DE2625099A1

DE2625099A1 - Verfahren zur abgaswaermerueckgewinnung

Info

Publication number: DE2625099A1
Application number: DE19762625099
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl Ing Schulze; Gregor Dipl Ing Schuster
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-06-04
Filing date: 1976-06-04
Publication date: 1977-12-15

Description

Anlage zur
Patent- und Gebrauchsmusterhilfsanmeldung Verfahren zur Abgaswärmerückgewinnung Zusammenfassung s wird ein Verfahren zur mindestens teilweisen Rückgewinnung der Abgaswärme von Verbrennungsanlagen vorgeschlagen, indem die Abgase unter ihren Taupunkt abgekühlt werden.
Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach der lattung des Hauptanpruchs. Bekanntlich ist der Wirkungsgrad des Warmetauschers besonders dann günstig, wenn eine Ankühlung der Abgase x unterhalb von deren Taupunkt erfolgt. Hierbei bildet sich jedoch schweflige Säure, die insbesondere zu einer Versottun, des stromab des Wärmetauschers gelegenen Kamins sowie zu einer Zerstürung des Wärmetauschers selbst führt. Während noch ein Wärmetauscher mit vertretbarem Aufwand aus korrosionsbeständigem Material herstellbar ist, läßt sich an den Kaminen meistens nichts ändern. Aus diesem stunde wurde schon vorgeschlagen infolge Abgabe der Verdampfungswärme beim Kondensieren (DT-OS 24 25 100), im Strömungsweg der Abgase mindestens eine den Wärmetauscher umgehende Bypaßleitung zum Zuführen von heißen Verbrennungsgasen in die Abgas leitung stromab des Wärmetauschers vorzusehen. Hierdurch werden die Abgase stromab des Wärmetauschers wieder auf Temperaturen oberhalb des Taupunktes erwärmt. Abgesehen davon, daß eine derartige Anlage sehr teuer ist, ist damit nicht garantiert, daß die Aufwärmung bei vernilnftiger Wärmeableitung durch den Wärmetauscher noch ausreichend ist, um bei Kaminaustritt eine ber dem Taupunkt liegende Temperatur aufzuweisen.
Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauntanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß mehr oder weniger trockene Abgase in den Kamin stromab des Wärmetauschers gelangen, so daß lediglich der Wärmetauscher selbst und die das Kondensat ab leitenden Teile aus gegen schwefli,e Säure bestindigem Material hergestellt sein müssen. Bezogen auf den unteren Heizwert der Brennstoffe läßt sich ein Gesamtwirkungsgrad von Über 100 g erzielen. Bezogen auf den oberen Heizwert, ein nresamtwirkungsgrad von ca. 95 %. Da die aus dem Wärmetauscher austretenden Abgase trocken und damit säurefrei sind, bestehen weitere Vorteile der Erfindung darin, daß 1. keine Verrottung des Kamins möglich ist und 2. auch die Umwelt durch weniger Abgasemissionen bellstift wird.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten maßnahmen ist eine vorteilhafte Weiterbildung und Verbesserung sowie eine Vorrichtung zur Ausübung des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich. Insbesondere die in Anspruch 10 genannte Vorrichtung ist auch außerhalb des eingangs genannten Verfahrens anwendbar, beisuielsweise bei WRrmetauschern, die mit Wärmeträgern arbeiten, deren Zulaufteriperatur oberhalb des Taununktes liegt. Der Vorteil dieses auch für sich zu betrachtenden Gegenstandes besteht insbesondere darin, daß die Konvektion verbessernde, in den Rohren des Wärmetauschers angeordnete Spiralen gleichzeitig zur Reinigung der Rohre diene.
Auch für sich ist der Gegenstand des Anspruchs 12 zu betrachten.
Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vereinfacht in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.
Beschreibung der Erfindung Im Abgasrohr 1 eines von einem Brenner 2 befeuerten Kessels 3 sind Rohrblndelwärmetauscher 4 angeordnet. Diese Wärmetauscher 4 kühlen das Abgas auf unter dem TauDunkt liegende Temteraturen ab. In dem dargestellten Beispiel sind fÜnf Wärmetauscher hintereinander angeordnet Die die Wärmetauscher durchströmenden Wärmeträger werden vorzugsweise so gewahlt, daß die mit der höheren Zulauftemperatur als erstes von den heißen Abgasen durchströmt werden. So ist es denkbar, daß der erste Wärmetauscher 5 Wärme für die Gebäudeheizung liefert mit einer Eintrittstemperatur von ca. 50° C. Der nächste stromab gelegene Wärmetauscher 6 kann die Wärme fÜr eine Lüftungsanlage aufnehme mit einer Eintrittstemperatur von ca. 350 C. Der anschliessende Wärmetauscher 7 kann mit 280 C Eintrittstemseratur für eine Fußbodenheizung verwendet werden und der sich daran anschliessende Wärmetauscher 8 mit einer Eintrittstemneratur von 250 C rir die Aufheizung des Wassers eines Schwimmbads. Endlich kann ein sich daran anschliessender Wärmetauscher 9 Eintrittstemoeraturen mit 200 C Brauchwarmwasser oder sonstige niederere Temperaturen erforderliche Medien aufheizen.
Um einen besonders guten Wärmebergang zwischen Abgas und vom Abgas durchströmten Rohren 10 der Wärmetauscher 4 zu erhalten, sind in den Rohren 10 Spiralen 11 angeordnet, welche eine starkere Verwirbelungen der Abgase bewirken. Jedem Rohr 10 eines Wärmetauschers ist ein entsnrechendes Rohr eines anderen Wärmetauschers achsgleich zugeordnet. Hierdurch ist es möglich, entweder eine durchgehende Spirale fÜr alle Wärmetauscher zu verwenden oder die einzelnen Spiralen miteinander zu verbinden.
Die Spiralen 11 sind über Stäbe 12 mit einem Deckel 13 des Abgasrohres 1 verbunden, der in Achsrichtung der Rohre 10 in einem unmittelbar stromab der Wärmetauscher 4 im Abgasrohr 1 angeordneten Krümmer 14 vorgesehen ist. Bei Entfernen des Krümmers vom Abgasrohr werden über die Stäbe 12 die SDiralen 11 aus den Rohren 10 gezogen und bewirken dadurch eine Reinigung derselben von Rußteilen.
Das sich durch die Wärmetauscher bildende Kondensat wird in einem Sumpf 15 des Abgasrohres 1 gesammelt und zu einem Behälter 16 abgeleitet. Der Abschnitt des Abgasrohres, welcher die Wärmetauscher und diesen SumDf enthilt, ist vorzugsweise aus einem korrosionsbeständigen Material, insbesondere Edelstahl, hergestellt.
Den wirtschaftlichen Vorteil der Erfindung zeigt folgendes Zahlenbeistiel. Bei einem Kessel mit 7500 kcal/Nm3 ergibt sich bei einer Kesselgastemperatur von 1550 C und Kondensationstemneratur (Tautunkt) von 1020 C ein Wärmerückgewinn von 867 kcal/iim3.
Dies bedeutet einen Gesamtwärmerdrückgewinn von 11,56 .
Von der technischen Seite der Wärmerückgewinnung ist es vorteilhaft, wenn der Taununkt nicht zu niedrig ist. So ist der Taununkt von Erdgas-Abgasen mit 590 C relativ ungünstig.
Um diesen Taupunkt zu erhöhen, wird erfindungsgemäß in das Abgas stromauf des Wärmetauscher 4 ein entsprechendes Additiv über eine Vorrichtung 18 eingespritzt oder eingedampft. Hierdurch ist der Taupunkt auf den von Ölfeuerungsabgasen anhebbar.
L e e r s e i t e

Claims

Ansprüche 1. Verfahren zur teilweisen Rückgewinnung der Abraswärme von Verbrennungsanlagen mittels mindestens einem im Abgasstrom angeordneten Wärmetauscher, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Zulauftemperatur den Wärmeträgers im Wärmetauscher (4) die Abgase unter ihren Taupunkt abrekkühlt werden und das Keulensat abreleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlung stufenweise erfolgt.
3. verfahren nach Anspruch 1 sier 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Abgas stromab vom Wärmetauscher (4) ein Temperaturfühler angeerinet ist, der bei überschreiten der taupunkttemperatur die Federungsanlage (2) abschaltet.
4. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmetauscher (4) mindestens ein vom Rauchgas durchströmtes und vom Wärmeträger umstrümtes Bündel von Rohren (10) dient.
5. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Wärmetauscher (5, 6, 7, 8, 9) kaskadenartig hintereinander angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenzeichnet, daß die Kalsaftenmperatur den Wärmeträger unterdschiedlich ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die weiter stromab im Abgas angeordneten Tauscher (7, 8, 9) auch die geringere Zulauftemperatur aufweisen, als die weiter stromauf gelegelen Tauscher (5, 6).
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Wärmetauscherrohre in Strömungsrichten ansteirend angeordnet sind und daß das zurücksträmende Kondensat @@er einen Sammler (15, 16) ableitbar ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasleitung (1) stromab des Wärmetauschers (4) einer Krümmer (14) aufweist, der eine in Achsrichtung des Wärmetauschers (4) gelegene und durch einen Deckel (13) verschließbare Öffnung hat.
10. Vorrichtung insbesondere nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Deckel (13) Stäbe (12) angeordnet sind, die @@ die @@re @@@ des Wärmetauschers (4) ragende soiralenförmige Achschnitte aufweisen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der Spiralen geringfügig kleiner ist als der Rohrinnendurchmesser.
12. Verfahren oder Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Abgas stromauf des Wärmetauschers (11) ein den Taununkt änderndes Additiv beigegeben wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Additv eine Taupunkterhöhung bewirkt.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13 dadurch gekennzeichnet, daß das Addditiv eingespritzt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Additiv in Gasform (Dampft) eingeblasen wird.