DE29704487U1 - Heat recovery device for mounting on caravan heaters in caravans, mobile homes, yachts, residential and cargo ships, office and residential containers with temperature-controlled optimization of efficiency - Google Patents

Heat recovery device for mounting on caravan heaters in caravans, mobile homes, yachts, residential and cargo ships, office and residential containers with temperature-controlled optimization of efficiency

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DE29704487U1 DE29704487U DE29704487U DE29704487U1 DE 29704487 U1 DE29704487 U1 DE 29704487U1 DE 29704487 U DE29704487 U DE 29704487U DE 29704487 U DE29704487 U DE 29704487U DE 29704487 U1 DE29704487 U1 DE 29704487U1
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Description

Gerhart Siekmann - Mummstr. 3 - 42651 Solingen /12 191- &Ogr;1/- ^8^.7 Wärmerückgewinnungsgerät für Caravan-Heizungen Beschreibung Seite 1Gerhart Siekmann - Mummstr. 3 - 42651 Solingen /12 191- &Ogr; 1 /- ^8^.7 Heat recovery unit for caravan heaters Description Page 1

Stand' der TechnikState of the art

Ein Anwendungsbeispiel für Caravan-Heizungen ist in Figur 1 dargestellt, ;····· Grundriß Figur 2 und Heizungsansicht Figur 3. &iacgr;»&bgr; *·An application example for caravan heaters is shown in Figure 1, ;····· floor plan Figure 2 and heater view Figure 3. &iacgr;» &bgr; *·

Hier sind die im folgenden Text beschriebenen Verbesserungen durchgeführt worden. Den schematischen Aufbau einer Caravan-Heizung üblicher Bauart zeigt Figur 4. .The improvements described in the following text have been implemented here. The schematic structure of a standard caravan heater is shown in Figure 4.

Diese Heizungen bestehen aus dem Heizgerät mit- Gasflamme und einem flexib- "* * len Abgasrohr aus Edelstahl von 50-65 mm Durchmesser, das durch das Dach,These heaters consist of the heater with gas flame and a flexible stainless steel exhaust pipe of 50-65 mm diameter, which is led through the roof,

durch den Boden oder die Seitenwand nach außen geführt wird. &idigr; &idigr; !is led out through the floor or the side wall. &idigr;&idigr; !

Problem **'*»! Problem **'*»!

Das Abgas verläßt mit sehr Hohen Temperaturen von über 100 bis über 2000C das Abgasröhr,obwohl diese Heizung nur einen kleinen Raum auf nur 200C aufheizen solll Schon diese Zahlen zeigen das Mißverhältnis zwischen verbrauchter zu genutzter Energie (Wirkungsgrad). Und umweltfreundlich kann man dieee Heizungen auch nicht bezeichnen! Energievergeudung, Aufheizung und Abgasbelastung der Atmosphäre.The exhaust gas leaves the exhaust pipe at very high temperatures of over 100 to over 200 0 C, although this heater is only intended to heat a small room to just 20 0 C. These figures alone show the disproportion between the energy consumed and the energy used (efficiency). And these heaters cannot be described as environmentally friendly either! Wasted energy, heating and exhaust gas pollution of the atmosphere.

LösungSolution

Das problem wird wird durch das Wärmerückgewinnungsgerät mit den Schutzansprüchen 1-1-3 gelöst:The problem is solved by the heat recovery device with the protection claims 1-1-3:

Das Wärmerückgewinnungsgerät besteht aus dem Abgasrohr (1 ) , dem Gehäuse (2) welches das Abgasrohr umgibt, einer Anzahl Strömungsleitblechenii0a) bzw dot,) und einem Gebläse (8), bzw. einer Pumpe (9). J ' The heat recovery device consists of the exhaust pipe (1), the housing (2) which surrounds the exhaust pipe, a number of flow baffles (ii0a) or (dot,) and a fan (8) or a pump (9). J '

das heiöe Abgas/rohr O) gemäß Figur(5)wird über ein Axialgebläse (8) mit einem Luftstrom umspült, oder gemäß Figur 6 über eine Pumpe (9) mit einem Wasserstrom. Bei Betrieb des Systems mit Luft wird dem Abgasrohr Wärme entzogen und am Ausgang des Wärmerückgewinnungsgerätes (2) abgegeben, also ohne Verluste in den Aufenthaltsraum geblasen. Die aufgewärmte Luft hatte Temperaturen von 30 bis 6O0C. Das ist eine effektive "Zusatzheizung", gewonnen aus Abgaswärme.The hot exhaust gas/pipe (O) according to Figure (5) is flushed with an air stream via an axial fan (8) or with a water stream via a pump (9) according to Figure 6. When the system is operated with air, heat is extracted from the exhaust pipe and released at the outlet of the heat recovery device (2) , i.e. blown into the living room without any losses. The warmed air had temperatures of 30 to 60 0 C. This is an effective "additional heating" obtained from exhaust heat.

Bei ßetrieb des Systems mit Wasser wird das erwärmte Wasser über einen Radiator C12J an den Aufenthaltsraum abgegeben. Es läßt sich auf diese Weise Wärme in einen Nebenraum übertragen, der von der Primärheizung nicht erreicht wird, oder nur unzureichend versorgt wird.When the system is operated with water, the heated water is delivered to the living room via a radiator C12J. In this way, heat can be transferred to an adjacent room that is not reached by the primary heating system or is only inadequately supplied.

Der Luft- bzw. Wasserstrom soll das Abgasrohr möglichst intensiv umspulen. Deshalb sind im Wärmerückgewinnungsgerät Strömungsbleche für Luft(iOa) und für Wasser (10b) eingebaut. Die Öffnung (12a) bzw. (12b) ist als Schlitz ausgebildet und zwingt den Luft- bzw. Wasserstrom, das Abgasrohr (i) im Querstrom "zickzackförmig" zu umspühlen.The air or water flow should flow around the exhaust pipe as intensively as possible. This is why flow plates for air (iOa) and for water (10b) are installed in the heat recovery device. The opening (12a) or (12b) is designed as a slot and forces the air or water flow to flow around the exhaust pipe (i) in a cross-flow "zigzag shape".

Die Schlitzform hat zusätzlich den Vorteil, daß die Bleche bei bestehenden Anlagen nachträglich montiert werden können, ohne das Abgasrohr abzubauen.The slot shape also has the advantage that the sheets can be retrofitted to existing systems without removing the exhaust pipe.

Gerhart Siekmann - Mummstr.3 . 42651 Solingen A~i 2.9? OV 4-87·? Wärmerückgewinnungsgerät für Caravan-Heizungen
Beschreibung Seite 2Gerhart Siekmann - Mummstr.3 . 42651 Solingen A~i 2.9? OV 4-87·? Heat recovery unit for caravan heaters
Description Page 2

Erreichte VorteileBenefits achieved

An dem beschrieben Wohnmobil 7x3m wurden folgende Messungen und Beobachtungen gemacht:The following measurements and observations were made on the described 7x3m mobile home:

a) Der Flaschenwechsel einer 11 kg-Propangasflasche verlängerte sich bei winterlichen Temperaturen von 2-3 auf 4-6 Tage. Das läßt auf eine Gaserspar-' nis von 40-50% schließen. Diese Größenordnung wird auch von den folgenden Meßwerten bestätigt:a) Changing a 11 kg propane gas bottle increased from 2-3 to 4-6 days in winter temperatures. This suggests a gas saving of 40-50%. This magnitude is also confirmed by the following measured values:

b) Durchschnittswerte
Außentemperatur: - 50Cb) Average values
Outside temperature: - 5 0 C

Innentemperatur + 130C ohne WärmerückgewinnungIndoor temperature + 13 0 C without heat recovery

Innentemperatur + 200C mit Wärmerückgewinnung t #··Indoor temperature + 20 0 C with heat recovery t # ··

Differenz + 70C *.;».Difference + 7 0 C *.;».

Aufgewendete Energie 80 mA für Gebläsemotor ,,.Energy consumed 80 mA for fan motor ,,.

Diese bemerkenswerte Resultat läßt sich mit professionellem Gerät verbessern.This remarkable result can be improved with professional equipment.

Die am Austritt des Abgasrohres gemessenen Temperaturen betrugen bei minimaler Flamme 1180C, bei"Vollgas" mit 3,8 kW lagen Sie über 2000C, gemessen am 24.02.97. bei Außentemperatur + 80C. Das bedeutet, daß die kritischen Zustände im Abgasrohr, wie Abgasstau oder Kondensatbildung durch zu starke Abkühlung nicht auftraten.The temperatures measured at the outlet of the exhaust pipe were 118 0 C with a minimum flame, and at "full throttle" with 3.8 kW they were over 200 0 C, measured on February 24, 1997, at an outside temperature of + 8 0 C. This means that the critical conditions in the exhaust pipe, such as exhaust gas blockage or condensate formation due to excessive cooling, did not occur.

Optimierung der Wärmerückgewinnung erfolgt durch temperaturgesteuerte Luft- und Abgas-Steuerung.Heat recovery is optimized through temperature-controlled air and exhaust gas control.

Temperaturgesteuerte LuftströmungTemperature-controlled air flow

(im Abgasstrom)(in the exhaust gas stream)

Das Gebläse (8) bzw. die Pumpe (9) werden von einem am AbgasrohrVoefestigten Temperaturfühler bei fallender Temperatur abgeschaltet, bei steigender Temperatur eingeschaltet. Diese Steuerung bewirkt, daß dem Abgas soviel Wärme entzogen wird wie möglich, daß aber die kritischen Zustände nicht eimtreten.The fan (8) or the pump (9) are switched off when the temperature falls and switched on when the temperature rises by a temperature sensor attached to the exhaust pipe. This control ensures that as much heat as possible is removed from the exhaust gases, but that critical conditions do not occur.

Schaltung—JCircuit—J

Anstelle des Temperaturfühlers mit Ein-/Aus-Charakteristik wird eine Sensor-V eingebaut, die innerhalb des Ein-/Aus-Berei"chs die Gebläsedrehzahl kontinuierlich steuert. Und zwar wird bei steigender Abgastemperatur die Drehzahl kontinuierlich erhöht, bei Fallender Temperatur gesenkt.Instead of the temperature sensor with on/off characteristics, a sensor is installed that continuously controls the fan speed within the on/off range. The speed is continuously increased when the exhaust gas temperature rises and reduced when the temperature falls.

Temperaturgesteuerte AbgassteuerungTemperature-controlled exhaust gas control

Im Abgasrohr (1J wird ein Gebläse (13a) bzw. (13b) eingebaut, das von einem am Abgasrohr (im Abgasstrom) befestigten Temperaturfühler gesteuert wird. Bei fallender Abgastemperatur wird das Gebläse eingeschaltet, um einen zusätzlichen Auftrieb zu erzeugen, bei steigender Temperatur schaltet der Temperaturfühler wieder ab.A fan (13a) or (13b) is installed in the exhaust pipe (1J), which is controlled by a temperature sensor attached to the exhaust pipe (in the exhaust gas flow). When the exhaust gas temperature drops, the fan is switched on to generate additional lift; when the temperature rises, the temperature sensor switches off again.

Anstelle des Temperaturfühlers jit_Ei_N_-/Aus-_^:harakteristik wird eine Sensorsteuerung eingebaut, die innerhalb des Ein-Aus-Bereichs die Gebläsedrehzahl kontinuierlich steuert. Und zwar wird bei steigender Abgastemperatur die Drehzahl erhöht, bei sinkender Abgastemperatur gesenkt.Instead of the temperature sensor jit_Ei_N_-/Off-_^:characteristic, a sensor control is installed that continuously controls the fan speed within the on-off range. The speed is increased when the exhaust gas temperature rises and reduced when the exhaust gas temperature falls.

Das Ergebnis: das temperaturgesteuerte Gebläse im Abgasrohr hält den Auftrieb aufrecht und sichert die Zufuhr der Verbrennungsfrischluft, während das im Wärmerückgewinnungsgerät befindliche temperat.urgesteuerte Gebläse den Wärmeentzug bis nahe an die Grenze der Kondensatbildung treibt. Das Zusammenwirken beider Steuerungen bewirkt Optimierung des Wirkungsgrades.The result: the temperature-controlled fan in the exhaust pipe maintains the buoyancy and ensures the supply of fresh combustion air, while the temperature-controlled fan in the heat recovery unit drives the heat extraction close to the limit of condensate formation. The interaction of both controls optimizes the efficiency.

- 3 —- 3 —

Gerhart Siekmann - Mummstr. 3 - 42651 Solingen Al 29? OH Wärmerückgewinnungsgerät für Caravans Beschreibung Seite 3Gerhart Siekmann - Mummstr. 3 - 42651 Solingen Al 29? OH Heat recovery unit for caravans Description Page 3

Kombination aus Heizung und WärmerückgewinnungsgerätCombination of heating and heat recovery unit

Das der Heizung nachgeschaltete Wärmerückgewinnungsgerät kann bestehenden Heizungen nachgeschaltet werdenThe heat recovery device downstream of the heating system can be installed downstream of existing heating systems

Bei neuen Heizungen wird das Wärmerückgewinnungsgerät mit dem Heizungsgerät in einem gemeinsamen Gehäuse zusammen untergebracht. Eine Lösung zeigt Figur 7.In new heating systems, the heat recovery device is housed together with the heating device in a common housing. Figure 7 shows one solution.

Claims (12)

- daß das Abgasrohr (1) auf möglichst großer Länge von einem Gehäuse (2) umgeben ist,- that the exhaust pipe (1) is surrounded by a housing (2) over as long a length as possible, - daß zwischen dem Abgasrohr (1) und Gehäuse (2) ein Hohlraum (3) zur Aufnahme bzw. zum Durchströmen eines wärmeleitenden flüssigen oder gasförmigen Mediums vorhanden ist,- that between the exhaust pipe (1) and the housing (2) there is a cavity (3) for accommodating or for the flow through of a heat-conducting liquid or gaseous medium, - daß das Gehäuse an den Gehäuseenden mindestens eine Einlaßöffnung (4a und 4b) und mindestens eine Auslaßöffnung (5a und 5b) hat- that the housing has at least one inlet opening (4a and 4b) and at least one outlet opening (5a and 5b) at the housing ends 2. Wärmerückgewinnungsgerat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,2. Heat recovery device according to claim 1, characterized in that daß das wärmeleitende Medium gasförmig oder flüssig sein kann,that the heat-conducting medium can be gaseous or liquid, 3. Wärmerückgewinnungsgerat nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,3. Heat recovery device according to claim 1 and 2, characterized in that daßein Gebläse (8) oder eine Pumpe (9) an einer der Öffnungen angebracht ist,that a blower (8) or a pump (9) is attached to one of the openings, 4. Wärmerückgewinnungsgerat nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet,4. Heat recovery device according to claims 1-3, characterized in daß in dem.Gehäuse eine Anzahl Strömungsleitbleche (10a und 10b) stufenförmig und gegenüberliegend angeordnet sind,that a number of flow guide plates (10a and 10b) are arranged in steps and opposite one another in the housing, 5. Wärmerückgewinnungsgerat nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet,5. Heat recovery device according to claims 1-4, characterized in daß die Strömungsleitbleche mit einem Schlitz (12a und 12b) in der Breite des Abgasrohr-Durchmessers versehen sind,that the flow guide plates are provided with a slot (12a and 12b) in the width of the exhaust pipe diameter, 6. Wärmerückgewinnungsgerät nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet,6. Heat recovery device according to claims 1-5, characterized in daß der Wärmetauscher als Rohrbündel- oder Platten-Wärmetauscher ausgeführt wird,that the heat exchanger is designed as a tube bundle or plate heat exchanger , Gerhart Siekmann - Mummstr.3 - 42651 Solingen 42 IST-Wärmerückgewinnungsgerat für Caravanheizungen Schutzansprüche Seite 2Gerhart Siekmann - Mummstr.3 - 42651 Solingen 42 IST heat recovery device for caravan heating systems Protection claims Page 2 7. Wärmerückgewinnungsgerat nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet,7. Heat recovery device according to claims 1-6, characterized in daß Gebläse (8) und Pumpe (9) entfallen können, wenn der natürliche Auftrieb eine ausreichende Strömung bewirkt.that the blower (8) and pump (9) can be omitted if the natural buoyancy produces sufficient flow. 8. Wärmerückgewinnungsgerat nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (8) bzw. die Pumpe (9) von einem der Abgastemperatur ausgesetzten Temperaturfühler gesteuert wird.Und zwar innerhalb bestimmter Grenzen mit Ein-/Aus-Charakteristik.8. Heat recovery device according to claims 1-7, characterized in that the fan (8) or the pump (9) is controlled by a temperature sensor exposed to the exhaust gas temperature. Within certain limits with on/off characteristics. 9. Wärmerückgewinnungsgerat nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet,9. Heat recovery device according to claims 1-8, characterized in daß das Gebläse (13a) bzw. (13b) von einem der Abgastemperatur ausgesetzten Temperaturfühler gesteuert wird. Und zwar innerhalb bestimmter Grenzen mit Ein-/Aus-Charakteristik.that the fan (13a) or (13b) is controlled by a temperature sensor exposed to the exhaust gas temperature. Within certain limits, with on/off characteristics. 10.Wärmerückgewinnungsgerat nach Anspruch 9, · dadurch gekennzeichnet,10.Heat recovery device according to claim 9, characterized in that daß der Elektromotor des Gebläses (13a) und (13b) außerhalb des heißen Abgases angebracht ist, z.B. auf dem Kamindach oder seitlich am Abgasrohr mit Kegelradantrieb (Ohne Zeichnung),that the electric motor of the fan (13a) and (13b) is installed outside the hot exhaust gas, e.g. on the chimney roof or on the side of the exhaust pipe with bevel gear drive (no drawing), 11.Wärmerückgewinnungsgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,11.Heat recovery device according to claim 8, characterized in daß der Temperaturfühler ersetzt wird durch' eine Temperatur-Sensor-Schaltung,welche die Gebläsedrehzahl zwischen zwei Grenzwerten kontinuierlich steuert, und zwar wird die Gebläsedrehzahl bei steigender Abgastemperatur erhöht, bei fallender Abgastemperatur gesenkt.that the temperature sensor is replaced by a temperature sensor circuit which continuously controls the fan speed between two limit values, namely the fan speed is increased when the exhaust gas temperature rises and reduced when the exhaust gas temperature falls. 12.Wärmerückgewinnungsgerat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,12.Heat recovery device according to claim 9, characterized in daß das Gebläse (13a) bzw. (13b) statt von einem Temperaturfühle von einer Temperatur-Sensor-Schaltung kontinuierlich zwischen zwei Grenzwerten gesteuert wird, und zwar wird die Gebläsedrehzahl bei steigenden Abgastemperaturen erhöht, bei sinkenden Temperaturen gesenkt.that the fan (13a) or (13b) is controlled continuously between two limit values by a temperature sensor circuit instead of a temperature sensor, namely the fan speed is increased when the exhaust gas temperatures rise and reduced when the temperatures fall.
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