medium, welches sich nun hoch erwärmt hat, den Wärmetauscher 6
über die Auslaßöffnung 11 und gelangt in bereits dargestellter
Weise zu den außerhalb des Abgaswärmetauschers angeordneten
Niedertemperaturwärmetauschern.
Das beim Durchgang durch den Wärmetauscher 6 stark ausgekühlte
Abgas gelangt in die Abgaswendekammer 13 und verläßt diese
über eine Leitung 3 als ausgekühltes Abgas A1, dessen
Kondensat in der Abgaswendekammer 13 aufgefangen und über die
Leitung 14 entfernt wird. Im weiteren Verlauf der Leitung 3
gelangt das Abgas A1 in einen Vorraum 16 oberhalb des
Abgaswärmetauschers 6 und kann von dort aus in Pfeilrichtung
P1 einer Nachwärmeinrichtung 700 zugeführt werden. In dem
Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist die Nachwärmeinrichtung
700 als Kreuzstromwärmetauscher zwischen dem Ausgang des von
der Abgashaube 80 begrenzten Vorraumes 8 für die heißen Abgase
A und dem Eingang zum Wärmetauscher 6 angeordnet. Die
Nachwärmeinrichtung 700 enthält Nachwärmkanäle 7, die den aus
dem Vorraum 8 für die heißen Abgase A austretenden Abgasstrom
horizontal durchsetzen, wobei die kalten Abgase in
Pfeilrichtung P1 horizontal durch die Nachwärmkanäle 7
strömen. Diese Nachwärmkanäle 7 werden beispielsweise mittels
Rohren gebildet, die ebenfalls aus korrosionsfesten
Materialien, wie beispielsweise Keramik, hergestellt sind.
Nach Verlassen der Nachwärmvorrichtung 700 bei Austritt aus
den Kanälen 7 in Pfeilrichtung P2 treten die nunmehr auf eine
ausreichende Temperatur für den Abzug durch den Kamin,
beispielsweise etwa 40°C, wieder aufgewärmten Abgase A0 in den
Kaminanschluß 71 ein und können über den Kamin entweichen.
Auch bei dieser Variante der erfindungsgemäßen
Wärmetauschanlage kann wiederum ein stufenlos geregelter
Lüfter 19 in der bereits beschriebenen Weise hinter der
Nachwärmeinrichtung 700 vorgesehen werden.
Über die Leitung B kann, wie in der Fig. 2 dargestellt, bei
geöffnetem Ventil 32 mittels der Pumpe C Kondensat KD aus der
Kondensatwanne 13 über die obere Wärmetauscherreihe, d. h. im
Eintrittsbereich 8 der heißen Abgase, gespritzt werden, um auf
diese Weise eine Reinigung des Abgaswärmetauschers 6
durchzuführen. Nach erfolgter Reinigung wird die Pumpe C
wieder abgeschaltet und das Ventil 32 geschlossen, wobei diese
Reinigung vorzugsweise in periodischen Abständen erfolgt.
Für die Wärmerückgewinnung der im Abgas A enthaltenen Wärme
einschließlich der latenten Wärme nimmt das den
Abgaswärmetauscher 6 vom Eintritt 10 zum Austritt 11
durchströmende Primärwärmetauschmedium die im Abgas enthaltene
Wärmemenge auf. Das Primärwärmetauschmedium verläßt somit den
Abgaswärmetauscher 6 an der Austrittsöffnung 11 in erwärmtem
Zustand bei ca. 80°C. Von dort gelangt es durch die Förderung
mittels der Pumpe P in der Leitung G zu einer
Wärmetauschanlage, die von drei Niedertemperaturwärmetauschern
21, 23, 25 gebildet ist. Diese Niedertemperaturwärmetauscher
21, 23, 25 sind vorzugsweise als Kreuz- und/oder
Gegenstromwärmetauscher in Plattenbauweise ausgeführt. In der
ersten Stufe kühlt sich das Primärwärmetauschmedium auf das
Niveau des in den Niedertemperaturwärmetauscher 21 über die
Leitung 22 eintretenden Heizungsrücklaufs HR des Heizkreises
unter Berücksichtigung üblicher Verluste ab. Das eintretende
Sekundärwärmetauschmedium (Heizungsrücklauf) erwärmt sich
dabei und wird über die Leitung 22a als erwärmter
Heizungsrücklauf dem Brennkessel 1 zugeführt.
Das austretende und bereits teilweise abgekühlte Primärwärme
tauschmedium wird nunmehr dem zweiten Niedertemperaturwärme
tauscher 23 zugeführt. Dieser Niedertemperaturwärmetauscher 23
wird über die Leitung 24 von einem kälteren Sekundärwärme
tauschmittel als in der Leitung 22 vorhanden beaufschlagt,
etwa Wasser oder Sole, die nachfolgend in einem Register in
einer Lüftungs- oder Klimaanlage Kaltluft vorwärmt. Das
Primärwärmetauschmedium kühlt sich unter üblichen Verlusten in
dieser zweiten Stufe der Wärmetauschanlage auf das Niveau des
die Leitung 24 durchströmenden Sekundärwärmetauschmediums ab.
Das derart im Niedertemperaturwärmetauscher 23 erwärmte
Sekundärwärmetauschmedium wird dann über die Leitung 24a
wieder dem Versorgungssystem zugeführt.
Das aus dem Niedertemperaturwärmetauscher 23 austretende und
nunmehr weiter abgekühlte Primärwärmetauschmedium wird nun dem
dritten Niedertemperaturwärmetauscher 25 zugeführt. Dieser
Niedertemperaturwärmetauscher 25 wird über die Leitung 26 von
einem noch kälteren Sekundärwärmetauschmittel als in der
Leitung 24 vorhanden beaufschlagt, etwa Brauchwasser. Das
Primärwärmetauschmedium kühlt sich unter üblichen Verlusten in
dieser dritten Stufe der Wärmetauschanlage auf das Niveau des
die Leitung 26 durchströmenden Sekundärwärmetauschmediums ab.
Das derart im Niedertemperaturwärmetauscher 25 erwärmte
Sekundärwärmetauschmedium wird dann über die Leitung 26a
wieder dem Versorgungssystem zugeführt.
Das auf diese Weise nochmals weiter abgekühlte Primär
wärmetauschmedium verläßt die Wärmetauschanlage, um über die
Verbindungsleitung G wieder dem Abgaswärmetauscher 6 zugeführt
zu werden. Somit dient das auf diese Weise in der
Wärmetauschanlage ausgekühlte Primärwärmetauschmedium als
kaltes Medium, um im Abgaswärmetauscher 6 die heißen Abgase
bis unter ihren Wassertaupunkt auszukühlen.
Die Auskühlung des Primärärmetauschmediums kann auch in
weniger oder mehreren Stufen als in dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. 2 dargestellt herbeigeführt werden, je nach den
vorhandenen Gegebenheiten, in die die erfindungsgemäß betriebene
Wärmerückgewinnungsanlage eingebunden werden soll.
Es ist dabei lediglich sicherzustellen, daß die heißen Abgase
A beim Durchlaufen des Abgaswärmetauschers 6 hinreichend
ausgekühlt werden, also auf ca. 20°C und daß stets eine solche
Wärme auch ausgetauscht werden kann, d. h. von der dem
Abgaswärmetauscher 6 zugeführten Durchflußmenge des
Primärwärmetauschmediums aufgenommen werden kann. Aus diesem
Grunde ist vorgesehen, die Durchflußmenge, d. h. die Menge der
Sekundärwärmetauschmedien in Abhängigkeit von der Temperatur
des Primärwärmetauschmediums bei dessen Eintritt in den
Abgaswärmetauscher 6 zu steuern. Hierfür wird die Drehzahl
einer nicht dargestellten Pumpe im Versorgungskreis eines oder
mehrerer Sekundärwärmetauschmedien in Abhängigkeit von der
gemessenen Temperatur des Primärwärmetauschmediums vor dessen
Eintritt in den Abgaswärmetauscher geregelt.
Somit wird lediglich die Durchflußmenge des
Sekundärwärmetauschmittels durch die Wärmetauschanlage mit dem
Niedertemperaturwärmetauschern 21, 23, 25 gesteuert. Hierfür
ist ein Meßfühler TF für die Temperatur des abgekühlten
Primärwärmetauschmediums in der Verbindungsleitung G zwischen
dem Ausgang der Wärmetauschanlage aus dem letzten
Niedertemperaturwärmetauscher 25 und dem Eintritt 10 in den
Abgaswärmetauscher 6 vorgesehen, dessen Meßsignale TR benutzt
werden, um die Drehzahl der Pumpe über die Steuerleitung PD zu
regeln. Ist das Primärwärmetauschmedium an der Meßstelle TF zu
warm, so wird die Durchflußmenge an Sekundärwärmetauschmedium
über eine erhöhte Drehzahl der Pumpe erhöht. Auf diese Weise
wird erreicht, daß stets ausreichend abgekühltes, d. h. kaltes
Primärwärmetauschmedium dem Abgaswärmetauscher 6 zur
Auskühlung der heißen Abgase A in gewünschtem Umfange, nämlich
bis möglichst auf eine Temperatur von ca. 20°C zur Verfügung
steht. Durch die Trennung des Primärwärmetauschmediums von den
Sekundärwärmetauschmedien durch den geschlossenen Primärkreis
bleibt die geänderte Durchflußmenge der Sekundärwärme
tauschmittel in den Versorgungssystemen gänzlich vom
Primärwärmetauschmedium unbemerkt.
Soll mit einer erfindungsgemäß betriebenen Anlage hocherhitztes
Brauchwasser erzeugt werden, wird vorteilhaft der erste
Niedertemperaturwärmetauscher 21 mit Brauchwasser auf der
Leitung 22 gespeist, so daß hocherhitztes Brauchwasser von
etwa 65 bis 70°C über die Leitung 22a aus dem
Niedertemperaturwärmetauscher 21 ausströmt. Bei einem derart
hocherwärmten Brauchwasser ist die Bildung von Legionellen
zuverlässig unterbunden.
In der Fig. 4 ist eine weitere vorteilhafte Ausführungsform
der Erfindung schematisiert dargestellt. Hierbei ist der
Abgaswärmetauscher 6 als Rohrbündelwärmetauscher mit vertikal
verlaufenden Rohren 62 ausgeführt. Die von der Feuerungsanlage
kommenden heißen Abgase A treten von unten in den Vorraum 8
vor dem Abgaswärmetauscher 6 ein und durchströmen den
Abgaswärmetauscher 6 vertikal von unten nach oben. Dabei
werden die Abgase vorteilhaft durch die Rohre 62 des
Abgaswärmetauschers 6 geführt, währenddessen das oben in den
Wärmetauscher an der Eintrittsöffnung 10 eintretende
Primärwärmetauschmedium des geschlossenen Primärkreises diese
abgasführenden Rohre 62 in den Rohrzwischenräumen 63 umströmt.
Dabei kühlt das heiße Abgase A stark aus und das
Primärwärmetauschmedium nimmt diese Wärme auf. Sodann verläßt
das Primärwärmetauschmedium den Abgaswärmetauscher 6 an der am
unteren Ende des Abgaswärmetauschers angeordneten
Austrittsöffnung 11 und wird in bereits beschriebener Weise
über die Leitung G mehreren Niedertemperaturwärmetauschern 21,
23, 25 mit ihren jeweiligen Sekundärwärmetauschmedien
zugeführt, so daß der Primärkreislauf geschlossen ist.
Da bei diesem Ausführungsbeispiel die Abgase den
Abgaswärmetauscher 6 vertikal von unten nach oben
durchströmen, erreichen sie den Zustand ihrer stärksten
Abkühlung erst im oberen Bereich des Abgaswärmetauschers 6 und
folglich kommt es auch erst in diesem oberen Bereich zur
Kondensation, da erst dort die Wassertaupunkttemperatur des
Abgases unterschritten wird. Das Kondensat läuft nun der
Schwerkraft folgend an den Rohren 62 herab und kann aus dem
unterseitigen Eintrittsbereich 8 des Wärmetauschers 6 in
bereits bekannter, hier jedoch nicht dargestellter Weise
entfernt werden. Bei seinem Weg durch den Abgaswärmetauscher
nimmt das Kondensat eventuell angefallene Schmutzpartikel mit
sich, so daß eine stetige Selbstreinigung des
erfindungsgemäßen Wärmetauschers 6 bei der gezeigten
Ausführungsform in Fig. 4 erfolgt. Eine zusätzliche
oberseitige Kondensateinspritzung zum Reinigen des
Abgaswärmetauschers ist in dieser Ausführungsform demnach
nicht notwendig. Auf eine in den vorangegangenen
Ausführungsbeispielen beschriebene Nachwärmung der Abgase kann
ggf. ebenfalls verzichtet werden, da die Strömungsverluste bei
dieser Ausführungsform gering sind und der vom Brenner
erzeugte Abgasdruck ausreicht, um die Abgase als getrocknetes
gekühltes Abgas A0 aus dem Austrittsbereich 13 des
Abgaswärmetauschers 6 in den Kamin zu entlassen.
Selbstverständlich ist es in Abwandlung dieses
Ausführungsbeispieles auch möglich, einen
Rohrbündelwärmetauscher 6 mit Abgasführung in den
Zwischenräumen 63 zwischen den das Wärmetauschmedium führenden
Rohren 62 auszubilden.
Die Erfindung ermöglicht, nahezu unabhängig von allen
auftretenden Störgrößen einen Wärmeaustausch aus den heißen
Abgasen einer Feuerungsanlagen zu einem oder mehreren
Niedertemperaturabnehmern über einen geschlossenen Primärkreis
zu erzielen. Die dabei erreichte Abkühlung des
Primärwärmetauschmediums kann auf einem konstant niedrigen
Niveau gehalten werden, wodurch eine besonders wirtschaftliche
Wärmerückgewinnung aus den heißen Abgasen der Feuerungsanlage
ermöglicht wird. Durch das niedrige Temperaturniveau des
Wärmetauschmediums im Primärkreis am Eintritt in den
Abgaswärmetauscher 6 ist es überdies ständig möglich, auch die
eventuell vorhandene Latentwärme zu nutzen.
Auch die Nachrüstung einer vorhandenen Feuerungsanlage in der
erfindungsgemäßen Weise ist einfach.
Zur Dimensionierung des Abgaswärmetauschers sowie des
Primärkreises ist die vom Brenner im Abgas bereitgestellte
Wärmemenge die ausschlaggebende Berechnungsgrundlage. An den
derart dimensionierten Abgaswärmetauscher mit seinem
geschlossenen Primärkreis brauchen vor Ort nur noch
Niedertemperaturwärmetauscher mit den vorhandenen
Sekundärwärmetauschmedien angeschlossen werden.
Ein Vorzug der erfindungsgemäß betriebenen Wärmerückgewinnungsanlage ist
die Ausführung des Abgaswärmetauschers mit nur einem einzigen
geschlossenen Primärkreis, der konstant in bezug auf
die Menge des Primärwärmetauschmediums bleibt. Aus diesem
Grund wird, um möglichst hohe Erwärmungstemperaturen des
Wärmetauschmediums des Primärkreises zu erreichen, die Menge
des Primärwärmetauschmedium klein gehalten. Dafür werden
die Durchflußmengen der Sekundärwärmetauschmedien
der Niedertemperaturabnehmer geregelt.
Claims (6)
1. Verfahren zur Rückgewinnung von Wärme aus den Abgasen
einer Feuerungsanlage mittels Wärmeaustausch in einem
Abgaswärmetauscher zwischen den heißen, den
Abgaswärmetauscher durchströmenden Abgasen der
Feuerungsanlage und einem den Abgaswärmetauscher
durchströmenden Wärmetauschmedium, wobei die Abgase
vorzugsweise bis unter den Wassertaupunkt unter
Kondensatbildung abgekühlt werden und die Abgase
gegebenenfalls nachfolgend zur Erzielung eines
ausreichenden thermischen Auftriebs im Kamin bis über den
Wassertaupunkt wieder erwärmt werden, und das
Wärmetauschmedium beim Durchströmen des
Abgaswärmetauschers erwärmt wird, und wobei das den
Abgaswärmetauscher durchströmende Wärmetauschmedium in
einem geschlossenen Primärkreislauf als
Primärwärmetauschmedium geführt ist und dieses
Primärwärmetauschmedium durch mindestens einen
Niedertemperaturwärmetauscher außerhalb des
Abgaswärmetauschers zum Abkühlen geführt wird und der bzw.
die Niedertemperaturwärmetauscher von je einem
Sekundärwärmetauschmedium zur Wärmeaufnahme beaufschlagt
werden, dadurch gekennzeichnet, daß die
Eintrittstemperatur des in den Abgaswärmetauscher
eintretenden Primärwärmetauschmediums durch Steuerung der
Durchflußmenge eines den Niedertemperaturwärmetauscher
durchströmenden Sekundärwärmetauschmedium geregelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Feuerungsanlage mit einer
Warmwasserheizung verbunden ist und als
Sekundärwärmetauschmedium der Heizungsrücklauf der
Warmwasserheizung verwendet wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet, daß als ein
Sekundärwärmetauschmedium Wasser oder Sole dient, welches
zum Vorwärmen von Kaltluft in einer Lüftungs- oder
Klimaanlage verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß als Sekundärwärmetauschmedium
Brauchwasser eingesetzt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß bei Führung des
Primärwärmetauschmediums durch zwei Niedertemperatur
wärmetauscher im ersten, d. h. wärmeren Wärmetauscher als
Sekundärwärmetauschmedium der Heizungsrücklauf eingesetzt
wird und im nachfolgenden zweiten
Niedertemperaturwärmetauscher als Sekundär
wärmetauschmedium Wasser bzw. Sole oder Brauchwasser
eingesetzt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß bei Führung des
Wärmetauschmediums durch drei Niedertemperaturwärme
tauscher im ersten, d. h. wärmeren
Niedertemperaturwärmetauscher als
Sekundärwärmetauschmedium der Heizungsrücklauf eingesetzt
wird, im zweiten Niedertemperaturwärmetauscher als
Sekundärwärmetauschmedium Wasser bzw. Sole und im
nachfolgenden dritten Niedertemperaturwärmetauscher als
Sekundärwärmetauschmedium Brauchwasser eingesetzt wird.
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