DE3010343A1

DE3010343A1 - Verfahren zur waermerueckgewinnung aus rauchgasen

Info

Publication number: DE3010343A1
Application number: DE19803010343
Authority: DE
Inventors: Erich Pöhlmann; Christian Dipl.-Ing. 8650 Kulmbach Schneider
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-03-18
Filing date: 1980-03-18
Publication date: 1981-09-24
Also published as: DE3010343C2

Description

" Verfahren zur Wärmerückgewinnung aus Rauchgasen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmerückgewinnung aus Rauchgasen. Die bei den Verbrennungsvorgängen in Wärmeerzeugern zum Beispiel in öl- oder gasbefeuerten Kesselanlagen entstehenden Rauchgase führen bei der Verbrennung gebildetes Wasser in Form von Dampf mit sich und durch den Schornstein in die Umgebung ab. Dies bedeutet, daß die Rauchgase bei den üblichen Schornsteinkonstruktionen mit einer minimalen Temperatur in diese eingeleitet werden müssen, die bei etwa 1700 C liegt, damit eine Kondensation des Dampfes im Schornstein vermieden wird. Insbesondere bei ölfbefeuerten Kesselanlagen würden bei einer solchen Kondensation die sich mit dem Wasserdampf bildende Schwefelsäure sehr schnell zu einer Versottung des Schornsteines führen.
Die im Wasserdampf noch vorhandene latente Wärme wird also nicht genutzt. Die Verlustwärme kann dabei definiert werden, als Differenz zwischen dem oberen Heizwert Ho (Brennwert) und dem unteren Heizwert Hu Die Differenz zwischen Ho und Hu ist der Betrag der ungenutzten Verdampfungswärme des in den Rauchgasen in Form von Dampf enthaltenen Wassers.
Es ist nun grundsätzlich möglich, die Rauchgase unter den Taupunkt abzukühlen und die zurückgewonnene Wärme dem Heizungssystem nutzbar zuzuführen. Es sind hier bereits sogenannte Rauchgaswärmetauscher bekannt, in welchen als Wärmetauschmedium üblicherweise das Rücklaufwasser von Warmwasserheizungen verwendet wird. Da die Temperatur der Rauchgase hier auf etwa 60 bis 700 C absinkt, können sie nicht mehr problemlos in den Schornstein eingeleitet werden. Es wurde eingangs gesagt, daß zur Vermeidung einer Kondensation der Rauchgase im Schornstein eine Mindesttemperatur von etwa 1700 C nötig ist.
Nach einem anderen bekannten Verfahren werden die zu hundert Prozent gesättigten Rauchgase durch Beimischen eines Teiles der heißen Rauchgase wieder hochgeheizt und damit getrocknet. Die hierfür notwendige Energie wird aber den heißen Rauchgasen entzogen und kann damit nicht mehr in anderer Weise genutzt werden.
DerErfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Mittel und Wege aufzuzeigen, wie die in den Rauchgasen noch enthaltene, bisher ungenutzte oder nur unter Inkaufnahme von anderen Nachteilen genutzte Energie in praktisch vollem Umfange zurückgewonnen und dem Heizungssystem nutzbar zugeführt werden kann.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Wärmerückgewinnung aus Rauchgasen mittels einer Wärmepumpe, bei welchen in einer Wärmepumpenanordnung aus Wärmeerzeuger, Verdampfer und Wärmetauscher die Rauchgase eines als Wärmeerzeuger dienenden, direkt befeuerten Kessels vor Einführung in den Schornstein zunächst unter die Umgebungstemperatur abgekühlt und anschließend durch Umweltwärme wieder auf Umgebungstemperatur aufgeheizt werden.
Da die Schornsteinwandung nicht kälter sein kann als die Außenluft wird die vorbeschriebene schädliche Nachkondensation im Schornstein mit Sicherheit vermieden.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens werden zwei Wärmetauscher eingesetzt, wobei im ersten Wärmetauscher den heißen Rauchgasen ein Teil ihrer Wärme entzogen und dem Rücklaufwasser der Warmwasserheizung des Heizungssystems zugeführt wird, während im zweiten mit dem verdampften Kältemittel beaufschlagten Teil des Wärmetauschers die Rauchgase bis fast auf Verdampfungstemperatur abgekühlt werden können.
Weitere Merkmale der Erfindung und Einzelheiten der durch dieselbe erzielten Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer in der beigefügten Zeichnung rein schematisch dargestellten Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Der ganzen als zu s Absorptionswärmepumpe 1 arbeitenden Anordnung wird die Energie Qi zugeführt. Aus der zur Verfügung stehenden Umweltwärmequelle, hier der Außenluft 2, entzieht die Wärmepumpe 1 in einem Wärmetauscher 3 Umweltenergie Qol.
Die zum Heizen abgegebene Nutzwärme QN setzt sich folglich aus den zugeführten Energien Qi und Qo1 abzüglich der Ver-1 Ol lustwärme Q zusammen.
In dem gewählten Beispiel wird die in Verlustwärme QV enthaltene Verdampfungswärme und auch die sensible Wärme in einem Wärmetauscher 4, 4' durch Abkühlung der Rauchgase unter den Taupunkt und unter die Umgebungstemperatur der Wärmepumpe 1 als Wärmemenge Q02 und Q021 wieder zugeführt.
Die abgekühlten Rauchgase werden anschließend durch die Wandungen der rauchgasführenden Teile 5 durch Zufuhr der Umweltwärme QK1 nacherwärmt, ebenso kann auch eine Nacherwärmung durch Beimischen von Umgebungsluft und damit einer Zufuhr der Wärme QK2 erfolgen.
Gegebenenfalls kann, da die kälteren Rauchgase nun keinen eigenen Auftrieb mehr haben, zur Förderung derselben über den Schornstein ins Freie ein kleines Rauchgasgebläse 6 vorgesehen sein.

Claims

" Verfahren zur Wärmerückgewinnung aus Rauchgasen Patentansprüche Verfahren zur Wärmerückgewinnung aus Rauchgasen mittels einer Wärmepumpe, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Wärmepumpenanordnung aus Wärmeerzeuger, Verdampfer und Wärmetauscher die Rauchgase eines als Wärmeerzeuger dienenden, direkt befeuerten Kessels vor Einführung in den Schornstein zunächst unter die Umgebungstemperatur abgekühlt und anschließend durch Umweltwärme wieder auf Umgebungstemperatur aufgeheizt werden.
2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Wärmetauscher eingesetzt werden, wobei im ersten Wärmetauscher den heißen Rauchgasen ein Teil ihrer Wärme entzogen und dem Rücklaufwasser der Warmwasserheizung des Heizungssystems zugeführt wird, während im zweiten mit dem verdampften Kältemittel beaufschlagten Teil des Wärmetauschers die Rauchgase bis fast auf Verdampfungstemperatur abgekühlt werden.