DE4015987A1 - Heissgas-waermetauscher-anordnung - Google Patents

Description

Die derzeitigen Heizkessal für Öl- und Gasfeuerung als Niedertemperaturkessal müssen aus hochwertigen Materialien hergestellt werden und dürfen innerhalb des Kessels keine Taupunktkorrosion bekommen, da die bisherigen Materialien diese Taupunktkorrosion nicht aushalten.

Es wird daher versucht, durch schnelle Temperaturerhöhungen den natürlich im Heizkessel beim Anfahren entstehenden Taupunkt schnell zu überschreiten, so daß die kurze Taupunkterscheinung wieder anschließend abgetrocknet wird.

Ebenfalls müssen starke Isoliermaterialien verwendet werden, damit nur geringe Wärmeabstrahlung an den Raum erfolgt. Diese Probleme wurden von uns erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wir Flüssigkeiten als Wärmeträger verwenden und die Materialien nur von der Flüssigkeit umgeben sind. Es können dadurch sehr preisgünstige und korrosionssichere Materialien, wie Kunststoff verwendet werden. Damit Isolierungen eingespart werden können, ist der Wärmestrom einschließlich der Wärmerückgewinnung so angeordnet worden, daß die kalte, vom Freien geholte Frischluft, im äußersten Ring sich nach unten bewegt und gleichzeitig von den heißen Abgasen aufgeheizt werden. Es konnte daher erfindungsgemäß erreicht werden, daß keine äußere Isolierung notwendig ist und trotzdem kaum eine Wärmeabgabe an den Raum erfolgen kann. Die noch kalte Außenluft wird von dem warmen Abgas erwärmt und muß nicht vom Öl- oder Gasbrenner vorgewärmt werden. Gleichzeitig entsteht die Taupunktkorrosion innerhalb des Abgasbereiches.

Die naturgemäß hierdurch entstehende schwefelige Säure und Wasser wird automatisch nach unten in den Flüssigkeitskreislauf gegeben. Die verwendeten Materialien wie z. Bsp. Kunststoff sind säurefest. Die in den Gasführungen angebrachten Ringe dienen zur Verstärkung der Materialien und gleichzeitig als Umlenkung der Abgase, so daß an den Engstellen jeweils eine höhere Geschwindigkeit und dadurch auch ein höherer Wärmeübergang des Materiales erfolgt. Der Wärmetauscher für die Wärmeentnahme ist durch die Rohr-in-Rohr-Anordnung erfindungsgemäß so angeordnet, daß an der Außenwand eine hohe Wassergeschwindigkeit entstehen kann und dadurch auch bei Kunststoffen ein relativ hoher Wärmeübergang entsteht. Durch die ringförmigen Verstärkungen kann dieses Rohr auch eine höhere Druckbelastung bekommen und dadurch erfindungsgemäß in der Praxis mit 2,5 bar oder höher für den Wärmeaustausch angewendet werden. Die Anordnung wurde erfindungsgemäß so vorgenommen, daß insgesamt drei Behälter mit den Verstärkungsringen und gleichzeitigen Engstellen ineinandergeschoben ist und der Ring (2) gleichzeitig durch das Eintauchen in die Flüssigkeit als Trennung zwischen Abgas und Frischluft dient. Bei ausgezogenem Behälter können sämtliche Umlenkungen leicht geprüft und gereinigt werden.

Bezugszeichenliste

 1 Flüssigkeit
 2 mittlerer Behälter
 3 äußerer Behälter
 4 Ringe als Umlenkung - Engstelle
 5 trichterförmige Wandung
 6 Flüssigkeitslauf des Wärmetauschers
 7 Wand die in die Flüssigkeit ragt und beide Gasströme trennt
 8 Ende der inneren Behälterwand (Kanal)
 9 Kopf des Wärmetauschers
10 Alternativlösung
11 Heißgas
12 Wärmetauscher
13 Abgaskanal
14 nach unten fließende Flüssigkeit
15 Kanal für Wasser-Gas-Gemisch

Claims (6)

1. Wärmetauscher-Vorrichtung vorwiegend geeignet zur Wärmeübertragung von säurehaltigen Heißgasen (11), in dem die Wärme der Heißgase (11) direkt auf eine, in einem runden oder eckigen trichterähnlichen Behälter, nach unten fließende Flüssigkeit übertragen wird und von der Flüssigkeit an den mit dem Kopf unterhalb des Trichters angeordneten Wärmetauscher abgibt, indem das heiße Flüssigkeits-Gasgemisch über Umlenkungen (15) und Engstellen die Wärme an den im Gegenstrom angeordneten Wärmetauscher (12) abgibt und das Abgas über den Kanal (8), welcher durch den Zwischenraum Flüssigkeitspiegel und Behälterende (3) entsteht, durch den Kanal (13) nach oben gedrückt wird und mit der restlichen Wärme durch die Umlenkungen und Engstellen (4) über die Wandung des Behälters (2) die noch kühlere im Gegenstrom, über angeordnete Umlenkungen fließende Frischluft aufgeheizt wird. In dem erfindungsgemäß sämtliche, vom fließenden Heißgas berührende Flächen von der Flüssigkeit (14) überdeckt sind und daher auch bei sehr heißen Gasen die Materialien der Behälter und Wärmetauscher aus preisgünstigem korrosionssicherem Kunststoff gefertigt werden kann.

2. Wärmetauscher-Vorrichtung nach Anspruch 1, in dem der Wärmetauscher (12) nach Abbildung (9) und (10) unterhalb des Trichters so angeordnet ist, daß erfindungsgemäß die Heißgase (11) jeweils Flüssigkeitsflächen treffen und dadurch die Materialien des Wärmetauschers geschont und gleichzeitig ein guter Wärmeübergang-Flüssigkeit/Flüssigkeit zum Wärmemedium Verbraucher stattfindet.

3. Wärmetauscher-Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2 in dem Heißgaskammer (5) trichterförmig rund oder eckig sind nach unten verjüngt und dadurch die am oberen Ende austretende Flüssigkeit (14) sich vom größeren Radius nach unten bewegt und durch die Verjüngung des Behälters auf der Wandung (5) befindliche Flüssigkeitsfilm stärker wird und dadurch eine gleichmäßige Beaufschlagung der Wandung (5) gewährleistet ist.

4. Wärmetauscher-Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, in dem die Behälter 1-2 und 3 lose ineinandergesteckt sind und die Gasführungskanäle über die verschiedenen Längen (7) und (8) sowie der Flüssigkeitsspiegel entstehen.

5. Wärmetauscher-Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4 in dem an den Behältern 1, 2 und 3 sowie am Wärmetauscher (12) in der abgebildeten Form Ringe (4, 15) angebracht sind, durch welche für die Gasführung Engstellen und Umlenkungen entstehen und dadurch Luftwirbel und an den Engstellen eine höhere Geschwindigkeit erzeugen und somit einen besseren Wärmeübergang zu dem anderen Kanal gewährleistet.

6. Wärmetauscher-Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5 in dem durch die abgebildete Anordnung Wärmekeislauf Flüssigkeit (14) und Heißgas (11) mit sehr niedrigem Überdruck betrieben, und im Wärmekreislauf des Wärmetauschers (12) zum Verbraucher trotzdem mit üblichem Mediumdruck von z. Bsp. 2,5 bar gefahren werden kann.