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WO1996036840A1 - Schornsteinsystem für einen brennwertkessel - Google Patents

Schornsteinsystem für einen brennwertkessel Download PDF

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Publication number
WO1996036840A1
WO1996036840A1 PCT/DE1996/000845 DE9600845W WO9636840A1 WO 1996036840 A1 WO1996036840 A1 WO 1996036840A1 DE 9600845 W DE9600845 W DE 9600845W WO 9636840 A1 WO9636840 A1 WO 9636840A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
air
wall
condensate
pipe
chimney system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/DE1996/000845
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jürgen KUCK
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of WO1996036840A1 publication Critical patent/WO1996036840A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H8/00—Fluid heaters characterised by means for extracting latent heat from flue gases by means of condensation
    • F24H8/003—Fluid heaters characterised by means for extracting latent heat from flue gases by means of condensation having means for moistening the combustion air with condensate from the combustion gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2211/00—Flue gas duct systems
    • F23J2211/10—Balanced flues (combining air supply and flue gas exhaust)
    • F23J2211/101—Balanced flues (combining air supply and flue gas exhaust) with coaxial duct arrangement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2900/00—Special arrangements for conducting or purifying combustion fumes; Treatment of fumes or ashes
    • F23J2900/13004—Water draining devices associated with flues
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]

Definitions

  • the invention relates to a chimney system for a condensing boiler, with at least one exhaust pipe and at least one air pipe, which are arranged in such a way that the outer wall of one pipe forms an inner wall of the other pipe (air chimney).
  • the combustion of fossil fuels in heating systems mainly produces CO 2 and water vapor.
  • the energy content of the fuel is usually indicated by the calorific value, which results from the enthalpy difference of the products of the
  • the calorific value of a fuel is higher than the calorific value by the condensation enthalpy of the gaseous water vapor in the exhaust gas. Boilers in which the enthalpy of condensation contained in the flue gas
  • condensing boilers Water dispenser is used are referred to as condensing boilers. Since the reference value for calculating the efficiency of a heating system is usually based on the calorific value, condensing boilers can achieve efficiencies> 100%.
  • the exhaust gas is passed through a heat exchanger in which the water vapor condenses and the enthalpy of condensation increases the energy content of the heating medium flowing around, generally water.
  • a heat exchanger in which the water vapor condenses and the enthalpy of condensation increases the energy content of the heating medium flowing around, generally water.
  • Such systems generally have the problem that the return temperature of the heating water must be below the water vapor dew point in the exhaust gas in order to effect the condensation effect.
  • the return temperature of the heating water is only so low in the transition period, ie in spring and autumn that the water vapor contained in the exhaust gas can condense out.
  • the temperature of the heating water In winter, on the other hand, when the energy consumption is greatest and therefore an increase in efficiency is most desirable, the temperature of the heating water must be high enough to achieve a sufficient heating effect, so that the return temperature of the heating water is also comparatively high and in any case too high to allow for the heating effect Bring water vapor to condense.
  • EP-OS 0 425 363 are known.
  • the condensate collected is conveyed by means of a pump to a heat exchanger, in which the exiting exhaust gas preheats the supplied combustion air.
  • the collected condensate is injected into the air flow, so that the partial pressure of the water vapor in the air rises and thus also the partial pressure of the water vapor in the exhaust gas leaving the boiler.
  • the water vapor dew point in the exhaust gas is shifted upward, so that condensation and thus a recovery of the condensation enthalpy of the water vapor contained in the exhaust gas is made possible even at comparatively high temperatures of the process water or heating medium.
  • heat exchangers have become known in which the wall between the combustion air to be preheated and humidified and the exhausting flue gas (exhaust gas) consists of an absorbent technical fabric.
  • the condensation water arising from the water vapor soaks in the flue gases the tissue that forms the wall alone, migrates through the pores of the tissue and becomes water vapor in the combustion air.
  • the exhaust gas contains only small amounts of water vapor after flowing through the heat exchanger operated with the refluxing heating water, accordingly only a small amount of condensed water is formed, so that especially when starting up such a plant, it is not guaranteed that the tissue that alone the wall of the Heat exchanger forms, is soaked with condensed water overall.
  • the invention is therefore based on the object of making it possible, using simple constructional means, to humidify the combustion air supplied to a condensing boiler with condensate obtained from the exhaust gas.
  • the solution according to the invention consists in that arranged on the exhaust side of the common wall, that at least one bore connecting the exhaust side to the air side is arranged in the region of each condensate collection plate, and that a distribution device for the condensate is arranged on the air side in the region of the bore.
  • the term "sheet metal" is used to describe a component, regardless of whether it is made of a metallic material or not.
  • the condensate collecting sheets according to the invention can also be made from a plastic. In particular, they can also be formed in one piece with the wall on which they are arranged.
  • the condensate collecting plates provided according to the invention on the flue gas side of the common wall, the condensate deposited on the wall, which runs down the wall due to gravity, is collected and passed through the bore to the air side of the chimney system. Since the amounts of condensate which are conducted in this way to the air side of the chimney system are comparatively small, care must be taken to ensure that they are distributed on the air side of the common wall to form a film of the largest possible area in order to prevent evaporation in the bypassing, humidified and heated combustion air.
  • the distribution device is provided, which is arranged in the region of the respective bore.
  • the distribution device consists of a fleece or fabric with a capillary effect, with which the wall is covered on the air side.
  • the individual hygroscopic fibers that make up the fleece or the fabric suck the condensate out of the mouth area in the wall provided hole and distribute it over a large area, so that good evaporation is guaranteed.
  • the shell-shaped baffle plates preferably have overflow incisions at their upper peripheral edge, so that the condensate flowing through the bore, which is distributed within the shell, runs over the edge at various points on the peripheral edge of the shell and a distribution effect is thereby produced .
  • the partial flows flowing through the individual overflow incisions likewise lead to good to complete wetting of the air-side outer surface of the common wall between the air pipe and the exhaust pipe, so that a good evaporation effect is ensured.
  • the air-side surface of the common wall can in each case be lined with absorbent fleece below the guide plates.
  • Figure 1 - a chimney system according to the invention, in which the distribution device is formed as an absorbent fleece, and
  • Figure 2 - a chimney system according to the invention, in which the distribution device is formed by shell-shaped condensate baffles.
  • the chimney system for a condensing boiler shown in FIG. 1 consists of an outer air pipe 10 with a circular cross section, in which an inner exhaust pipe 20 with a likewise circular cross section is arranged concentrically.
  • the wall 22 of the exhaust pipe 20 simultaneously forms the inner wall of the air pipe 10 and thus represents a common wall of both the air pipe and the exhaust pipe.
  • the smoke or exhaust gas originating from a boiler flows through a likewise not shown Heat exchanger in which it releases a large part of its entrained enthalpy of entrainment to the heating medium.
  • the exhaust gas which still contains water vapor, then flows through a supply nozzle 24 into the exhaust pipe 20 and rises to the top of the exhaust, not shown.
  • the exhaust gas flowing past the wall 22 is cooled and the heat passing through the wall 22 heats up the combustion air flowing through the air pipe 10 in the opposite direction.
  • the air flows through a nozzle 26 and is conducted from there to the boiler.
  • the rising exhaust gas is cooled down on the wall 22 to such an extent that condensation occurs there and a condensate film flows downward on the wall 22 due to the force of gravity.
  • Condensate collecting plates 28 are arranged, only one of which is shown in FIG. 1.
  • the annular condensate collecting plate 28 is provided with a concave cross section in a radially placed section towards the wall 22, so that an annular collecting space 30 for the condensate 32 is formed.
  • bores 34 are regularly distributed in the wall 22 through which the accumulated condensate 32 can flow from the exhaust side to the air side of the wall.
  • the air side of the wall 22 is covered with a fleece 36, which consists of hygroscopic fibers.
  • Both the air pipe 10 and the exhaust pipe 20 are each closed at their lower ends and each have a siphon system 38 or 40 in order to discharge excess condensate.
  • FIG. 2 shows an alternative embodiment of the distribution device, in which shell-shaped condensate baffles 42 are arranged on the air side of the common wall 22.
  • the condensate 32 flows here through the holes 34, which are also distributed uniformly in the circumferential direction in the wall, whereupon a hydrostatic equilibrium is established, so that the level of the condensate in the annular shells formed on the exhaust gas side of the wall and on the air side of the wall is equally high (due to pressure differences in exhaust gas and Air, there may also be level differences).
  • the level of the condensate in the air-side shell 42 rises until overflow incisions 44 are reached which are arranged in the upper edge 46 of the shell or the condensate baffle 42.
  • the condensate 32, 32 ' is distributed. This also ensures that the largest possible surface is wetted for a given condensate volume, so that the air flowing past causes complete evaporation and is in turn moistened.
  • an exhaust pipe 20 is arranged concentrically in an air pipe 10.
  • a plurality of exhaust pipes 20 connected in parallel in a common air pipe 10 of larger diameter. In this way, the total area available for heat and mass transport is increased with the same flow cross-sections for the exhaust gas being drawn off.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schornsteinsystem für einen Brennwertkessel, mit mindestens einem Abgasrohr (20) und mindestens einem Luftrohr (10), die einander umgebend dergestalt angeordnet sind, daß die Außenwandung (22) des einen Rohres (20) eine Umwandung des anderen Rohres (10) bildet. Eine solche Anordnung wird auch als Luft-Abgas-Schornstein bezeichnet und dient in kleineren Heizungsanlagen dazu, die dem Brennwertkessel zugeführte Verbrennungsluft vorzuwärmen. Um zusätzlich eine Befeuchtung der Verbrennungsluft mit einfachen konstruktiven Mitteln zu ermöglichen und so den Taupunkt des im Abgas enthaltenen Wasserdampfes nach oben zu verschieben und eine bessere Ausnutzung der Kondensationsenthalpie zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß auf der Abgasseite der gemeinsamen Wandung Kondensatsammelbleche (28) angeordnet sind, daß im Bereich eines jeden Kondensatsammelbleches zumindest eine die Abgasseite mit der Luftseite verbindende Bohrung (34) angeordnet ist, und daß auf der Luftseite im Bereich jeder Bohrung eine Verteilvorrichtung (36) für das Kondensat angeordnet ist. Die Verteilvorrichtung besteht bevorzugt aus einem eine Kapillarwirkung aufweisenden Vlies (36), mit der die Wandung (22) auf der Luftseite verkleidet ist. Auf diese Weise wird das aus dem Abgas auskondensierte Kondensat wirkungsvoll auf der Luftseite der Anordnung verdunstet.

Description

Schornsteinsystem für einen Brennwertkessel
Die Erfindung betrifft ein Schornsteinsystem für einen Brenn¬ wertkessel, mit mindestens einem Abgasrohr und mindestens einem Luftrohr, die einander umgebend dergestalt angeordnet sind, daß die Außenwandung des einen Rohres eine Innenwandung des anderen Rohres bildet (Luft-Abgasschornstein) .
Bei der Verbrennung von fossilen Brennstoffen in Heizungssyste¬ men entstehen hauptsächlich C02 und Wasserdampf. Der Energiein¬ halt des Brennstoffes wird üblicherweise durch den Heizwert an- gegeben, der sich aus der Enthalpiedifferenz der Produkte des
Verbrennungsprozesses und den Eingangsenthalpien des Brennstof¬ fes und der zugeführten Verbrennungsluft ergibt. Der Brennwert eines Brennstoffes ist um die Kondensationsenthalpie des gasför¬ migen Wasserdampfes im Abgas höher als der Heizwert. Heizkessel, in denen die Kondensationsenthalpie des im Abgas enthaltenen
Wasserdarapfes genutzt wird, werden als Brennwertkessel bezeich¬ net. Da als Bezugsgröße für die Errechnung eins Wirkungsgrades einer Heizungsanlage üblicherweise der Heizwert zugrunde gelegt wird, können Brennwertkessel Wirkungsgrade > 100 % erreichen.
Bei Heizungsanlagen, bei denen die Kondensationsenthalpie des gasförmigen Wasserdampfes genutzt werden soll, wird das Abgas durch einen Wärmetauscher geleitet, in dem der Wasserdampf aus¬ kondensiert und die Kondensationsenthalpie den Energieinhalt des umfließenden Heizmediums, im allgemeinen Wasser, erhöht. Bei solchen Systemen stellt sich generell das Problem, daß die Rücklauftemperatur des Heizwassers unterhalb des Wasserdampftau¬ punktes im Abgas liegen muß, um den Kondensationseffekt zu be¬ wirken. In gemäßigten Klimazonen liegt die Rücklauftemperatur des Heizwassers nur in der Übergangszeit, d.h. im Frühling und Herbst so niedrig, daß der im Abgas enthaltene Wasserdampf aus¬ kondensieren kann. Im Winter hingegen, wenn der Energieverbrauch am größten und daher eine Wirkungsgradsteigerung am wünschens¬ wertesten ist, muß zum Erreichen eines ausreichenden Heizeffekts die Temperatur des Heizwassers so hoch liegen, daß entsprechend auch die Rücklauftemperatur des Heizwassers vergleichsweise hoch und jedenfalls zu hoch ist, um den Wasserdampf zum Kondensieren zu bringen.
Da eine Absenkung der Rücklauftemperatur des Heizwassers aus naheliegenden Gründen schwierig ist, hat es Versuche gegeben, den Wasserdampftaupunkt zu erhöhen, indem der Partialdruck des Wasserdampfes im Abgas erhöht wurde. Hierzu sind sogenannte Was¬ serdampfpumpen entwickelt worden, wie sie beispielsweise aus der
EP-OS 0 425 363 bekannt sind. Bei einer solchen Vorrichtung wird das gesammelte Kondensat mittels einer Pumpe zu einem Wärmetau¬ scher gefördert, in dem das austretende Abgas die zugeführte Verbrennungsluft vorwärmt. Zusätzlich zu der Vorwärmung der Ver- brennungsluft wird das gesammelte Kondensat in den Luftstrom eingespritzt, so daß der Partialdruck des Wasserdampfes in der Luft ansteigt und damit auch der Partialdruck des Wasserdampfes im aus dem Heizkessel austretenden Abgas. Auf diese Weise wird der Wasserdampftaupunkt im Abgas nach oben verschoben, so daß ein Auskondensieren und damit eine Gewinnung der Kondensations¬ enthalpie des im Abgas enthaltenen Wasserdampfes auch ver¬ gleichsweise hohen Temperaturen des Brauchwassers bzw. Heizmedi¬ ums ermöglicht wird. Es sind weiterhin Wärmetauscher bekannt geworden, bei denen die Wandung zwischen vorzuwärmender und zu befeuchtender Ver¬ brennungsluft und abziehendem Rauchgas (Abgas) aus einem saugfähigen technischen Gewebe besteht. Bei diesen sogenannten porösen Wärmetauschern durchtränkt das aus dem Wasserdampf ent¬ stehende Kondenswasser in den Rauchgasen das allein die Wandung bildende Gewebe, wandert durch die Poren des Gewebes und wird in der Verbrennungsluft zu Wasserdampf. Da das Abgas nach Durch¬ fließen des mit dem rückfließenden Heizwasser betriebenen Wärme- tauschers nur noch geringe Wasserdampfmengen enthält, entstehen demgemäß nur geringe Kondenswasser engen, so daß insbesondere beim Hochfahren einer solchen Anlage nicht gewährleistet ist, daß das Gewebe, das allein die Wandung des Wärmetauschers bil¬ det, insgesamt mit Kondenswasser getränkt ist. Dies ist für ein ordnungsgemäßes Funktionieren dieser Vorrichtung aber Vorausset¬ zung, da anderenfalls wegen des Partialdruckgefalles das in dem Verbrennungsabgasen enthaltene C02 in die zugeführte Ver¬ brennungsluft drängt und andererseits Sauerstoff (02) aus der Verbrennungsluft ins Abgas drängt. Um sicherzugehen, daß die aus einem Gewebe bestehende Wandung des porösen Wärmetauschers gas¬ dicht ist, ist es daher notwendig, wie bei der zuvor geschilder¬ ten Vorrichtung eine Kondensatpumpe zu installieren, die Konden¬ sat in ausreichender Menge auf das Gewebe fördert.
Den bekannten Vorrichtungen, die die Verbrennungsluft mit aus dem Abgas gewonnenem Kondensat befeuchten, haftet daher der Nachteil an, daß sie eine störanfällige Kondensatpumpe und ande¬ re aufwendige konstruktive Maßnahmen erfordern, die ihren Ein¬ satz in einfachen Brennwertkesseln wegen der zu hohen Investi- tionssummen verbieten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven Mitteln eine Befeuchtung der einem Brennwertkessel zugeführten Verbrennungsluft mit aus dem Abgas gewonnenen Kon- densat zu ermöglichen. Ausgehend von einem gattungsgemäßen
Schόrnsteinsystem für einen Brennwertkessel, wie es bereits be¬ kannt ist, besteht die erfindungsgemäße Lösung darin, daß auf der Abgasseite der gemeinsamen Wandung Kondensatsammeibleche angeordnet sind, daß im Bereich eines jeden Kondensatsammelble- ches zumindest eine die Abgasseite mit der Luftseite verbindende Bohrung angeordnet ist, und daß auf der Luftseite im Bereich der Bohrung eine Verteilvorrichtung für das Kondensat angeordnet ist.
Im Rahmen dieser Beschreibung wird der Begriff "Blech" zur Be¬ schreibung eines Bauteils verwendet, unabhängig davon, ob es aus einem metallischen Werkstoff gefertigt ist oder nicht. So können die erfindungsgemäßen Kondensatsammeibleche beispielsweise auch aus einem Kunststoff gefertigt sein. Insbesondere können sie auch einstückig mit der Wandung, auf der sie angeordnet sind, ausgebildet sein.
Durch die erfindungsgemäß auf der Abgasseite der gemeinsamen Wandung vorgesehenen Kondensatsammelbleche wird das auf der Wan¬ dung abgeschiedene Kondensat, das aufgrund der Schwerkraft an der Wandung herabläuft, gesammelt und durch die Bohrung auf die Luftseite des Schornsteinsystems geleitet. Da die Kondensatmen¬ gen, die auf diese Weise auf die Luftseite des Schornstein¬ systems geleitet werden, vergleichsweise klein sind, muß dafür gesorgt werden, daß sie auf der Luftseite der gemeinsamen Wan¬ dung zu einem möglichst großflächigen Film verteilt werden, um ein Verdunsten in der vorbeistreichenden, zu befeuchtenden und aufzuwärmenden Verbrennungsluft zu ermöglichen.
Hierzu ist eine Verteilvorrichtung vorgesehen, die im Bereich der jeweiligen Bohrung angeordnet ist. Dabei sind verschiedene ihrerseits erfinderische konstruktive Ausführungen der Verteil¬ vorrichtung denkbar. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausfüh- rungsform besteht die Verteilvorrichtung aus einem eine Kapil¬ larwirkung aufweisenden Vlies oder Gewebe, mit dem die Wandung auf der Luftseite verkleidet ist. Die einzelnen hygroskopischen Fasern, aus denen das Vlies oder das Gewebe besteht, saugen das Kondensat gleichsam aus dem Mündungsbereich der in der Wandung vorgesehenen Bohrung ab und verteilen es auf eine große Fläche, so daß eine gute Verdunstung gewährleistet ist.
Eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verteilvor- richtung sieht einzelne Leitbleche vor, die im Bereich der Mün¬ dung der jeweiligen Bohrung oder der Bohrungen angeordnet sind. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, daß die Leitbleche im Bereich der Bohrung schalenförmig ausgebildet sind. Bevorzugt weisen die schalenförmigen Leitbleche an ihrem oberen Umfangs- rand Überflußeinschnitte auf, so daß durch die Bohrung fließen¬ des Kondensat, das sich innerhalb der Schale verteilt, an ver¬ schiedenen Stellen des Umfangsrandes der Schale über den Rand hinausläuft und hierdurch ein Verteileffekt erzeugt wird. Die durch die einzelnen Überflußeinschnitte herablaufenden Teilströ- me führen ebenfalls zu einer guten bis vollständigen Benetzung der luftseitigen Außenfläche der gemeinsamen Wandung zwischen Luftrohr und Abgasrohr, so daß eine gute Verdunstungswirkung sichergestellt wird.
Es ist auch eine Kombination der beiden Ausführungsformen denk¬ bar. So kann bei der zuletzt beschriebenen Ausführungsform zur Unterstützung der Benetzung die luftseitige Oberfläche der ge¬ meinsamen Wandung jeweils unterhalb der Leitbleche mit saugfähi¬ gem Vlies verkleidet sein.
Um die insgesamt zum Verdunsten zur Verfügung stehende Fläche sowie die Wärme-Übertrittsflächen innerhalb des Wärmetauschers zu vergrößern, kann insbesondere vorgesehen sein, mehrere par¬ allel geschaltete Abgasrohre kleinen Durchmessers in einem ge- meinsamen Luftrohr größeren Durchmessers anzuordnen.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteranspruchen beschrieben. Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiele näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
Figur 1 - ein erfindungsgemäßes Schornsteinsystem, bei dem die Verteilvorrichtung als saugfähiges Vlies aus¬ gebildet ist, und
Figur 2 - ein erfindungsgemäßes Schornsteinsystem, bei dem die Verteilvorrichtung durch schalenförmige Kon¬ densatleitbleche gebildet wird.
Das in Figur 1 dargestellte Schornsteinsystem für einen Brenn¬ wertkessel besteht aus einem äußeren Luftrohr 10 mit kreisförmi- gen Querschnitt, in dem ein inneres Abgasrohr 20 mit ebenfalls kreisförmigen Querschnitt konzentrisch angeordnet ist. Die Wan¬ dung 22 des Abgasrohres 20 bildet gleichzeitig die innere Wan¬ dung des Luftrohres 10 und stellt somit eine gemeinsame Wandung sowohl des Luft- wie auch des Abgasrohres dar. Das aus einem nicht dargestellten Heizkessel stammende Rauch- oder Abgas durchströmt einen ebenfalls nicht dargestellten Wärmetauscher, in dem es einen Großteil seiner mitgeführten Kondensationsent¬ halpie an das Heizmedium abgibt. Das immer noch Wasserdampf ent¬ haltene Abgas strömt sodann durch einen Zufuhrstutzen 24 in das Abgasrohr 20 und steigt nach oben zum nicht dargestellten Abzug auf. Das an der Wandung 22 vorbeistreichende Abgas wird abge¬ kühlt und die durch die Wandung 22 tretende Wärme heizt die in umgekehrter Richtung durch das Luftrohr 10 strömende Ver¬ brennungsluft auf. Die Luft fließt durch einen Stutzen 26 ab und wird von dort zum Heizkessel geleitet.
Das aufsteigende Abgas wird an der Wandung 22 so weit abgekühlt, daß es dort zur Kondensation kommt und ein Kondensatfilm auf¬ grund der Schwerkraft an der Wandung 22 nach unten fließt. An der Wandung 22 sind auf der Abgasseite im Abstand zueinander Kondensatsammeibleche 28 angeordnet, von denen in Figur 1 ledig¬ lich ein einziges gezeigt ist. Das ringförmige Kondensatsammei¬ blech 28 ist zur Wandung 22 hin in einem radial gelegten Schnitt mit einem konkaven Querschnitt versehen, so daß ein ringförmiger Sammelraum 30 für das Kondensat 32 gebildet wird. Im Umfangsbe- reich des Kondensatsa melbleches 28 sind in Richtung des Umfangs regelmäßig verteilt in der Wandung 22 Bohrungen 34 angeordnet, durch die das angesammelte Kondensat 32 von der Abgasseite auf die Luftseite der Wandung fließen kann. Die Luftseite der Wan- düng 22 ist mit einem Vlies 36 verkleidet, das aus hygroskopi¬ schen Fasern besteht.
Die durch das Luftrohr 10 an dem Vlies 36 vorbeistreichende Ver¬ brennungsluft verdunstet das großflächig verteilte Kondensat und wird so befeuchtet. Ohne eine Verteilvorrichtung in Form des Vlieses 36 würde Kondensat, das durch eine Bohrung 34 auf die Luftseite der Wandung 22 geflossen ist, in Form eines dünnen Rinnsals dem Einfluß der Schwerkraft folgend nach unten fließen. Da das Verhältnis von Flüssigkeitsoberfläche zu Flüssigkeitsvo- lu en dann sehr ungünstig wäre, würde der angestrebte Effekt, die Luft zu befeuchten, nur sehr unvollständig erreicht.
Sowohl Luftrohr 10 wie auch Abgasrohr 20 sind an ihrem unteren Ende jeweils verschlossen und weisen je ein Siphonsystem 38 bzw. 40 auf, um überflüssiges Kondensat abzuleiten.
In Figur 2 ist eine alternative Ausführungsform der Verteilvor¬ richtung gezeigt, bei der auf der Luftseite der gemeinsamen Wan¬ dung 22 schalenförmige Kondensatleitbleche 42 angeordnet sind. Das Kondensat 32 fließt hier durch die ebenfalls in Umfangsrich- tung gleichmäßig in der Wandung verteilten Bohrungen 34, worauf hin sich ein hydrostatisches Gleichgewicht einstellt, so daß der Pegel des Kondensats in den auf der Abgasseite der Wandung und auf der Luftseite der Wandung gebildeten ringförmigen Schalen gleichhoch steht (aufgrund von Druckunterschieden in Abgas und Luft kann es auch zu Pegeldifferenzen kommen) . Der Pegel des Kondensats in der luftseitigen Schale 42 steigt an, bis Über¬ laufeinschnitte 44 erreicht werden, die im oberen Rand 46 der Schale bzw. des Kondensatleitbleches 42 angeordnet sind. Wegen der Vielzahl von Überlaufeinschnitten 44 wird eine Verteilung des Kondensats 32, 32' bewirkt. Auch auf diese Weise wird sichergestellt, daß bei gegebenem Kondensatvolumen eine mög¬ lichst große Oberfläche benetzt wird, so daß die vorbeistreichende Luft eine vollständige Verdunstung bewirkt und so ihrerseits befeuchtet wird.
Sowohl in Figur 1 wie in Figur 2 ist jeweils ein Abgasrohr 20 konzentrisch in einem Luftrohr 10 angeordnet. Es ist jedoch ebenso denkbar, mehrere parallel geschaltete Abgasrohre 20 in einem gemeinsamen Luftrohr 10 größeren Durchmessers anzuordnen. Auf diese Weise wird die insgesamt zum Wärme- und Stofftransport zur Verfügung stehende Fläche bei gleichen Strömungsquerschnit¬ ten für das abziehende Abgas vergrößert.

Claims

Ansprüche
1. Schornsteinsystem für einen Brennwertkessel, mit mindestens einem Abgasrohr (20) und mindestens einem Luftrohr (10), die einander umgebend dergestalt angeordnet sind, daß die Außenwandung (22) des einen Rohres (20) eine Innenwandung (22) des anderen Rohres (10) bildet (Luft-Abgasschorn¬ stein) , dadurch gekennzeichnet, daß auf der Abgasseite der gemeinsamen Wandung Kondensat- sammelbleche (28) angeordnet sind, daß im Bereich eines jeden Kondensatsammelbleches zumindest eine die Abgasseite mit der Luftseite verbindende Bohrung (34) angeordnet ist, und daß auf der Luftseite im Bereich jeder Bohrung eine Ver- teilvorrichtung (36, 42) für das Kondensat angeordnet ist.
2. Schornsteinsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilvorrichtung aus einem eine Kapillarwirkung aufweisenden Vlies (36) oder Gewebe besteht, mit dem die Wandung (22) auf der Luftseite verkleidet ist.
3. Schornsteinsystem nach Anspruch I dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilvorrichtung für das Kondensat aus auf der Luftseite der Wandung (22) angeordneten Leitblechen (42) besteht.
4. Schornsteinsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitbleche (42) im Bereich der zugeordneten Bohrung (34) schalenförmig ausgebildet sind.
Schornsteinsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die schalenförmigen Leitbleche (42) an einem oberen Rand (46) Überlaufeinschnitte (44) für das Kondensat auf¬ weisen.
6. Schornsteinsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftrohr (10) das Abgasrohr (20) konzentrisch umgebend ausgebildet ist.
7. Schornsteinsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Luft- (10) und Abgasrohr (20) kreisförmige Querschnitte haben.
8. Schornsteinsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenseite des Abgas¬ rohres (20) in der Höhe gestaffelt übereinander mehrere ringförmige Kondensatsammelbleche (28) angeordnet sind.
9. Schornsteinsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatsammelbleche (28) in einer Radialebene des
Abgasrohres (20) einen zur Wandung (22) des Abgasrohres hin konkav geformten Querschnitt (30) aufweisen.
10. Schornsteinsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatsammelbleche (28) die geometrische Grund¬ form eines Kegelabschnitts aufweisen.
11. Schornsteinsystem nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß im Bereich eines jeden Kondensatsammelbleches (28) mehrere zur Luftseite der Wandung (22) gerichtete Boh¬ rungen (34) in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt ange¬ ordnet sind.
12. Schornsteinsystem nach einem oder mehreren der vorhergehen- den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Luft¬ rohr (10) größeren Durchmessers mehrere parallel geschalte¬ te Abgasrohre (20) kleineren Durchmessers angeordnet sind.
13. Schornsteinsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgasrohr (20) an seinem unteren Ende verschlossen und mit einem Siphonsystem (40) zur Ableitung überschüssigen Kondensats verbunden ist.
14. Schornsteinsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftrohr (10) an seinem unteren Ende verschlossen und mit einem Siphonsystem (38) zur Ableitung überschüssigen Kondensats verbunden ist.
15. Schornsteinsystem nach einem oder mehreren der vorhergehen¬ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensat¬ sammelbleche und/oder gegebenenfalls die Kondensatleitble¬ che einstückig mit der Wandung, auf der sie angeordnet sind, ausgebildet sind.
16. Verwendung eines Schornsteinsystems mit folgenden Merkmalen für einen Brennwertkessel:
- zweischaliger Aufbau mit mindestens einem Abgasrohr
(20) und mindestens einem Luftrohr (10), die einander umgebend dergestalt angeordnet sind, daß die Außenwan¬ dung (22) des einen Rohres (20) eine Innenwandung (22) des anderen Rohres (10) bildet (Luft-Abgasschorn- stein) ,
- wobei die gemeinsame Wandung so ausgebildet ist, daß ein Wärme- und Stofftransport von der Abgasseite auf die Luftseite ermöglicht wird.
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