DE2952063A1 - Exhaust gas heat utilisation room heating system - measures gas temperature, and regulates exchanger medium temperature for min. gas temperature - Google Patents
Exhaust gas heat utilisation room heating system - measures gas temperature, and regulates exchanger medium temperature for min. gas temperatureInfo
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Abstract
Description
Verfahren und Vorrichtung zur Ausnutzung der Wärme im Ab-Method and device for utilizing the heat in waste
gas aus einem oder mehreren Prozeßbereichen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausnutzung der Wärme im Abgas von einem oder mehreren insbesondere nur diskontinuierlich arbeitenden Prozeßbereichen durch Wärmetausch. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit wenigstens einem Wärmetauscher im Abgaskanal eines Prozeßbereiches, insbesondere Ofens.gas from one or more process areas The invention relates to a method of utilizing the heat in the exhaust gas from one or more in particular only discontinuously working process areas through heat exchange. The invention also relates to an apparatus for performing the method with at least one Heat exchanger in the exhaust gas duct of a process area, in particular an oven.
Bei verschiedenen Verfahren der industriellen Technik fallen internittierend oder diskontinuierlich Prozeß-, Rest- oder Abgase an, deren Temperatur während der Durchführung des Prozesses nicht konstant zu sein braucht, sondern in regelmäßigen oder unregelmäßigen zeitlichen Abständen schwanken kann. In solchen Fällen ist die Ausnutzung oder Gewinnung der in den heißen Gasen enthaltenen Wärmeenergie problematisch, weil die Zeiten, in denen Wärmeenergie anfällt, in der Regel nicht bekannt und auch nicht vorherbestimmbar sind. Das gilt auch dann, wenn in mehreren, unabhängig voneinander arbeitenden Prozeßbereichen diskontiernuierlich Abgaswärme anfällt. Soll die Abgaswärme von mehreren derartigen Prozeßbereichen ausgenutzt werden, dann kommt hinzu, daß die Qualität dieser Abgaswärme, d.h. die Temperatur der Abgase der einzelnen Prozeßbereiche unterschied- lich ist, wobei im Einzelfall die Ausnutzung vorhandener Wärmeenergie z.B. wegen zu niedriger oder zu hoher Temperatur insbesondere für Prozeß zwecke und für Raumheizung nicht möglich ist.In various processes of industrial technology, internitting is an issue or discontinuously process, residual or exhaust gases whose temperature during the Implementation of the process does not need to be constant, but on a regular basis or at irregular intervals. In such cases the Exploitation or extraction of the thermal energy contained in the hot gases is problematic, because the times in which thermal energy is generated are usually not known and also are not predictable. This also applies when in several, independently of each other working process areas accumulates discounted exhaust gas heat. Should the exhaust heat are used by several such process areas, then there is the fact that the quality of this exhaust gas heat, i.e. the temperature of the exhaust gases in the individual process areas difference- Lich is, whereby in individual cases the exploitation of existing ones Thermal energy e.g. due to too low or too high temperature, especially for the process purposes and space heating is not possible.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung der beschriebenen Gattung anzugeben, mit dem diskontinuierlich anfallende Wärmeenergie auch unterschiedlicher Qualität nutzbringend, insbesondere zur Raumheizung aufbereitet werden kann.The object of the invention is to provide a method and an apparatus of Specify the type described, with the discontinuous thermal energy also useful for different quality, especially prepared for space heating can be.
Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung dadurch gelöst, daß die Temperatur des Abgases gemessen wird und danach der Durchfluß des Wärmetauschermediums im Hinblick auf eine vorgegebene minimale Abgas temperatur geregelt wird und daß die Temperatur des mit der Abgaswärme aus einem oder mehreren Prozeßbereichen aufgeheizten Wärmetauschermediums durch Zuführen von kaltem Wärmetauschermedium auf eine vorgegebene maximale Temperatur eingestellt wird.This task is performed in the method of the type described at the beginning solved in that the temperature of the exhaust gas is measured and then the flow of the heat exchanger medium with regard to a predetermined minimum exhaust gas temperature is regulated and that the temperature of the exhaust gas heat from one or more Process areas heated heat exchanger medium by supplying cold heat exchanger medium is set to a predetermined maximum temperature.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit wenigstens einem Wärmetauscher im Abgaskanal eines Prozeßbereiches, insbesondere Ofens, ist gekennzeichnet durch einen Abgastemperatur-Regelkreis mit einer Sollwerteingabe, einem Temperaturmeßfühler im Abgaskanal und mit einem regelbaren Absperrorgan im Sekundärkreislauf des Wärmetauschers als Stellglied und durch einen WArmetauschermediumtemperatur-Regelkreis mit einer Sollwerteingabe, einem Temperaturmeßfühler in einer vom Wärmetauscher ausgehenden Leistung und mit einem regelbaren Absperrorgan in einer in diese Leitung mündenden Anschlußleitung für kaltes Wärmetauschermedium.An apparatus for performing the method with at least one Heat exchangers in the exhaust gas duct of a process area, in particular an oven, are identified by an exhaust gas temperature control circuit with a setpoint input, a temperature sensor in the exhaust duct and with an adjustable shut-off device in the secondary circuit of the heat exchanger as an actuator and by a heat exchanger medium temperature control circuit with a Setpoint input, a temperature sensor in an outgoing from the heat exchanger Power and with an adjustable shut-off device in one opening into this line Connection line for cold heat exchanger medium.
Erfindungsgemäß wird die im Abgase eines Prozeßbereichs, insbesondere Ofens vorhandene Wärmeenergie unter Berücksichtigung einer für den Betrieb des Ofens aufrechtzu- erhaltenden Minimaltemperatur des Abgases weitgehend ausgenutzt und an das Wärmetauschermedium, das nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung Luft ist, übertragen, indem die Zufuhr des Wärmetauschermediums zum Wärmetauscher von einem Regelkreis nach Maßgabe der Differenz zwischen Soll- und Istwert der Abgastemperatur geregelt wird. Es versteht sich, daß bei höheren Abgastemperaturen auch die Austrittstemperatur des Wärmetauschermediums aus dem Wärmetauscher höher sein kann als bei geringeren Abgastemperaturen. Jedenfalls wird das aufgeheizte Wärmetauschermedium, insbesondere Luft, anschließend dadurch auf die für den vorgesehenen Zweck, insbesondere Raumheizung, geeignete Temperatur gebracht, daß nach Maßgabe der Differenz zwischen einem Sollwert und dem Istwert der Temperatur des aufgeheizten Wärmetauschermediums ein kaltes Wärmetauschermedium, insbesondere kalte Luft, zugeführt wird. Anschließend kann das so temperierte Wärmetauschermedium dem vorgesehenen Zweck, insbesondere der Raumheizung, zugeführt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren funktioniert unabhängig von der Anzahl der vorgeschalteten Prozeßbereiche, weil jeder Preozeßbereich, insbesondere Ofen, unabhängig vom anderen im Hinblick auf minimale Abgastemperaturen geregelt wird und die von den einzelnen Preozeßbereichen zu unterschiedlichen Zeiten und mit unterschiedlichen Qualitäten entnommenen Wärmeenergiemengen vor ihrer eigentlichen Verwendung in einen für den vorgesehenen Verbrauch geeigneten Zustand gebracht werden. Sind mehrere Wärmetauscher (in mehreren Prozeßbereichen) vorhanden, dann empfiehlt es sich, die von den Wärmetauschern ausgehenden Leitungen vor der Anschlußleitung für das kalte Wärmetauschermedium in eine gemeinsame Leitung zu überführen. In dieser gemeinsamen Leitung finden bereits Mischvorgänge und ggf. ein Temperaturausgleich statt, so daß die spätere Zufuhr von kaltem Wärmetauschermedium auf ein Minimum beschränkt bleibt.According to the invention, in the exhaust gases of a process area, in particular Heat energy available in the furnace, taking into account the amount of heat required to operate the furnace to maintain maintaining the minimum temperature of the exhaust gas to a large extent exploited and to the heat exchanger medium, according to the preferred embodiment of the invention is transmitted by the supply of the heat exchange medium to the air Heat exchanger from a control circuit in accordance with the difference between the target and Actual value of the exhaust gas temperature is regulated. It goes without saying that at higher exhaust gas temperatures the outlet temperature of the heat exchanger medium from the heat exchanger is also higher can be than at lower exhaust gas temperatures. Anyway, that will be heated Heat exchange medium, in particular air, then to the intended for the Purpose, especially space heating, brought suitable temperature that according to the measure the difference between a setpoint and the actual value of the temperature of the heated A cold heat exchanger medium, in particular cold air, is supplied to the heat exchanger medium will. The heat exchanger medium thus tempered can then be used as the intended Purpose, especially space heating, are supplied. The inventive method works regardless of the number of upstream process areas because each pre-process area, in particular oven, is independent of the other with regard to minimum exhaust gas temperatures is regulated and that of the individual pre-process areas Amounts of thermal energy extracted at different times and with different qualities before their actual use in a suitable one for the intended consumption State to be brought. Are several heat exchangers (in several process areas) then it is advisable to use the lines from the heat exchangers in front of the connection line for the cold heat exchanger medium in a common line to convict. Mixing processes and possibly a temperature equalization takes place, so that the later supply of cold heat exchanger medium is kept to a minimum.
Mit Rücksicht auf die Mischvorgänge in der gemeinsamen Leitung sollte der Temperaturmeßfühler des Wärmetauschermediumtemperatur-Regelkreises in Strömungsrichtung hinter der Mündung in der Anschlußleitung angeordnet sein. Das ermöglicht eine feinfühligere Regelung, weil die Temperatur zwischen Soll- und Istwert dann sehr klein wird.With regard to the mixing processes in the joint management the temperature sensor of the heat exchanger medium temperature control circuit should be in Direction of flow be arranged behind the mouth in the connecting line. That enables a more sensitive control because the temperature is between the setpoint and the actual value then becomes very small.
Die durch Mischung der von verschiedenen Wärmetauschern kommenden Wärmetauschermedien wird noch dadurch verbessert, daß zwischen der Mündung der Anschlußleitung und dem Temperaturmeßfühler eine Pumpe geschaltet ist, die gleichzeitig auch die Wärmetauschermedien fördert.Mixing those coming from different heat exchangers Heat exchanger media is further improved by the fact that between the mouth of the connecting line and a pump is connected to the temperature sensor, which at the same time also has the Promotes heat exchanger media.
Wird als Wärmetauschermedium Luft eingesetzt, dann ist die Pumpe ein Gebläse, das Kaltluft in den Sekundärkreislauf des oder der Wärmetauscher einsaugt und die aufgeheizte und temperierte Luft in den zu beheizenden Raum bläst.If air is used as the heat exchange medium, the pump is on Fan that draws cold air into the secondary circuit of the heat exchanger (s) and blows the heated and tempered air into the room to be heated.
Da auch eine Raumheizung nicht jederzeit erforderlich ist, wird zweckmäßig an die gemeinsame Warmluftleitung in Strömungsrichtung vor dem Raum eine Zweigleitung angeschlossen, wobei ein Raumtemperatur-Regelkreis mit einer Sollwerteingabe, einem Temperaturmeßfühler im Raum und mit einem regelbaren Absperrorgan in der Zweigleitung vorgesehen wird. Wird keine Raumheizung benötigt, kann die zur Verfügung stehende Warmluft für andere Zwecke verwendet werden.Since room heating is not necessary at all times, it becomes useful a branch pipe to the common hot air pipe in the direction of flow in front of the room connected, whereby a room temperature control circuit with a setpoint input, a Temperature sensor in the room and with an adjustable shut-off device in the branch line is provided. If no space heating is required, the available Warm air can be used for other purposes.
Im Folgenden wird ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel erläutert; es zeigt die einzige Figur in schematischer Darstellung und nach Art eines Blockschaltbildes die Ausnutzung der Abgaswärme von zwei Ofen zur Raumheizung mit Warmluft.An exemplary embodiment shown in the drawing is described below explained; it shows the single figure in a schematic representation and according to Art a block diagram showing the utilization of the exhaust gas heat from two ovens for space heating with warm air.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Ofen 1, 2 vorhanden. Es kann aber auch bloß ein Ofen oder es können mehrere Ofen vorhanden sein. Die beiden Ofen 1, 2 sind beim dargestellten Ausführungsbeispiel identisch aufgebaut, so daß es genügt, nur einen Ofen zu beschreiben. Die beiden Öfen 1, 2 werden jedoch diskontinuierlich betrieben, können zu verschiedenen Zeiten arbeiten und liefern Abgase mit unterschiedlichen Temperaturen.In the illustrated embodiment, two ovens 1, 2 are available. However, there can also be just one furnace or there can be several furnaces. the two ovens 1, 2 are in the illustrated embodiment identical so that it is sufficient to describe only one furnace. The two ovens 1, 2 however, are operated discontinuously, can work at different times and deliver exhaust gases with different temperatures.
Jedem Ofen ist ein Abgas kamin 3 mit Wärmetauscher 4 zugeordnet. Als Wärmetauschermedium dient Luft, die als Kaltluft bei 5 in eine Ansaugleitung 6 angesaugt wird.An exhaust chimney 3 with heat exchanger 4 is assigned to each furnace. as The heat exchange medium is air, which is drawn into an intake line 6 as cold air at 5 will.
In der Ansaugleitung 6 befindet sich ein regelbares Absperrorgan 7, beim dargestellten Ausführungsbeispiel eine Klappe, das in einen Regelkreis 8 mit Sollwerteingabe 9 geschaltet ist. Zu dem Regelkreis 8 gehört ein Temperaturmeßfühler 10 im Abgaskamin 3. Der Regelkreis ist so eingestellt-, daß im Abgaskamin 3 eine vorgegebene minimale Abgastemperatur gehalten wird. Dementsprechend wird bei geringeren Abgastemperaturen weniger Kaltluft und bei höheren Abgastemperaturen mehr Kaltluft angesaugt und durch den Wärmetauscher 4 geführt.In the suction line 6 there is an adjustable shut-off element 7, in the illustrated embodiment, a flap that is in a control loop 8 with Setpoint input 9 is switched. A temperature sensor belongs to the control circuit 8 10 in the exhaust chimney 3. The control circuit is set so that in the exhaust chimney 3 a predetermined minimum exhaust gas temperature is maintained. Accordingly, with lower Exhaust gas temperatures less cold air and at higher exhaust gas temperatures more cold air sucked in and passed through the heat exchanger 4.
Die durch den Sekundärkreislauf 11 des Wärmetauschers 4 geführte und dort aufgeheizte Luft gelangt in eine an den Wärmetauscher 4 anschließende Leitung 12 und von dort in eine weiterführende Leitung 13, in die auch die entsprechende, vom Wärmetauscher des anderen Ofens 1 bzw. von Wärmetauschern anderer Prozeßbereiche ausgehnde Leitungen münden. In der weiterführenden Leitung 13 ist ein Gebläse 14 angeordnet, das die zum Ansaugen der Kaltluft erforderliche Leistung aufbringt und die aufgeheizte Luft zu einem oder mehreren Räumen 15 bläst, die mit der aufgehiezten Luft direkt oder indirekt beheizt werden.The guided through the secondary circuit 11 of the heat exchanger 4 and Air heated there reaches a line connected to the heat exchanger 4 12 and from there into a further line 13, into which the corresponding, from the heat exchanger of the other furnace 1 or from heat exchangers in other process areas outgoing lines open. A fan 14 is located in the continuing line 13 arranged, which applies the power required to suck in the cold air and the heated air blows to one or more rooms 15 that correspond to the heated air Air can be heated directly or indirectly.
Da die Temperatur der aufgeheizten Luft in der weiterführenden Leitung 13 sich nach Maßgabe des Betriebszustandes der Ofen 1, 2 sowie weiterer Prozeßbereiche im Laufe der Zeit ändert, wird sie im Hinblick auf den vorgesehenen Verbrauchs zweck, hier die Raumheizung, temperiert, und zwar dadurch, daß hinter dem Gebläse 14 in der Leitung 13 ein Temperaturmeßfühler 16 angeordnet ist, der zu einem Regelkreis 17 mit Sollwerteingabe 18 gehört. Diesem Regelkreis 17 ist als Stellglied ein regelbares Absperrorgan 19, beim dargestellten Ausführungsbeispiel wiederum eine Klappe, zugeordnet, das in einer Anschlußleitung 20 angeordnet ist, die in Strömungsrichtung vor dem Gebläse 14 in die weiterführende Leitung 13 mündet. Durch die Anschlußleitung 20 wird nach Maßgabe der Einstellung des Absperrorgans 19 Kaltluft angesaugt, die sich mit der erwärmten Luft aus den Wärmetauschern 4 vermischt, so daß die den Ventilator 14 verlassende Luft eine dem vorgegebenen Verbrauchs zweck entsprechende Temperatur aufweist. Sollte die erwärmte Luft zur direkten Raumheizung verwendet werden, dann entspricht der Temperaturwert der Sollwerteingabe 18 der Raumtemperatur.Because the temperature of the heated air in the downstream line 13 depending on the operating status of the furnace 1, 2 and other process areas Changes over time, it will be in terms of the provided Consumption purpose, here the room heating, tempered, by the fact that behind the fan 14 in the line 13, a temperature sensor 16 is arranged, the belongs to a control circuit 17 with setpoint input 18. This control loop 17 is as Actuator a controllable shut-off device 19, in the illustrated embodiment in turn a flap, assigned, which is arranged in a connection line 20, which opens into the continuing line 13 upstream of the fan 14 in the direction of flow. Through the connection line 20 is in accordance with the setting of the shut-off device 19 Cold air is sucked in, which dissolves with the heated air from the heat exchangers 4 mixed, so that the air leaving the fan 14 is a given consumption has the appropriate temperature. Should the heated air for direct space heating are used, then the temperature value of the setpoint input 18 corresponds to Room temperature.
Da eine Beizung des oder der Räume 15 nicht immer erforderlich ist, schließt an die weiterführende Leitung 13 vor den Räumen 15 eine Zweigleitung 21 mit einem regelbaren Absperrorgan 22 an. Das regelbare Absperrorgan 22, beim dargestellten Ausführungsbeispiel wiederum eine Klappe, ist als Stellglied in einen Regelkreis 23 mit einer Sollwerteingabe 24 und einem in dem oder den Räumen 15 befindlichen Temperaturmeßfühler 25 geschaltet.Since it is not always necessary to pickle the room or rooms 15, connects a branch line 21 to the continuing line 13 in front of the rooms 15 with an adjustable shut-off device 22. The adjustable shut-off device 22 in the illustrated Embodiment again a flap is used as an actuator in a control loop 23 with a setpoint input 24 and one located in the room or rooms 15 Temperature sensor 25 switched.
Wenn der Temperaturmeßfühler 25 in den Räumen 15 eine höhere Temperatur anzeigt als der Sollwerteingabe 24 entspricht, wird das Absperrorgan 22 geöffnet und die Warmluft kann durch die Zweigleitung 21 zu ggf. anderer Verwendung abfließen.If the temperature sensor 25 in the rooms 15 has a higher temperature than corresponds to the setpoint input 24, the shut-off device 22 is opened and the warm air can flow out through the branch line 21 for possibly other use.
Die Anordnung und Schaltung der Regelkreise gewährleistet stets einen optimalen Betrieb mit minimaler Abgastemperatur in den Abgaskaminen der verschiedenen Ofen bzw. Prozeßbereiche und gleichzeitig die Lieferung von Warmluft in einer für Raumheizung geeigneten Temperatur.The arrangement and switching of the control loops always guarantees one optimal operation with minimum flue gas temperature in the chimneys of the various Furnace or process areas and at the same time the supply of hot air at a temperature suitable for space heating.
L e e r s e i t eL e r s e i t e
Claims (7)
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DE19792952063 DE2952063A1 (en) | 1979-12-22 | 1979-12-22 | Exhaust gas heat utilisation room heating system - measures gas temperature, and regulates exchanger medium temperature for min. gas temperature |
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DE2952063A1 true DE2952063A1 (en) | 1981-07-02 |
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DE19792952063 Withdrawn DE2952063A1 (en) | 1979-12-22 | 1979-12-22 | Exhaust gas heat utilisation room heating system - measures gas temperature, and regulates exchanger medium temperature for min. gas temperature |
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Legal Events
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: KLOECKNER GEFI KG, INDUSTRIELLE WAERMETECHNIK, 415 |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |