DE3244895A1 - Verfahren zur reduzierung der taupunkttemperatur der abgase eines brennstoffbetriebenen heizkessels - Google Patents

Description

• Verfahren zur Reduzierung der Taupunkttemperatur der Abgase ei-
• nes brennstoffbetriebenen Heizkessels Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung der Taupunkttemperatur der Abgase eines brennstoffbetriebenen Heizkessels, bei dem die Heizgase nach der Durchströmung der im Heizkessel befindlichen Heizgaswege als Abgase durch einen Kondensator geleitet werden.
• Bei der Verfeuerung von Brennstoffen in Heizkesseln bilden sich heiße Heizgase, die zum Schornstein hin abströmen. Auf ihrem Weg zum Schornstein passieren die Heizgase innerhalb des Kessels angeordnete Warmetauscherflächen, wo sie ihre Warme an für Heizzwecke oder dergleichen nutzbare Wärmeträger abgeben. Die mehr oder weniger nicht mehr ausgenutzten Heizgase strömen danach schließlich als Abgase in den Schornstein ab. In Abhängigkeit vom Teildruck des Wasserdampfes in den Abgasen ist eine bestimmte Wasserdampf-Taupunkttemperatur gegeben. Die aus dem Heizkessel abströmenden Abgase weisen noch verhältnismäßig hohe Temperaturen auf. Werden solche Abgase über Flächen geleitet, deren Temperaturen kleiner als die Taupunkttem peratur der Abgase ist, kommt es zu einem teilweisen Ausscheiden von Wasserdampf, der sich als Wasser an den Flächen absetzt. Die dabei freiwerdende Verdampfungswärme kann nutzbar gemacht werden, weshalb die noch verhältnismäßig hohe Temperatur aufweisenden Abgase über einen Kondensator geleitet werden. Die schließlich aus dem Kondensator ab strömenden Abgase weisen jedoch eine geringere Temperatur auf, so daß die Differenz zwischen der Abgastemperatur und der Taupunkttemperatur sehr klein wird.
• Dadurch kann es in den nachgeschalteten Abgaswegen, zum Kamin bzw. Schornstein, z. B. bei schlechter Isolation und/oder großen Massen der Wände, leicht zur Bildung von Schwitzwasser kommen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Reduzierung der Bildung solchen Schwitzwassers zu erreichen.
• Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst worden, daß das Abgas nach seinem Austritt aus dem Eondensator auf eine höhere Temperatur aufgeheizt wird.
• Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird die Differenz zwischen der Temperatur der aus dem Kondensator abströmenden Abgase und ihrer Taupunkttemperatur wieder vergrößert, so daß die Schwitzwasserbildung in nachgeschalteten Abgaswegen reduziert wird.
• Nach einer Weiterbildung kann die erfindungsgemäße Abgastemperaturerhöhung in vorteilhafter Weise dadurch erreicht werden, daß für die Aufheizung der Abgase ein vom Heizgasweg des Kessels abgezweigter Heizgasteilstrom verwendet wird.
• Von den Heizgaswegen kann an geeigneter Stelle der Heizgasteilstrom mit hoher Temperatur abgezweigt und zur Erwärmung der vom Kondensator abströmenden Abgase genutzt werden.
• Eine vorteilhafte Möglichkeit zur Aufheizung der Abgase ist dadurch gegeben, daß der Heizgasteilstrom über eine Bypaasleitung den Abgasen beigemischt wird. Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die Aufheizung der Abgase mit geringem baulichen Aufwand realisierbar ist. Allerdings erhöht sich die Taupunkttemperatur der Abgase geringfügig, weil noch nicht entfeuchtetes Heizgas beigemischt wird. Die Temperatur des beizumischenden Heizgases sollte deshalb möglichst hoch sein, was durch Abzweigung in geeigneten Bereichen von den Heizgaswegen erfolgen kann.
• Nach einer anderen Weiterbildung kann die Aufheizung der Abgase auch dadurch vorgenommen werden, daß der abgezweigte Heizgasteilstrom durch einen von den Abgasen durchströmten Wärmetauscher geleitet wird und daß der Heizgasteilstrom vom Wärmetauscher aus wieder in den Heizgasweg zurückgeleitet wird.
• Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß sich der absolute Feuchtigkeitsgehalt und damit die Taupunkttemperatur des Abgases nicht verändert. Der für den rekuperativen Wärmetauscher notwendige Bauaufwand ist gegenüber einer einfachen Beimischung über eine Bypasaleitung jedoch höher.
• Eine Reduzierung der Schwitzwasserbildung in den Abgaswegen kann auch noch dadurch erreicht werden, daß dem Abgasstrom zwischen der Kesseloberfläche und einer äußeren Kesselverkleidung strömende Raumluft beigemischt wird. Die aus dem Kondensator abströmenden Abgase werden somit durch die vorgewärmte Raumluft verdünnt, so daß sich der Taupunkt ebenfalls verschiebt und eine Reduzierung der Schwitzwasserbildung erreicht wird.
• Ausführungsbeispiele der Erfindung, aus denen sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen: a Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Heizkessels mit -Brenner und in den angedeuteten Abgaswegen befindlichem Kondensator, Fig. 2 eine schematische Seitenansicht eines Heizkessels mit Brenner, Kondensator und dem Kondensator nachgeschaltetem Wärmetauscher und Fig. 3 einen Heizkessel schematisch in der Seitenansicht mit nachgeschaltetem Kondensator sowie schematischer Bypassleitung für Heizgase und vorgewärmter Raumluft.
• In Fig. 1 ist ein Heizkessel 2 mit vorgebautem Brenner 1 schematisch in der Seitenansicht dargestellt. Dem Heizkessel 2 ist ein Kondensator 3 nachgeschaltet. Aus den nicht weiter dargestellten Heizgaswegen des Heizkessels 2 strömt Heizgas als Abgas in Pfeilrichtung 4 ab, wobei ein Teil des in den Abgasen enthaltenen Wasserdampfes im Kondensator 3 auskondensiert wird. Die dabei freiwerdende 57erdampfungswärme kann der mit dem Heizkessel gewonnen Wärme leistung zuschlagen werden.
• Bei der in Fig 2 dargestellten Ausführungsform sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszahlen wie in Fig. 1 versehen. Bei dieser Ausführungsform ist dem Kondensator 3 ein Wärmetauscher 5 nachgeschaltet, der die in Pfeilrichtung 4 abströmenden Abgase rekuperativ aufheizt. Zur Beheizung des Wärmetauschers selbst werden dem Kessel 2 Heizgase über die Leitungen 6 entnommen und auch wieder zugeführt.
• In Fig. 3 ist ebenfalls eine Seitenansicht eines Kessels schematisch dargestellt. Der Heizkessel 2 ist bei diesem Ausführungabeispiel mit einer äußeren Verkleidung versehen. Bei diesem liusführungsbeispiel wird zur Aufheizung des in Pfeilrichtung 4 ab strömenden Abgases eine Bypasaleitung 7 von den nicht weiter dargestellten Heizgaswegen des Kessels 2 abgezweigt, über welche heißes Heizgas dem Abgas zugemischt wird. Durch ein Regelorgan 8 kann der Heizgasmassenstrom z. B. nach Maßgabe der Temperatur im Schornstein oder der Schwitzwasserbildung auf der Innenseite der Schornateinwandungen dosiert werden. Bypassleitung 7 und Regelorgan 8 sind hier durch gestrichelte Linien gezeichnet.
• Dem in Pfeilrichtung 4 strömenden Abgasstrom kann auch noch Raumluft beigemischt werden, die in einem Hohlraum 9 zwischen dem Kessel und der bereits genannten äußeren Verkleidung erwärmt wird. Innerhalb des Hohlraumes sind alle Elemente untergebracht, die Wärme an den Aufstellungsraum des Kessels abgeben können. Die vorbeiströmende Raumluft erwärmt sich und kann ebenfalls über eine zweite Bypassleitung 10 dem Abgasstrom zugemischt werden.

Claims (5)

1. Ansprüche: (1.)Verfahren zur Reduzierung der Taupunkttemperatur der Abgase eines brennstoffbetriebenen Heizkessels, bei dem die Heizgase nach Durchströmung der im Heizkessel befindlichen Heizgaswege als Abgase durch einen Kondensator geleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgas nach seinem Austritt aus dem Kondensator (3) auf eine höhere Temperatur aufgeheizt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Aufheizung der Abgase ein vom Heizgasweg des Heizkessels (2) abgezweigter Heizgasteilstrom verwendet wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der abgezweigte Heizgasteilstrom über eine Bypassleitung (7) den Abgasen beigemischt wird.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der abgezweigteHeizgssteilstrom durch einen von den Abgasen durchströmten Wärme auf scher (5) geleitet wird, und daß der Heizgasteilstrom vom Wärmetauscher aus wieder in den Heizgasweg zurückgeleitet wird.
5. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Abgasstrom zwischen der Kesseloberfläche und einer äußeren Kesselverkleidung strömende Raumluft beigemischt wird.