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Dokumentenidentifikation DE3317424C2 26.05.1988
Titel Gas- bzw. ölbefeuerte Heizungs- und Lufterwärmungsanlage
Anmelder MAN Technologie GmbH, 8000 München, DE
Erfinder Grönert, Heinz, 8080 Emmering, DE;
Eckert, Manfred, Dipl.-Phys. Dr., 8060 Dachau, DE;
Radtke, Wulf, Dr.-Ing., 8033 Planegg, DE;
Benisch, Johann, 8036 Herrsching, DE;
Münich, Johann;
Mix, Manfred, 8000 München, DE
DE-Anmeldedatum 13.05.1983
DE-Aktenzeichen 3317424
Offenlegungstag 15.11.1984
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 26.05.1988
Veröffentlichungstag im Patentblatt 26.05.1988
IPC-Hauptklasse F24H 6/00
IPC-Nebenklasse F28D 21/00   
Zusammenfassung Verfahren und Anlage zur Nutzung der Abgaswärme von Hausheizungskessel 11, bei dem durch Übertragung der Hochtemperaturwärme der Rauchgase 12 an Heizungswasser 18 und der restlichen fühlbaren Wärme sowie der Kondensationswärme an Luft 19 die gesamte chemisch gebundene Wärme der Brennstoffe in Höhe ihrer oberen Heizwerte, der spezifischen Brennwerte, über zwei Medien 18, 19 den Verbrennungsgasen 12 entzogen und in voller Höhe in Nutzwärme übergeführt wird.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Gas- bzw. ölbefeuerte Heizungs- und Lufterwärmungsanlage mit Merkmalen entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Anlage ist aus der EP 00 53 403 B1 bekannt. Diese Anlage umfaßt einen Brenner mit zugeordnetem Heizkessel, in dem die Rauchgase von oben nach unten hindurchgeleitet werden. Unterhalb des Brenners sind im Heizkessel ein Wärmetauscher für Heizwasser und darunter ein Wärmetauscher für Brauchwasser angeordnet. In die sich unten am Heizkessel anschließende Rauchgasleitung ist ein Gebläse zur Rauchgasabführung und strömungsmäßig danach ein Frischluft-Wärmetauscher eingeschaltet. Dieser erwärmt Luft, die mittels eines nachgeschalteten Gebläses von außerhalb eines Wohnraumes angesaugt und in einen Wohnraum gefördert wird. Die im Heizkessel angeordneten Wärmetauscher sollen für die Erwärmung von Heizwasser und Brauchwasser soviel Wärme den Rauchgasen entziehen, daß die Rauchgase bis unter den Taupunkt abgekühlt werden. Dies ist eine Wunschvorstellung. In der Praxis wird Brauchwasser nicht kontinuierlich, sondern im allgemeinen sehr sporadisch und noch dazu während kurzer Zeiten verwendet. Dies hat zur Folge, daß bei dieser bekannten Anlage im Heizkessel eine Abkühlung der Rauchgase nur zeitweilig, nämlich bei hohem Brauchwasserbedarf, möglich ist. Das heißt, außerhalb dieser Zeiten fallen relativ hohe Temperaturen am nachgeschalteten Frischluft-Wärmetauscher an. Diese hohen Wärmemengen und auch die Kondensationswärme können im Frischluft-Wärmetauscher nicht optimal umgesetzt werden, so beispielsweise, daß die Abgastemperatur auf 15°C über der jeweiligen Außentemperatur absinkt. Diese Anlage stellt somit im Hinblick auf die Nutzung verfügbarer Rauchgaswärme kein Optimum dar.

Der Vollständigkeit wegen sei noch auf die DE-OS 29 41 713 verwiesen, aus der eine Wirbelkammer-Boileranlage bekannt ist, bei der die Verbrennungsluftvorwärmung über einen mit Rauchgas versorgten Luftvorwärmer erfolgt. Ansonsten gibt diese Schrift keine Hinweise auf Möglichkeiten einer optimalen Rauchgaswärmeausnutzung.

Neuzeitliche Hausheizungskessel mit modernen Brennern weisen bereits einen beachtlich hohen feuerungstechnischen Wirkungsgrad auf. Bei guter Abstimmung und Einstellung solcher Anlagen liegen Rußanteile sowie CO- und CO2-Werte der Rauchgase nicht mehr allzuweit von den theoretisch möglichen Werten entfernt. Ausnahmen bilden Heizölsorten mit höherer Viskosität, deren Verbrennung noch nicht im gleichen Maße optimal abläuft.

Eine Betrachtung des Heizkessel-Wirkungsgrades hingegen, also des Verhältnisses aller nutzbar abgeführten zu allen zugeführten Energieströmen, zeigt mit 0,8 bis 0,87 noch ein relativ großes Potential nichtausgenutzter Brennstoffenergie. Da vorgenannte Kesselwirkungsgrade auf den unteren Heizwert bezogen sind, d. h., die in den Abgasen steckende Kondensationswärme unberücksichtigt ist, liegt das wirkliche Potential unausgenutzter Wärme, je nach Brennstoff, noch um weitere 6 bis 12% höher.

Bemühungen, dieses offene Entwicklungsfeld auszuschöpfen, blieben bis dato trotz des hohen Anreizes an verfügbarer Restenergie ohne nachhaltigen oder sichtbaren Erfolg.

Zum einen führte Taupunktunterschreitung bei weiterer Abkühlung der Rauchgase über die Bildung schwefeliger Säure zur gefürchteten Korrosion an den wasserführenden Wänden der Heizkessel, der auch durch schwere Gußkonstruktionen oder durch Beschichtung von dünnwandigen Strukturen keineswegs mit befriedigendem Aufwand entgegenzuwirken war.

Zum anderen bleibt die Nutzung des oberen Heizwertes wegen der für die Hausheizung meist notwendigen Heizwassertemperatur von ≤ 60°C doch außerordentlich eingeengt. Nicht zuletzt aus diesem Grunde, aber auch ihrer meist zu hohen Wärmekapazität wegen, erbringen auf dem Markt angebotene Einrichtungen zur Nutzung der Abgaswärme nach Feststellung unabhängiger Warentester keinen als ökonomisch zu bezeichnenden Effekt.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Heizungs- und Lufterwärmungsanlage der eingangs genannten Art dahingehend auszugestalten, daß die durch die Verbrennung freiwerdende Wärmeenergie der Rauchgase mit hohem Wirkungsgrad für Heiz- und Lufterwärmungszwecke umsetzbar ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch eine Heizungs- und Lufterwärmungsanlage mit den im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen in Verbindung mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen dieser Anlage sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Heizungs- und Lufterwärmungsanlage wird erreicht, daß die gesamte chemisch gebundene Wärme des verwendeten Brennstoffes in Höhe seines oberen Heizwertes über zwei verschiedene Medien den erzeugten Rauchgasen entzogen und in voller Höhe in Nutzwärme überführt wird.

Entgegen den häufigsten und durchaus naheliegenden Vorgehensweisen, nämlich einen Teil noch verfügbarer Abgaswärme von etwa 200 bis auf ca. 80°C hinab, ebenso wie im oberen Temperaturbereich, dem Heizungswasser der Kesselanlage zuzuführen, stellt die erfindungsgemäß mögliche Vorwärmung von kalter Luft für Verbrennungsluft und Wohnraumbelüftung eine ungleich günstigere Wärmeverwertung dar.

Die Abgase lassen sich erfindungsgemäß, statt auf übliche 80°C, bis auf etwa 15°C über die jeweilige Außentemperatur, in kalten Witterungsperioden demnach bis auf nahe 0°C, abkühlen. Dabei fällt zum einen fühlbare Wärme über ein ΔT von nahezu 200°C an. Im Abkühlintervall zwischen 60 bis 10°C kondensiert der aus H2-Verbrennung entstandene Wasserdampf im Abgas und setzt dadurch zusätzliche Wärme frei, die aufgrund abgestimmter Massenströme und eines ausreichenden Temperaturgefälles zur gegenströmenden Lüftungsluft voll übertragbar und nutzbar wird.

Ein Teil, vorwiegend der kleinere Teil, der erwärmten Luft wird als Verbrennungsluft in abgestimmter Menge dem Brenner des Heizungskessels zugeführt, was eine bessere Vermischung des Brennstoff-Luft-Gemisches bewirkt und die Verbrennung des Brennstoffes optimiert.

Die übrige, mit dem Abgas vorgewärmte Luft dient der Wohnraumbelüftung, die in der Regel etwa 10 bis 15% des Gesamtwärmeaufwands eines Hauses ausmacht.

Die Erwärmung des Lüftungsluftanteils ermöglicht in geradezu idealer Weise die Nutzung der bei recht niedriger Temperatur anfallenden Kondensationswärme. Auf diesem Wege kann die in neuzeitlich isolierten Häusern unabdingbare Zwangsbelüftung ohne zusätzlichen Energieaufwand bewerkstelligt werden.

Verbrennungsluft und zuzuführende Lüftungsluft werden, dem Lüftungsbedarf entsprechend, anteilig variierend, kalter, frischer Außenluft und der Wohnraumabluft entnommen. Bei hohem Luftaustauschbedarf wird vorwiegend Außenluft, bei vermindertem Lüftungsbedarf vorwiegend Luft aus dem Wohnraum angesaugt und durch den erfindungsgemäßen Frischluft- Wärmetauscher gedrückt.

Da die Abkühlung der Rauchgase in Abhängigkeit von den eingesetzten Brennstoffen ab ca. 60°C mit Kondensatbildung in schwefeligen Säuren einhergeht, findet dieser Wärmetausch erfindungsgemäß nicht mehr im eigentlichen Heizkesselteil, sondern im Frischluft-Wärmetauscher statt, der den hier vorherrschenden Bedingungen, wie beispielsweise korrosives Medium, geringer Betriebsdruck und niedrige Temperaturen, in Werkstoffwahl und konstruktiver Ausbildung angepaßt ist. Die wasserführenden Teile des Heizkessels, die vergleichsweise höheren Betriebsdrücken standhalten müssen, sind dadurch brennraumseitig keinem nennenswerten Korrosionsangriff ausgesetzt.

Ein weiterer Vorteil der Übertragung der Wärme an zwei verschiedene Medien liegt in der dadurch ermöglichten Leichtbauweise. Als Konsequenz ergibt sich, verglichen mit üblichen Lösungen, neben der bequemen Transportierbarkeit, eine starke reduzierte Wärmekapazität der Gesamtanordnung, so daß beim Anfahr- und Taktbetrieb die verlustbehafteten Aufwärmphasen stark verkürzt werden. Aus diesem Grunde kann auch auf die in den letzten Jahren angestrebte Erzeugung von Heiz- und Brauchwasser in zwei getrennten Kesseln verzichtet werden.

Die kompakte Anordnung von Kessel und nachgeschaltetem Frischluft-Wärmetauscher erlaubt es, die Längen verbindender Luft- bzw. Abgasleitungen wünschenswert kurz zu halten, so daß Wärmeverluste bedingende Oberflächen äußerst klein gehalten werden können.

Die schließlich auf nahezu Umgebungstemperatur abgekühlten, schadstoffarmen Abgase geringen Volumens können mit jeder Art von korrosionsfesten Rohrleitungen, auch aus Kunststoff, ins Freie geführt werden. Ein Kamin wird nicht mehr benötigt. Korrosionsprobleme und die sogenannte Versottung von Schornsteinen sind gegenstandslos. Das entstehende saure Kondensat kann bei Verwendung von Erdgas problemlos den basischen Haushaltsabwässern beigegeben werden. Bei Verbrennung anderer Brennstoffe ist eine einfache Neutralisierung nachzuschalten. Dieser Art und Weise der Beseitigung von im Rauchgas enthaltenen, luftbelastenden Bestandteilen (insbesondere SO2 und CO2) kommt vor dem Hintergrund der öffentlichen Diskussion über den sauren Regen besondere Bedeutung zu.

Die erfindungsgemäße Anlage verringert nicht nur die Emission von gasförmigen Schadstoffen zu Lasten des leichter unschädlich zu machenden, konzentrierten Kondensats. Bedingt durch die erzielten Minderungen des Brennstoffverbrauches erfolgt auch eine absolute Abnahme der Schadstoffproduktion.

Der Vorteil der Verbrennungsluftvorwärmung wird beim möglichen Einsatz in Absorptionswärmepumpen weiter erhöht, weil sich dort die in der vorgewärmten Verbrennungsluft enthaltene Energie mit dem Faktor des Primärenergie-Nutzungsgrades, etwa 1,3, multipliziert. Bei einer solchen Anwendung wird die Verbrennungsluft auf ca. 200°C vorgewärmt. Der Frischluft-Wärmetauscher besitzt dann zweckmäßigerweise für Verbrennungsluft- und Lüftungsluftvorwärmung gesonderte Kanäle. Beim Brenner erfordern die höheren Temperaturen Maßnahmen zum Schutz der wärmeempfindlichen Elektronik, die vorteilhaft zentral mit der gesamten Heizungsregelung zusammengefaßt wird.

Der Frischluft-Wärmetauscher ist in einem vertikal angeordneten Abschnitt der ausgangs des Heizkessels angeschlossenen Rauchgasleitung eingeschaltet und einerseits von einem von oben nach unten abfallend gerichteten Rauchgasstrom, andererseits von einem von unten nach oben gerichteten Luftstrom durchströmt. Dieser so angeordnete und durchströmte Frischluft-Wärmetauscher dient für die Vorwärmung sowohl der einem Wohnraum zuzuführenden Lüftungsluft als auch dem Brenner direkt zuzuführenden Verbrennungsluft. Außerdem wird nur im Frischluft-Wärmetauscher außer der fühlbaren Wärme auch die Kondensationswärme an die durchströmende Luft abgeleitet. Eine Kondensat-Sammeleinrichtung ist unterhalb des Frischluft-Wärmetauschers angeordnet. Dem Frischluft- Wärmetauscher ist ein Rauchgas-Gebläse in Rauchgas- Strömungsrichtung nachgeschaltet und ein Luftfördergebläse luftströmungsmäßig vorgeschaltet.

Die ab ca. 60°C mit Kondensatbildung in schwefligen Säuren erfolgende Abkühlung findet in der erfindungsgemäßen Anlage, also nicht mehr im Heizkesselteil, sondern im Frischluft- Wärmetauscher-Bereich statt, der den hier vorherrschenden Bedingungen, nämlich den korrosiven Medien, geringen Betriebsdrücken und niedrigeren Temperaturen sowohl in der Werkstoffwahl als auch in seiner konstruktiven Ausgestaltung günstig angepaßt werden kann.

Die der Wärmenutzung aus diesen niedrigen Abgastemperaturen entsprechenden kleinen Temperaturdifferenzen erfordern große Wärmetauscherflächen, die vorzugsweise aus dünnen, massearmen Bändern, Tafeln oder Folien gebildet werden. Eine solche Leichtbauweise weist eine stark reduzierte Wärmekapazität auf, so daß dadurch Wärmeverluste beim Anfahren und im Taktbetrieb minimiert werden. Bei einer derartigen Bauweise stehen die Frischluftkanäle des Frischluft-Wärmetauschers gegenüber den Abgaskanälen unter höherem Druck, wodurch bei nicht ausschließbaren Undichtheiten zwar Frischluft ins Abgas, aber kein Abgas in die Frischluft gelangen könnte.

Da die Zugverhältnisse von den Gebläsen zur Förderung von Rauchgas und Luft vorgegeben werden, können aufwendige Einrichtungen wie Zugregler oder Rauchgasklappen entfallen. Die Energieeinsparung durch Rauchgasklappen wird bei der vorliegenden Erfindung analog durch Ausschalten des Gebläses erreicht.

Die auf nahezu Umgebungstemperatur abgekühlten Abgase enthalten nur noch einen Bruchteil von Schadstoffen üblicher Hausheizungsanlagen. Die Belastung der Atmosphäre mit SO2, CO2-Teilen und anderen Bestandteilen wird damit erheblich reduziert. Das Kondensat läuft in den unterhalb des Frischluft-Wärmetauschers befindlichen Sammelbehälter, aus dem das Kondensat gegebenenfalls neutralisiert ins Abwasser abgeführt wird.

Es hat sich darüber hinaus gezeigt, daß durch den frischluftseitig und abgasseitig den Brennraum begrenzenden Frischluft-Wärmetauscher auch eine außerordentliche Dämpfung der Verbrennungsgeräusche erreicht wird.

Nachstehend ist die erfindungsgemäße gas- bzw. ölbeheizte Heizungs- und Lufterwärmungsanlage anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele noch näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 bis 7 schematische Darstellungen der gas- bzw. ölbeheizten Heizungs- und Lufterwärmungsanlage.

In Fig. 1 ist ein Schema gezeigt, das einen Brenner 10 mit einem Heizkessel 11 enthält. Die aus dem Heizkessel 11 oben austretenden Rauchgase gelangen über eine vom letzteren abzweigende Rauchgasleitung 12 zur weiteren Abkühlung in einen Frischluft-Wärmetauscher 13, der in einen vertikal angeordneten Abschnitt der letzteren eingeschaltet ist, und passieren anschließend einen Tropfenabscheider bzw. eine Kondensat-Sammeleinrichtung 14, um dann mit Hilfe eines Rauchgas-Gebläses 15 ins Freie geleitet zu werden. Das durch Taupunktunterschreitung im Frischluft-Wärmetauscher 13 erzeugte und in der Kondensat-Sammeleinrichtung 14 gesammelte Kondensat wird über einen Siphon 16 in einen Abwasserkanal 17 geleitet. Während im Heizkessel 11 Heizungswasser 18 aufgewärmt wird, dient der Frischluft-Wärmetauscher 13 zur Erwärmung von Luft. Diese Luft 19 wird mittels eines Luftförder- Gebläses 20 aus den Wohnräumen 21 und aus der Umgebung 22 angesaugt. Mit Hilfe einer Klappe 23 kann der Außenluft- Anteil so verändert werden, daß die Luftmenge, die im Brenner 10 verbrannt wird, sowie die Menge, die vorzugsweise aus Küchen und Sanitärräumen unmittelbar ins Freie abgegeben wird, Ersatz findet.

Die im Frischluft-Wärmetauscher 13 aufgeheizte Luft 24 wird in die Wohnräume 21 geleitet. Die Verbrennungsluft 25 wird als Teilstrom über eine Klappe 26 dem Brenner 10 zugemessen, der mit Gas oder Öl 27 befeuert wird.

In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer kompakten Heizungs- und Lufterwärmungsanlage nach dem in Fig. 1 gezeigten Schema dargestellt.

Über die regelbare Klappe 26 wird Verbrennungsluft 25 als Teil der im Frischluft-Wärmetauscher 13 erwärmten Luft für den Brenner 10 abgezweigt. Die Verbrennungsluft könnte auch ausschließlich Raumluft sein.

Der am Brenner 10 unmittelbar angeschlossene Heizkessel 11 enthält ein den Brennraum 70 umgebendes, wendelförmiges Wärmetauscherrohr 71 für das Heizungswasser 18, das einen Teil der Wärme aus den in Pfeilrichtung von unten nach oben vorbeistreifenden Rauchgasen aufnimmt. Die aus dem Heizkessel 11 im oberen Bereich austretenden Rauchgase werden umgelenkt und über den sich anschließenden Abschnitt der Rauchgasleitung unmittelbar in den vertikal angeordneten Frischluft-Wärmetauscher 13 eingeleitet, in welchem die Rauchgase in einer nach unten gerichteten Strömung 73 zwangsgeführt werden und dabei die fühlbare Wärme und die Kondensationswärme an die im Gegenstrom von unten nach oben durchströmende Luft 19 abgeben. Das dabei entstehende Kondensat 74 tropft in die Kondensat-Sammeleinrichtung 14, wobei es durch die gleichgerichtete Rauchgas-Strömung 73 beschleunigt aus dem Frischluft-Wärmetauscher 13 entfernt wird. Das stark abgekühlte und weitgehend von Schadstoffen befreite Rauchgas gelangt schließlich über ein Abgasrohr 75 aus Kunststoff ins Freie.

Die im Frischluft-Wärmetauscher 13 erwärmte Luft kommt als kalte Luft 19 aus Wohnräumen 21, oder durch eine Klappe 23 gesteuert dazu gemischt aus der Umgebung 22. Die aufgewärmte Luft 24 unterstützt die Wohnraumheizung. Die Luftströme 19, 24 dienen gleichzeitig zur Luftumwälzung bzw. als Belüftung von Wohnräumen 21, wobei im letzteren Fall der Luftstrom vorwiegend von der Umgebung 22 angesaugt, über den Frischluft-Wärmetauscher 13 als erwärmte Luft den Wohnräumen 21 zugeführt und aus diesen über eine Klappe 76 wieder an die Umgebung 22 abgeführt wird.

Das Beispiel gemäß Fig. 3 entspricht im Grundprinzip der Ausführung gemäß Fig. 1, wobei lediglich der Frischluft- Wärmetauscher in zwei Funktionseinheiten 13, 28 unterteilt ist und dem Frischluft-Wärmetauscher 28 nur die Aufgabe zufällt, die Verbrennungsluft im Gegenstrom vorzuwärmen. Der Luftstrom 29 kann dabei den Wohnräumen oder dem Heizungsraum entnommen werden, mit Förderung durch dort herrschenden Unterdruck oder durch ein Gebläse. Für die Funktionseinheit 13 des Frischluft-Wärmetauschers verbleibt bei diesem Ausführungsbeispiel die Funktion einer Lüftungsluft-Temperierung. Der Vorteil dieser Lösung wird insbesondere dann deutlich, wenn der Heizkessel 11 den Austreiber einer Absorptionswärmepumpe bildet. Prinzipbedingt verlassen die Rauchgase den Austreiber mit Temperaturen, die eher über 200°C liegen, so daß die Rückführung eines möglichst großen Teils der in den Rauchgasen enthaltenen Energie in den Brenner, mit dem Primärenergie-Nutzungsgrad der Wärmepumpe multipliziert, äußerst vorteilhaft ist.

Fig. 4 bis 6 zeigen jeweils ein Ausführungsbeispiel der in den Fig. 1 bis 3 schematisch dargestellten Frischluft- Wärmetauscher 13 bzw. 28. Während in Fig. 4 ein einfacher Frischluft-Wärmetauscher gezeigt ist, ist in Fig. 5 und 6 eine kostengünstig herstellbare Kombination von zwei Wärmetauschern dargestellt. Die beiden Frischluft-Wärmetauscher 13 und 28 können somit getrennt je nach Fig. 4 oder kombiniert gemäß Fig. 5 und 6 in einer Baueinheit aufgebaut sein. Die Trennung erlaubt die optimale Anpassung der Konstruktions-Werkstoffe an die jeweiligen Betriebsbedingungen. Während der Frischluft-Wärmetauscher 13 bei niedrigen Temperaturen unterhalb des Taupunkts der Rauchgase betrieben wird und demzufolge aus hochkorrosionsfesten Werkstoffen niedriger Temperaturbelastbarkeit hergestellt werden kann, muß beim Frischluft-Wärmetauscher 28 weniger auf Korrosions- als auf Temperaturfestigkeit Rücksicht genommen werden.

Bei den in Fig. 4 bis 6 gezeigten Konstruktionsprinzipien der Frischluft-Wärmetauscher 13, 28 handelt es sich um Plattenwärmetauscher, die aus ein oder zwei Grundelementen 40, 50, 51, 60, 61 schichtartig aufgebaut sind. Der Plattenabstand beträgt ca. 1,5 mm, eingestellt durch Abkantungen 41, 52, Prägungen 62, beigelegte Abstandshalter (42, 53) oder Kombinationen dieser Möglichkeiten, die Platten selbst bestehen aus Dünnblech ( ≤ 0,2 mm), Dünnglas oder Folien, um die Wärmekapazität möglichst klein zu halten. Blech- bzw. Glaswerkstoffe können mit Schutzschichten zur Verhinderung von Korrosion bzw. mit Folien zur Erhöhung der mechanischen Beanspruchbarkeit versehen sein. Die Formgebung erfolgt seriengerecht auf Pressen oder in Walzwerken.

Ähnliche Frischluft-Wärmetauscher 13, 28 lassen sich durch Falten endloser Bänder oder durch Extrudieren des kompletten Wärmetauschers aus Kunststoffen oder Keramik erzeugen.

Soweit die Grundelemente miteinander verbunden bzw. die Strömungskanäle gegeneinander oder zur Atmosphäre abgedichtet werden müssen, so kann dies durch Schweißen, Hartlöten, Kleben, Klemmen oder Kombinationen der genannten Verfahren geschehen.

Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Frischluft-Wärmetauschers 13 in Kompaktbauweise. Dieser besteht im wesentlichen aus einem Paket mehrerer Platten 39, zwischen denen im Gegenstrom die Rauchgase und die zu erwärmende Luft 19 strömt. Das aus den Rauchgasen entstehende Kondensat fließt aufgrund der Platten 39 direkt in die darunterliegende Kondensat-Sammeleinrichtung 14. Aus letzterer kommende Rauchgase und/oder Kondensat 74 können vor ihrer Entfernung eine nicht dargestellte Neutralisationsstation durchlaufen.


Anspruch[de]
  1. 1. Gas- bzw. ölbefeuerte Heizungs- und Lufterwärmungsanlage mit

    1. a) einem Brenner,
    2. b) einem Heizkessel,
    3. c) wenigstens einem in den Heizkessel integrierten, von aufzuheizendem Wasser und brennerseitig erzeugtem Rauchgas durchströmten Heizwasser-Wärmetauscher,
    4. d) einer am Ausgang des Heizwasser-Wärmetauschers angeschlossenen Rauchgasleitung,
    5. e) einer Kondensat-Sammeleinrichtung,
    6. f) einem strömungsmäßig nach der Kondensat-Sammeleinrichtung in der Rauchgasleitung angeordneten Rauchgasgebläse,
    7. g) wenigstens einem in die Rauchgasleitung eingeschalteten Frischluft-Wärmetauscher zur Erwärmung von einem Wohnraum zuzuführender Luft, wobei letztere den Wärmetauscher im Gegenstrom zum Rauchgas durchströmt, und
    8. h) einem Luftförder-Gebläse, das in eine die Luft führende Leitung eingeschaltet ist,


  2. dadurch gekennzeichnet, daß

    1. i) der Frischluft-Wärmetauscher (13, 28) in einem vertikal angeordneten Abschnitt der ausgangs des Heizkessels angeschlossenen Rauchgasleitung (12) eingeschaltet und von einem von oben nach unten abfallend gerichteten Rauchgasstrom und von einem von unten nach oben gerichteten Luftstrom durchströmt ist,
    2. j) der Frischluft-Wärmetauscher (13, 28) für Vorwärmung sowohl der dem Wohnraum (21) zuzuführenden Luft (24) als auch dem Brenner (10) direkt zuzuführenden Verbrennungsluft (25) ausgebildet und nur im Frischluft- Wärmetauscher (13, 28) vom Abgas, außer der fühlbaren Wärme, auch die Kondensationswärme an die durchströmende Luft ableitbar ist,
    3. k) die Kondensat-Sammeleinrichtung (14) unterhalb des Frischluft-Wärmetauschers (13, 28) angeordnet ist,
    4. l) das Rauchgas-Gebläse (15) dem Frischluft-Wärmetauscher (13, 28) in Rauchgas-Strömungsrichtung nachgeschaltet ist, und
    5. m) das Luftförder-Gebläse (20) dem Frischluft-Wärmetauscher (13, 28) strömungsmäßig vorgeschaltet ist.


  3. 2. Gas- bzw. ölbefeuerte Heizungs- und Lufterwärmungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Frischluft-Wärmetauscher (13, 28) mit dem Heizkessel (19) zu einer kompakten Baueinheit zusammengefaßt ist.
  4. 3. Gas- bzw. ölbefeuerte Heizungs- und Lufterwärmungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Frischluft-Wärmetauscher (13, 28) aus einer Einheit zur Vorwärmung von Lüftungsluft und einer Einheit zur Vorwärmung von Verbrennungsluft besteht.
  5. 4. Gas- bzw. ölbefeuerte Heizungs- und Lufterwärmungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Einheiten des Frischluft-Wärmetauschers (13, 28) übereinander angeordnet sind, wobei die untere Einheit als kälterer Teil der Vorwärmung von dem Wohnraum (21) zuzuführender Luft (24) und die obere Einheit als heißerer Teil zur Vorwärmung von Verbrennungsluft (25) dient.
  6. 5. Gas- bzw. ölbefeuerte Heizungs- und Lufterwärmungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Einheiten des Frischluft-Wärmetauschers (13, 28) aus unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt sind.
  7. 6. Gas- bzw. ölbefeuerte Heizungs- und Lufterwärmungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmetauschenden Flächen des Frischluft-Wärmetauschers (13, 28) aus dünnen, massearmen Bändern, Tafeln oder Folien hergestellt sind.
  8. 7. Gas- bzw. ölbefeuerte Heizungs- und Lufterwärmungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Frischluft-Wärmetauscher (13, 28) bzw. dessen beide Einheiten als Plattenwärmetauscher ausgebildet sind.






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