DE20113189U1 - Plant for the recovery of thermal energy from exhaust gases - Google Patents
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Description
Anlage zur Rückgewinnung von Wärmeenergie aus AbgasenPlant for recovering heat energy from exhaust gases
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zur Rückgewinnung der Wärmeenergie aus Abgasen, und insbesondere auf eine Anlage zur Rückgewinnung der Wärmeenergie aus Hochtemperatur-Abgasen, so daß die Wärmeenergie wiederverwendet werden kann und der Energieverbrauch reduziert werden kann.The invention relates to a system for recovering thermal energy from exhaust gases, and more particularly to a system for recovering thermal energy from high-temperature exhaust gases so that the thermal energy can be reused and energy consumption can be reduced.
Infolge des Betriebs von Heizkesseln, Verbrennungsöfen usw. wird eine große Menge von Hochtemperatur-Abgas erzeugt, das in die Atmosphäre abgegeben wird, nachdem es zur Abscheidung der darin enthaltenen Verunreinigungen durch eine Filteranlage geleitet worden ist. Das Hochtemperatur-Abgas wird jedoch nicht gekühlt, so daß es dem ökologischen System schadet, wenn es in die Atmosphäre abgegeben wird. Ferner ist dies eine Verschwendung von Energie, da die Wärmeenergie des Abgases in die Atmosphäre abgegeben wird, ohne zurückgewonnen zu werden.As a result of the operation of boilers, incinerators, etc., a large amount of high-temperature exhaust gas is generated, which is discharged into the atmosphere after being passed through a filtering system to remove the impurities contained therein. However, the high-temperature exhaust gas is not cooled, so it will harm the ecological system if it is discharged into the atmosphere. Furthermore, it is a waste of energy because the heat energy of the exhaust gas is discharged into the atmosphere without being recovered.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, die obenerwähnten Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und eine Anlage zur Rückgewinnung der Wärmeenergie im Abgas zu schaffen, so daß die Wärmeenergie wiederverwendet werden kann und der Energieverbrauch reduziert werden kann.It is therefore the object of the invention to eliminate the above-mentioned disadvantages of the prior art and to provide a system for recovering the thermal energy in the exhaust gas so that the thermal energy can be reused and energy consumption can be reduced.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Anlage zur Rückgewinnung von Wärmeenergie in Abgasen nach Anspruch 1 oder 5. Die abhängigen Ansprüche sind auf bevorzugte Ausfuhrungsformen gerichtet.This object is achieved according to the invention by a system for recovering thermal energy in exhaust gases according to claim 1 or 5. The dependent claims are directed to preferred embodiments.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausfuhrungsformen, die auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt; es zeigen:Further features and advantages of the invention will become apparent from reading the following description of preferred embodiments, which refers to the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht der Anlage zur Rückgewinnung der Wärmeenergie aus Abgasen gemäß der ersten AusführungsformFig. 1 is a schematic side view of the system for recovering thermal energy from exhaust gases according to the first embodiment
• ♦ · · &bgr; · ■•♦ · · &bgr; · ■
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der Erfindung;the invention;
Fig. 2 eine schematische Seitenansicht der Anlage gemäß einer zweiten Ausfuhrungsform der Erfindung; undFig. 2 is a schematic side view of the system according to a second embodiment of the invention; and
Fig. 3 eine schematische Seitenansicht der Anlage gemäß einer dritten Ausfuhrungsform der Erfindung.Fig. 3 is a schematic side view of the system according to a third embodiment of the invention.
Wie in Fig. 1 gezeigt, enthält eine Anlage zur Rückgewinnung der Wärmeenergie aus Abgasen gemäß der ersten Ausfuhrungsform der Erfindung ein Gehäuseelement 1, einen Wassertank 2 und mehrere Wärmeleitrohre 3.As shown in Fig. 1, a system for recovering thermal energy from exhaust gases according to the first embodiment of the invention includes a housing element 1, a water tank 2 and a plurality of heat pipes 3.
Das Gehäuseelement 1 besitzt einen Abgaseinlaß 11 an einem Ende und einen Abgasauslaß 12 am anderen Ende. Der Wassertank 2 besitzt einen Wassereinlaß 21 an einem Ende und einen Wasserauslaß 22 am anderen Ende und ist neben dem Gehäuseelement 1 angeordnet, ohne mit dem Gehäuseelement 1 in Verbindung zu stehen.The housing member 1 has an exhaust inlet 11 at one end and an exhaust outlet 12 at the other end. The water tank 2 has a water inlet 21 at one end and a water outlet 22 at the other end and is arranged adjacent to the housing member 1 without being connected to the housing member 1.
Die Wärmeleitrohre 3 sind durch die Grenzfläche des Gehäuseelements 1 und des Wassertanks 2 geführt, wobei ein erster Abschnitt und ein zweiter Abschnitt jeweils im Gehäuseelement 1 beziehungsweise im Wassertank 2 angeordnet sind. Die Wärmeleitrohre 3 sind jeweils in einer geneigten Position angeordnet, wobei der zweite Abschnitt höher angeordnet ist als der erste. Die Wärmeleitrohre 3 sind jeweils mit mehreren Rippen 31 versehen, die von der Oberfläche hervorstehen.The heat pipes 3 are passed through the interface of the housing element 1 and the water tank 2, with a first portion and a second portion being arranged in the housing element 1 and the water tank 2, respectively. The heat pipes 3 are each arranged in an inclined position, with the second portion being arranged higher than the first. The heat pipes 3 are each provided with a plurality of fins 31 protruding from the surface.
Der Abgaseinlaß 11 ist mit einem (nicht gezeigten) Abgasauslaß einer Anlage oder eines Verbrennungsofens und dergleichen verbunden. Das Hochtemperatur-Abgas von der Anlage strömt durch den Abgaseinlaß 11, das Gehäuseelement 1 und den Abgasauslaß 12 in die Atmosphäre. Die Wärme des Hochtemperatur-Abgases wird von den Rippen 31 der Wärmeleitrohre 3 absorbiert und gelangt unmittelbar durch die ersten Abschnitte der wärmeleitenden Rohre 3 zu den zweiten Abschnitten der Rohren 3, so daß die Temperatur des durch das Gehäuseelement 1 strömenden Abgases gesenkt wird. Ferner strömt das Wasser durch den Wassereinlaß 21 und den Wassertank 2 und nimmt die zu den zweiten Abschnitten der Wärmeleitrohre 3 gelangende Wärme auf.The exhaust gas inlet 11 is connected to an exhaust gas outlet (not shown) of a plant or a combustion furnace and the like. The high-temperature exhaust gas from the plant flows into the atmosphere through the exhaust gas inlet 11, the housing member 1 and the exhaust gas outlet 12. The heat of the high-temperature exhaust gas is absorbed by the fins 31 of the heat conducting tubes 3 and directly passes through the first portions of the heat conducting tubes 3 to the second portions of the tubes 3, so that the temperature of the exhaust gas flowing through the housing member 1 is lowered. Further, the water flows through the water inlet 21 and the water tank 2 and absorbs the heat passing to the second portions of the heat conducting tubes 3.
Somit enthält das Wasser die Wärmeenergie, die dem durch das Gehäuseelement 1 strömenden Hochtemperatur-Abgas entnommen worden ist, wenn das Wasser durch den Wasserauslaß 22 strömt, so daß es genutzt werden kann.Thus, when the water flows through the water outlet 22, the water contains the heat energy extracted from the high-temperature exhaust gas flowing through the housing member 1 so that it can be utilized.
Wie in Fig. 2 gezeigt, enthält eine Anlage zur Rückgewinnung von Wärmeenergie aus Abgasen gemäß der zweiten Ausfuhrungsform der Erfindung einen Wassertank 5 und mehrere Wärmeleitrohre 6. Der Wassertank 5 ist neben einem Tunnelbrennofen 4 angeordnet, wobei die Wärmeleitrohre 6 durch eine Seite des Wassertanks geführt sind, so daß ein erster Teil (nicht bezeichnet) derselben im Tunnelbrennofen 4 aufgenommen ist und ein zweiter Teil (nicht bezeichnet) im Tank 5 aufgenommen ist. Die Wärmeleitrohre 6 weisen jeweils mehrere Rippen 61 auf, die vom ersten Teil hervorstehen. Die Wärmeleitrohre 6 sind jeweils in einer geneigten Position angeordnet, wobei der zweite Teil der Rohre 6 höher angeordnet ist als der erste Teil.As shown in Fig. 2, an apparatus for recovering thermal energy from exhaust gases according to the second embodiment of the invention includes a water tank 5 and a plurality of heat pipes 6. The water tank 5 is arranged adjacent to a tunnel kiln 4, the heat pipes 6 being passed through a side of the water tank so that a first part (not designated) thereof is accommodated in the tunnel kiln 4 and a second part (not designated) is accommodated in the tank 5. The heat pipes 6 each have a plurality of fins 61 protruding from the first part. The heat pipes 6 are each arranged in an inclined position with the second part of the pipes 6 being arranged higher than the first part.
Wenn das Abgas von einem (nicht gezeigten) Abgaseinlaß durch den Tunnelbrennofen 4 strömt, wird die Wärme des Abgases von den Rippen 61 der Wärmeleitrohre 6 absorbiert, um unmittelbar durch die ersten Teile der Rohre 6 zu den zweiten Teilen zu gelangen, so daß die Temperatur des durch den Tunnelbrennofen 4 strömenden Abgases gesenkt wird. Ferner nimmt das Wasser, das über einen Wassereinlaß 51 des Wassertanks 5 durch den Wassertank 5 strömt, die zu den zweiten Teilen der Rohre 6 gelangende Wärme auf. Somit enthält das Wasser die Wärmeenergie, die dem durch den Tunnelbrennofen 4 strömenden Hochtemperatur-Abgas entnommen worden ist, wenn es zu einem Wasserauslaß 52 des Tanks 5 strömt, und kann genutzt werden.When the exhaust gas flows through the tunnel kiln 4 from an exhaust gas inlet (not shown), the heat of the exhaust gas is absorbed by the fins 61 of the heat pipes 6 to directly pass through the first parts of the pipes 6 to the second parts, so that the temperature of the exhaust gas flowing through the tunnel kiln 4 is lowered. Further, the water flowing through the water tank 5 via a water inlet 51 of the water tank 5 absorbs the heat going to the second parts of the pipes 6. Thus, the water contains the heat energy extracted from the high-temperature exhaust gas flowing through the tunnel kiln 4 when it flows to a water outlet 52 of the tank 5 and can be utilized.
Wie in Fig. 3 gezeigt, besitzt eine Anlage zur Rückgewinnung von Wärmeenergie von Abgasen gemäß der dritten Ausfuhrungsform der Erfindung ein Gehäuseelement 7, einen Wassertank 8 und mehrere Wärmeleitrohre 9. Das Gehäuseelement 7 besitzt einen Abgaseinlaß 71 und einen Abgasauslaß 72. Der Wassertank 8 ist fest im Gehäuseelement 7 angeordnet, derart, daß dessen Mittelpunkt mit demjenigen des Gehäuseelements 7 zusammenfällt. Der Wassertank 8 ist mit einem Wassereinlaß 81 und einem Wasserauslaß 82 versehen, die beide mit dem Äußeren des Gehäuseelements 7 in Verbindung stehen. Die Wärmeleitrohre 9 besitzen jeweils einen (nicht bezeichneten) ersten Teil, der im Gehäuseelement 7 angeordnet ist, und sind mit ihrem zweiten Teil (nichtAs shown in Fig. 3, a system for recovering thermal energy from exhaust gases according to the third embodiment of the invention comprises a housing element 7, a water tank 8 and a plurality of heat pipes 9. The housing element 7 has an exhaust gas inlet 71 and an exhaust gas outlet 72. The water tank 8 is fixedly arranged in the housing element 7 such that its center coincides with that of the housing element 7. The water tank 8 is provided with a water inlet 81 and a water outlet 82, both of which are connected to the outside of the housing element 7. The heat pipes 9 each have a first part (not shown) arranged in the housing element 7 and are connected to their second part (not shown) in the housing element 7.
bezeichnet) in den Wassertank 8 eingesetzt. Die Rohre 9 sind jeweils geneigt, wobei der zweite Teil höher angeordnet ist als der erste Teil. Die ersten Teile der Rohre 9 sind ferner an ihrer Oberfläche mit Rippen 91 versehen. Die Wärmeenergie des Abgases wird in derselben Weise dem Abgas entnommen und das durch den Wassertank 8 fließende Wasser wird in derselben Weise erwärmt wie in den vorherigen Ausfuhrungsformen, so daß dies hier nicht erneut genauer beschrieben wird.) is inserted into the water tank 8. The pipes 9 are each inclined, with the second part being arranged higher than the first part. The first parts of the pipes 9 are further provided with ribs 91 on their surface. The thermal energy of the exhaust gas is extracted from the exhaust gas in the same way and the water flowing through the water tank 8 is heated in the same way as in the previous embodiments, so that this will not be described in more detail here again.
Aus der obigen Beschreibung wird deutlich, daß die Anlage zur Rückgewinnung von Wärmeenergie aus Abgasen gemäß der Erfindung folgende Vorteile aufweist.From the above description it is clear that the plant for recovering thermal energy from exhaust gases according to the invention has the following advantages.
1. Der Energieverbrauch kann reduziert werden durch Nutzen der Wärmeenergie, die aus dem Hochtemperatur-Abgas wiedergewonnen wird und in dem durch den Wassertank fließenden Wasser enthalten ist.1. Energy consumption can be reduced by utilizing the heat energy recovered from the high temperature exhaust gas and contained in the water flowing through the water tank.
2. Die Temperatur des Abgases wird im Gehäuseelement wirksam gesenkt, so daß das Abgas keine Schädigung des ökologischen Systems hervorruft, wenn es in die Atmosphäre abgegeben wird.2. The temperature of the exhaust gas is effectively reduced in the housing element, so that the exhaust gas does not cause damage to the ecological system when it is released into the atmosphere.
Claims (5)
einen Wassertank (2) mit einem Wassereinlaß (21) und einem Wasserauslaß (22);
mehrere Wärmeleitrohre (3), die jeweils einen ersten Teil aufweisen, der im Gehäuseelement (1) aufgenommen ist, sowie einen zweiten Teil, der im Wassertank (2) aufgenommen ist; der erste Teil der Rohre (3) ist jeweils mit mehreren Rippen (31) versehen, die von diesem hervorstehen; wobei
die Wärmeenergie des Abgases von dem über den Wassereinlaß (11) durch den Wassertank (2) strömenden Wasser aufgenommen wird, nachdem das durch das Gehäuseelement (1) strömende Abgas die Wärmeenergie an die Rippen (31) abgegeben hat, um diese unmittelbar auf den zweiten Teil der Wärmeleitrohre (3) zu übertragen. 1. A system for recovering thermal energy from exhaust gases, comprising a housing element ( 1 ) with an exhaust gas inlet ( 11 ) and an exhaust gas outlet ( 12 ), characterized by
a water tank ( 2 ) with a water inlet ( 21 ) and a water outlet ( 22 );
a plurality of heat conducting tubes ( 3 ) each having a first part received in the housing element ( 1 ) and a second part received in the water tank ( 2 ); the first part of the tubes ( 3 ) is each provided with a plurality of fins ( 31 ) protruding therefrom; wherein
the thermal energy of the exhaust gas is absorbed by the water flowing through the water tank ( 2 ) via the water inlet ( 11 ) after the exhaust gas flowing through the housing element ( 1 ) has released the thermal energy to the fins ( 31 ) in order to transfer it directly to the second part of the heat conducting pipes ( 3 ).
einen Wassertank (5) mit einem Wassereinlaß (51) und einem Wasserauslaß (52); wobei der Wassertank (5) neben einem Tunnelbrennofen (4) angeordnet ist;
mehrere Wärmeleitrohre (6), die jeweils durch eine Seite des Wassertanks (5) geführt sind und deren erster Teil im Tunnelbrennofen (4) aufgenommen ist und deren zweiter Teil im Wassertank (5) aufgenommen ist, wobei der erste Teil der Rohre (6) jeweils mehrere darauf ausgebildete Rippen (61) aufweist; und wobei
die Wärmeenergie des Abgases von dem über den Wassereinlaß (51) durch den Wassertank (5) strömenden Wasser aufgenommen wird, nachdem das durch den Tunnelbrennofen (4) strömende Abgas die Wärmeenergie an die Rippen (61) abgegeben hat, um sie unmittelbar auf den zweiten Teil der im Wassertank (5) aufgenommen Rohre (6) abzugeben. 5. Plant for the recovery of thermal energy from exhaust gases, characterized by
a water tank ( 5 ) having a water inlet ( 51 ) and a water outlet ( 52 ); the water tank ( 5 ) being arranged adjacent to a tunnel kiln ( 4 );
a plurality of heat conducting pipes ( 6 ) each guided through a side of the water tank ( 5 ) and the first part of which is accommodated in the tunnel kiln ( 4 ) and the second part of which is accommodated in the water tank ( 5 ), the first part of the pipes ( 6 ) each having a plurality of fins ( 61 ) formed thereon; and
the thermal energy of the exhaust gas is absorbed by the water flowing through the water tank ( 5 ) via the water inlet ( 51 ) after the exhaust gas flowing through the tunnel kiln ( 4 ) has transferred the thermal energy to the fins ( 61 ) in order to transfer it directly to the second part of the tubes ( 6 ) accommodated in the water tank ( 5 ).
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