DE2814155A1 - Waermetauscher fuer verbrennungsanlagen - Google Patents

Description

• Wärmetauscher für Verbrennungsanlagen
• Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher für Verbrennungsanlagen mit einem als Abgasrohr ausgebildeten Innenrohr, einem das Innenrohr im Abstand umgebenen Außenrohr, welches mivt dem Innenrohr einen zur Wasserführung bestimmten Ringspalt bildet, einem den Ringspalt an seinen-Enden verschließenden Boden und Deckel sowie einem Eingangs- und Ausgangsstutzen für den Ringspalt.
• Es sind bereits verschiedene Krmetauscher bekannt, mit denen der Energie- und Heizkostenverlust bei Verbrennungsanlagen, z. B. Zentralheizungsanlagen, vermindert werden soll. Diesen ärmetauschern ist gemeinsam, daß sie als Teilstück in die Abgas- oder Rauchgasleitung einzubauen sind und einen Mantel zur Führung und Erwärmung von Wasser besitzen, welches wieder in den Heizkreislauf gelangt.
• Bei einem bekannten Wärmetauscher der eingangs genannten Art weist das in der Regel konzentrisch zum Außenrohr angeordnete Innenrohr eine glatte Oberfläche auf. Um bei dieser Ausführungsform zu einem befriedigendem rCärmeaustausch zu gelangen, muß der ärmetauscher verhältnismäßig lang ausgebildet werden.
• In der Praxis weisen jedoch oftmals die Abgas- oder Rauchgasleitungen von Verbrennungsanlagen keine entsprechenden Abschnitte auf, in die ein solcher Warmetauscher als Teilstück derselben eingebaut werden könnte. Oder es können nur verkürzte Ausführungsformen zur Anwendung kommen, welche jedoch noch keinen voll befriedigenden Wärmeaustausch ermöglichen und deshalb im Hinblick auf ihre Herstellungs- und Montagekosten nicht besonders wirtschaftlich sind.
• Es ist auch schon der Versuch unternommen worden, den Wärme austausch durch Einbau weiterer Abgasrohre von verhältnismäßig kleinem Durchmesser in den wasserführenden Mantel zu verbessern, wobei diese Abgasrohre endseitig mit dem Innenrohr in Verbindung stehen und einen zusätzlichen Weg für das Abgas bilden Nachteilig an dieser Ausführungsform ist, daß sie zu verhältnismäßig starken Außendurchmessern führt, außerdem insgesamt recht aufwendig und dementsprechend teuer ist.
• Hier setzt nun die Erfindung an. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß dieser.bei kompakter Bauweise, vor allem was seine Bauhöhe, aber auch was seinen Außendurchmesser betrifft, noch einen befriedigenden Wärmeaustausch gestattet. Gleichzeitig soll der Wärmetauscher verhältnismäßig einfach und übersichtlich aufgebaut und preiswert herzustellen sein.
• Diesen vielfältigen Anforderungen genügt überraschenderweise ein Wärmetauscher dadurch, daß erfindungsgemäß das Innenrohr mit Erhöhungen bzw. Vertiefungen versehen ist.
• Die Erhöhungen oder Vertiefungen können entweder an dem fertig gebogenen und verschweißten Innenrohr in einem nachträglichen PrägeoraanC angebracht werden oder aber bereits bei dem tafelförmigen Ausgangsmaterial verwirklicht sein.
• Durch diese einfache Maßnahme wird nachhaltig der Wärmeaustausch zwischen Abgas und Heizwasser verbessert. Zum einen wird nämlich die wirksame Oberfläche des Innenrohres vergrößert, zum andern eine für den Wärmeübergang günstigere Strömungsführung erreicht.
• Im Ergebnis lassen sich jetzt mit einem erfindungsgemäßen Wärmetauscher die gewünschten Wirkungsgrade vor allem bei geringerer Bauhöhe erreichen. Wurde beispielsweise sonst ein Wärmetauscher von etwa 100 cm Bauhöhe bei einem vorne8ebenAn Außendruchmesser benötigt, genügt jetzt ein Wärmetauscher von nur 60 - 70 cm Bauhöhe.
• Vorteilhaft sind die Vertiefungen als Längsrillen ausgebildet.
• Zweckmäßigerweise verjüngen sich die Vertiefungen zur Längsachse des Innenrohres hin.
• Nach einem weiteren Vorschlag verleihen die Vertiefungen insgesamt dem Innenrohr einen in etwa sternförmigen Querschnitt.
• Weitere Einzelheiten werden nachfolgend an Hand der Zeichnung für ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschrieben. Darin zeigen: Figur 1 einen Wärmetauscher im eingebauten Zustand in schematischer Seitenansicht und Figur 2 den Gegenstand nach Figur 1 in vergrößerter schnittbildlicher Darstellung entlang der Linie 11-11.
• Nach Figur 1 weist ein erfindungsgemäßer Wärmetauscher 1 ein Innenrohr 2 sowie ein das Innenrohr 2 im Abstand umgebendes Außenrohr 3 auf. Das Innenrohr 2 und das Außenrohr 3 sind dabei konzentrisch zueinander angeordnet und bilden einen Ringspalt 4.
• Der Ringspalt 4 ist an seinen Enden mit einem Boden 5 bzw. einem Deckel 6 verschlossen. Nahe dem Boden 5 sind ein Eingangsstutzen 7 und nahe dem Deckel 6 ein Ausgangsstutzen 8 für den Ringspalt 4 am Außenrohr 3 angebracht.
• Der Wärmetauscher 1 bildet wie ersichtlich ein Teilstück einer Abgas- oder Rauchgasleitung 9 zwischen einer Verbrennungsanlage, nämlich einem Heizkessel 10 einer Zentralheizungsanlage, und einem Schornstein 11. Dazu ist das Innenrohr 2 als Abgasrohr mit einem der übrigen Abgasleitung 9 angepaßten Innendurchmesser ausgebildet.
• Das Innenrohr 2 besitzt in Gestalt des Ringspaltes 4 einen wasserführenden Mantel, in welchem Wasser unter weitgehender Ausnutzung der fühlbaren Restwärme des Abgases bei einer Abkühlung desselben unter 2000 C aufgeheizt wird. Von dort wird das aufgeheizte Wasser dem Heizkreislauf des Heizkessels 10 bzw. der Zentralheizungsanlage wieder zugeführt.
• Dazu ist der Ausgangsstutzen 8 über eine Rücklaufleitung 12 an den Heizkreislauf des Heizkessels 10 angeschlossen. Im übrigen besitzt der Heizkessel 10 eine Rücklaufleitung 13, welche über ein Ventil 14 mit dem Eingangsstutzen 7 des Wärmetauschers 1 verbunden bzw. verbindbar ist. Dadurch läßt sich der Wärmetauscher 1 bedarfsweise in den Heizkreislauf des Heizkessels 10 einschalten. Den Heizkessel 10 verläßt das aufgeheizte Wasser über eine Vorlaufleitung 15.
• Erfindungsgemäß ist das Innenrohr 2 mit Erhöhungen bzw. Vertiefungen 16 versehen, welche eine Vergrößerung der wirksamen Oberfläche und Verbesserung der Strömungsverhältnisse im Sinne eines besseren Wärmeübergangs zur Folge haben.
• Wie insbesondere Figur 2 erkennen läßt, sind die Vertiäfungen 16 als Läagsrillen ausgebildet, die sich zur Längsachse des Innenrohres 2 hin verjüngen und dem Innenrohr 2 insgesamt einen in etwa sternförmigen Querschnitt verleihen. Ein derartiges Innenrohr ist verhältnismäßig einfach herzustellen und erlaubt einen guten Wärmeaustausch zwischen Abgas und Wasser bei kompakter Bauweise, insbesondere verhältnismäßig geringer Bauhöhe. Der gezeigte Wärmetauscher 1 eignet sich gleichermaßen für einen vertikalen wie horizontalen oder auch beliebig geneigten Einbau.

Claims (4)

1. }s.'ärmetauscher für Verbrennungsanlagen Ansprüche S Wärmetauscher für Verbrennungsanlagen mit einem als Abgasrohr ausgebildeten Innenrohr, einem das Innenrohr im Abstand umgebenden Außenrohr, welches mit dem Innenrohr einen zur Wasserführung bestimmten Ringspalt bildet, einem den Ringspalt an seinen Enden verschließenden Boden und Deckel sowie einem Eingangs- und Ausgangsstutzen für den Ringspalt, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr ( 2 ) mit Erhöhungen bzw Vertiefungen ( 16 ) versehen ist.
2. 2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen ( 16 ) als Längsrillen ausgebildet sind.
3. 3. Wärmetauscher nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Vertiefungen ( 16 ) zur Längsachse des Innenrohres ( 2 ) hin verjüngen.
4. 4. Wärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen ( 16 ) insgesamt dem Innenrohr ( 2 ) einen in etwa sternförmigen Querschnitt verleihen.