Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher für aggres¬ sive, gasförmige Medien, insbesondere für die Energie- Rückgewinnung aus den Rauchgasen eines Heizungskessels, bei dem ein stehender Behälter, vorzugsweise aus Kunst¬ stoff, ein Bündel von gasdurchströmten Röhren, insbe¬ sondere Glasröhren, aufnimmt, die mittels zumindest zweier im Vertikalabstand zueinander stehender Platten fixiert sind. Zwischen den Platten ist zumindest eine gegen einen Einlaß- und einen Auslaßverteiler abge¬ schirmte Kammer für das aufzuheizende Medium ausgebil¬ det, das beispielsweise von einem Zwischen-Wärmeträger gebildet ist, mit dem Brauch- und/oder Heizungswasser vorgewärmt werden kann.

Ein Wärmetauscher dieser Art ist beispielsweise aus dem Dokument DE 33 13 987 C2 bekannt. Er ist in der Lage, langlebig Wärme aus den Abgasen eines Heizungskessels rückzugewinne , indem dafür gesorgt wird, daß die ag¬ gressiven Medien, d.h. das aggressive wärmetragende Me¬ dium einerseits und das Rauchgas-Kondensat ausschlie߬ lich mit korrosionsbeständigen Materialien in Berührung kommen. Es hat sich allerdings gezeigt, daß ein derar¬ tiger Wärmetauscher nur mit Rauchgas-Temperaturen unter 200° C zuverlässig betrieben werden konnte. Bei höheren thermischen Beanspruchungen traten im einzelnen Schwie¬ rigkeiten hinsichtlich der Fixierung des Glasrohrbün¬ dels auf, was in besonders schwerwiegenden Fällen ent¬ weder zum Bruch vereinzelter Rohre oder dazu führte, daß vereinzelt Rohre nach unten abgesunken sind, mit der Folge, daß Rauchgase in die Kammer für das aufzu¬ heizende Medium gelangten und dort zu Langzeitschäden führten.

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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher der eingangs beschriebenen Art zu schaf¬ fen, der bei einfachem Aufbau thermisch höher bean¬ spruchbar ist und sich durch eine hohe Betriebszuver¬ lässigkeit auszeichnet.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß Ausfälle des Wärmetauschers hauptsächlich auf Verformungen der Fixierungsplatten für die Wärmetauscherrohre zurückzu¬ führen sind. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird die dem heißen, aggressiven Medium in erster Linie ausgesetzte obere Fixierungsplatte durch eine Kühlmit¬ telschicht abgeschirmt, bevor der Wärmetauscher im Höchstleistungsbereich betrieben wird. Es gelingt auf diese Weise, die Fixierungsplatten ausschließlich aus Kunststoff herzustellen, ohne Gefahr zu laufen, daß sich aufgrund übermäßiger Verformungen Rohrbrüche im Bereich endseitigen Einspannungen einstellen. Es steht folglich ein verhältnismäßig großes Spektrum an korro¬ sionsbeständigen Materialien zur Verfügung, so daß sich ein einfacher und damit preiswerter Aufbau des Wärme¬ tauschers ergibt. Die Strömungsrichtung des aggressiven gasförmigen Mediums durch den Wärmetauscher hat dabei den besonderen Vorteil, daß sich unter bestimmten Be¬ triebsbedingungen die Kühlmittelschicht auf der oberen Fixierungsplatte aus dem Kondensat nachfüllt, das aus den einströmenden Rauchgasen beispielsweise durch Kondensierung an den Wänden ausfällt, wodurch der Be¬ trieb des Wärmetauschers zusätzlich vereinfacht wird. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird die Möglich¬ keit eröffnet, die Wärmetauscherrohre aus Glas bzw. glaskeramischen Materialien herzustellen, die selbst in sehr aggressiven Medien thermisch hochbelastbar sind,

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jedoch eine verhältnismäßig große Induktilität haben. Dadurch, daß durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen die Einspannstellen der Wärmetauscherrohre hinsichtlich der Temperaturbeanspruchung kontrollierbar sind, treten die eingangs beschriebenen Betriebsschwierigkeiten nicht mehr auf. Hierdurch ergibt sich der besondere Vorteil, daß die Wandstärke der beispielsweise aus Glas oder Si¬ likat-Werkstoffen bestehenden Wärmetauscherrohre erheb¬ lich reduziert werden kann, ohne dadurch die Standzeit der Wärmetauscherrohre zu beeinträchtigen. Aufgrund der erfindungsgemäß kontrollierten thermischen Beanspru¬ chungen im Wärmetauscher gelingt es sogar, die Passung zwischen den Dichtungen im Bereich der Fixierungs¬ platten und den Wärmetauscherrohren enger zu gestalten, wodurch die Gefahr des Eindringens von Kondensat oder Rauchgas in den Kreislauf des aufzuheizenden Mediums weiter verringert wird. Dies hat den zusätzlichen Vorteil, daß für Wärmetauscherrohre Materialien ein¬ setzbar werden, die thermoschock-unempfindlicher sind und einen Wärmeausdehnungskoeffizienten haben, der sich stärker vom Wärmeausdehnungskoeffizienten des Materials der Fixierungsplatten unterscheidet, was der Anhebung der Betriebszuverlässigkeit des Wärmetauschers weiter zugute kommt.

Der Pegel des auf der obersten Lochplatte stehenden Kühlmittels, das vorzugsweise von Kondensat gebildet ist, aber auch zusätzliches, dorthin gepumptes Kühlmit¬ tel enthalten kann, eignet sich auch für die Umsetzung in ein Steuersignal, mit dem die thermische Beaufschla¬ gung des Wärmetauschers gesteuert wird. Der Wärmetau¬ scher kann - wenn z.B. ein separater Kamin für die Rauchgasableitung vorgesehen ist - zunächst mit gerin¬ ger thermischer Beanspruchung so lange angefahren wer¬ den, bis auf der obersten Lochplatte ein vorbestimmter Kühlmittel- bzw. Kondensat-Pegel vorliegt, über einen entsprechend eingestellten Sensor kann dann ein Signal

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abgegeben werden, mit dem die thermische Beanspruchung des Wärmetau-schers auf Höchststufe geschaltet wird, was beispielsweise dadurch geschehen kann, daß über ein Klappensystem die Beimengung von Zuluft zu den Rauchga¬ sen abgestellt wird.

Erfindungsgemäß kann der Wärmetauscher mit Hochtempera¬ tur-Abgasen mit einer Temperatur von etwa 300 ^* bis 350" C beaufschlagt werden, selbst wenn der Wärmetau¬ scherbehälter und die Lochplatten aus Voll-Kunststoff mit verhältnismäßig niedrigem Schmelzpunkt bestehen.

Das Kühlmittel, das zur oberen Seite der Lochplatte ge¬ pumpt werden kann, wird regelmäßig bei in Betrieb be¬ findlichem Wärmetauscher von dem Kondensat gebildet, das sich am Boden des Wärmetauschers sammelt. Für den Fall, daß der Pegel des sich am Boden des Wärmetau¬ schers sammelnden Kondensats zu weit absinken sollte, kann Kühlmittel auch aus anderen Quellen bereitgestellt werden. Umgekehrt kann gemäß einer vorteilhaften Wei¬ terbildung des._.Wärmetauschers gemäß Patentanspruch 8 durch Aktivierung einer weiteren Pumpe dafür gesorgt werden, daß ein Maximalpegel des sich am Boden des Wär¬ metauschers abscheidenden Kondensats nicht überschrit¬ ten wird.

Die erfindungsgemäße Überwachung des Kühlmittelstandes auf der Oberseite der oberen die Wärmetauscherrohre fi¬ xierenden Lochplatte kann in vorteilhafter Weise auch zur Sicherheitsabschaltung des Wärmetauschers herange¬ zogen werden. Zu diesem Zweck dienen die Weiterbildun¬ gen gemäß den Patentansprüchen 4 bis 7. Wenn der höchstmögliche Stand des Kondensats automatisch über das Maß bestimmt wird, um das die oberen Enden der Wär¬ metauscherrohre von der oberen Lochplatte vorstehen, ergibt sich eine sehr einfach Regelung des Konden¬ satpegels.

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Eine Sicherheitsabschaltung ist darüber hinaus dadurch möglich, daß zusätzlich eine Beobachtung des Kondensat¬ pegels am Boden des Wärmetauschers erfolgt. Zu diesem Zweck ist die Pumpenleistung der das Kondensat vom Bo¬ den des Behälters abpumpenden Pumpeinrichtung derart festzulegen, daß die Pumpe unter gewöhnlichen Betriebs¬ bedingungen in verhältnismäßig kurzer Zeit soviel Kon¬ densat abpumpt, daß der zulässige Maximalpegel am Boden des Wärmetauscherbehälters wieder erreicht ist. Sollte die Pumpe allerdings nicht in der Lage sein, innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer eine ausreichende Menge an Kondensat abzupumpen, so ist dies als Hinweis für einen Defekt des Wärmetauschers, beispielsweise für einen Bruch vereinzelter Wärmetauseherröhre zu werten, wonach eine Sicherheitsabschaltung erfolgen kann. Diese Art der Sicherheitsabschaltung ist mit einfachen Mit¬ teln dadurch möglich, daß dem auf den Kondensat-Maxi¬ malpegel am Boden des Behälters ansprechenden Sensor eine Zeitschaltung gemäß Patentanspruch 9 zugeordnet wird.

Eine äußerst einfache Art der Überwachung des Wärmetau¬ schers ergibt sich mit der Weiterbildung gemäß den Pa¬ tentansprüchen 4 und 5. In diesem Fall werden lediglich zwei Sensoren, ein Maximal- und ein Minimalpegel-Sensor erforderlich, um den Wärmetauscher zuverlässig abzusi¬ chern, d.h. vor thermisch bedingten Schäden zu schüt¬ zen.

Eine weitere vorrichtungstechnische Vereinfachung er¬ gibt sich durch die Weiterbildung des Patentanspruchs 10, wobei das Ventil vorzugsweise als elektrisch ange¬ steuertes Wegeventil ausgebildet wird, das vom Signal eines weiteren Sensors am Boden des Wärmetauscherbehäl¬ ters angesteuert wird.

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Eine zusätzliche Absicherung des Wärmetauschers kann durch die Maßnahmen gemäß Patentanspruch 12 erfolgen. Es hat sich gezeigt, daß bei einer Wärmeübertragungs¬ strecke zwischen 1,5 und 2 m eine Erwärmung des aufzu¬ heizenden Mediums bis in einen Bereich zwischen etwa 50" C und 80° C vorgenommen werden kann. Durch ge¬ eignete Überwachung der Temperatur des aufzuheizenden Mediums kann dafür gesorgt werden, daß die Heizungs¬ anlage auf Störung bzw. ganz abgeschaltet wird, falls die Temperatur einen vorgegebenen Maximalwert über¬ schreitet, was beispielsweise dann geschehen könnte, falls aufzuheizendes Medium aufgrund eins Wärmetau¬ scher-Rohrbruches in den Rauchgas-Kreislauf eindringen sollte.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen gelingt es, für den Wärmetauscherbehälter ebenso wie für die die Wärme¬ tauscherrohre fixierenden Lochplatten ausschließlich Kunststoffmaterialien mit verhältnismäßig niedrigem Schmelzpunkt einzusetzen. So konnte beispielsweise Po¬ lypropylen mit einem Erweichungspunkt von 110° C selbst in den Fällen eingesetzt werden, in denen die Eingangs¬ temperatur der Rauchgase bis zu 300° C und sogar dar¬ über betrug.

Eine weitere Anhebung der Betriebszuverlässigkeit, d.h. eine weitere Verringerung der Störanfälligkeit des er¬ findungsgemäßen Wärmetauschers ergibt sich mit den Wei¬ terbildungen der Patentansprüchen 14 bis 21.

Die Merkmale des Patentanspruchs 14 sorgen zuverlässig dafür, daß die Wärmetauseherröhre selbst bei erhebli¬ cher thermischer Beaufschlagung nicht unter Einwirkung der Schwerkraft nach unten wandern. Die zusätzliche Ab- stützung der unteren Stirnenden der Wärmetauscherrohre kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen. Eine für das Nachrüsten von herkömmlichen Wärmetauschern vor-

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teilhafte Lösung ergibt sich mit der Weiterbildung des Patentanspruchs 18, da in diesem Fall mit identischen Lochplatten im Bereich der unteren Enden der Wärme¬ tauscherrohre gearbeitet werden kann.

Insbesondere dann, wenn die Wärmeaustauschstrecke, d.h. der Raum zwischen oberer und unterer Lochplatte größere Werte annimmt, beispielsweise in der Größenordnung zwi¬ schen 1,5 und 2 m, ist es von Vorteil, die untere, die im Wärmeaustausch miteinander stehenden Medien abschir¬ mende Lochplatte zusätzlich abzustützen, was vorzugs¬ weise durch die Merkmale des Patentanspruchs 19 bzw. 20 geschieht. Damit kann der auf der unteren Lochplatte lastende Flüssigkeitsdruck bei minimaler Verformung wirksam abgefangen werden, wodurch dem Auftreten von Brüchen der Wärmetauscherrohre. weiter wirksam entgegengetreten wird.

Nachstehend werden anhand schematischer Zeichnungen mehrere Auführungsbeispiele der Erfindung näher erläu¬ tert. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische, teilweise im Schnitt ge¬ zeigte Seitenansicht einer ersten Ausführungsform des Wärmetauschers;

Figur 2 in vergrößertem Maßstab die Einzelheit II in Figur 1;

Figur 3 eine Draufsicht auf die untere, die Wärme¬ tauscherrohre fixierende Lochplatte;

Figur 4 die Einzelheit entsprechend "IV" in Figur 1 bei einer abgewandelten Ausführungsform des Wärmetau¬ schers;

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Figur 5 in vergrößertem Maßstab eine Einzelheit "V" in Figur 1 einer dritten Ausführungsform des Wärmetau¬ schers;

Figur 6 in vergrößertem Maßstab einen Teilschnitt der Behälterwandung im Bereich der obersten Lochplatte; und

Figur 7 eine schematische Darstellung des Bodenbe¬ reichs einer weiteren Ausführungsform des Wärmetau¬ schers.

In Figur 1 ist mit dem Bezugszeichen 2 ein Wärmetau¬ scher bezeichnet, der zur Energierückgewinnung aus den Abgasen, d.h. den Rauchgasen eines nicht näher darge¬ stellten Heizungskessels dient. Der Wärmetauscher 2 hat ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 4, das vor¬ zugsweise aus Kunststoff, beispielsweise Polypropylen besteht. Das zylindrische Gehäuse 4 ist oberseitih von einem Deckelteil 6 abgedeckt und bodenseitig ein Boden¬ teil 8, das eine Stützfläche 10 und einen Anschlu߬ stutzen 12 aufweist. Mit 14 ist eine Wär eübertragungs- kammer bezeichnet, die von einem aufzuheizenen Medium, wie z.B. Wasser, durchspült ist, das durch einen Zu¬ laufstutzen 18 ein- und durch einen Ablaufstutzen 16 austritt.

Die Wärmeübertragungskammer 14 wird ober- und untersei¬ tig durch jeweils eine Lochplatte 20 bzw. 22 begrenzt, über die ein Bündel von Wärmetauscherrohren 24 fixiert wird, das vom Wärme abgebenden Medium von oben nach un¬ ten durchströmt wird. Die Einströmrichtung des Rauch¬ gases ist mit dem Pfeil 26 bezeichnet, während die Aus¬ strömrichtung durch den Pfeil 28 angedeutet ist. Somit bildet das Decketeil 6 zusammen mit den oberen Seiten¬ wänden des zylindrischen Gehäuses 4 einen Einlaßver¬ teiler 30, während das Bodenteil 8 einen Auslaßvertei-

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ler 32 ausbildet. Die Wärmetauscherrohre 24 bestehen vorzugsweise aus Glas oder glasähnlichem Werkstoff, wie z.B. einer Silikatverbindung und haben beispielsweise eine Länge von etwa 1,5 m, einen Durchmesser im Bereich zwischen 30 und 50 mm und eine Wandstärke von etwa 1 bis 2 mm.

Einzelheiten der Gestaltung des Kopf- und Fußbereichs des Wärmetauschers sind in der Figur 4 für den Kopfbe¬ reich des Wärmetauschers gezeigt. Entsprechendes gilt allerdings auch für die Gestaltung im Bereich des Bo¬ denteils. Man erkennt auf dieser Darstellung, daß das zylindrische Gehäuse 4 mit zwei Ringteilen 4.1 und 4.2 verschweißt ist, um eine Deckelaufnahme auszubilden. Mit 4.3 sind Schweißnähte bezeichnet, über die eine Schweißverbindung mit der oberen Lochplatte 20 her¬ gestellt ist. Das Deckelteil 6 besteht aus Stahl und ist innenseitig mit einer korrosionsbeständigen Be¬ schichtung 6.1 versehen. Eine dünne Folie 7 ist im Be¬ reich der Deckelaufnahme über die Innenflächen der Be¬ hälterwand 4 gelegt. Diese Folie besteht vorzugsweise aus Polytretraflurethylen und hat beispielsweise eine Dicke von 0,3 mm. Das untere Ende der Folie 7 wird von einer weiteren Folie 9 überlappt, die sich entlang der zylindrischen Innenwandung nach unten bis zur oberen Lochplatte 20 erstreckt. Auch diese Folie besteht aus korrosionsbeständigem Kunststoff, wie z.B. Polytetra- luorethylen. Sie hat beispielsweise eine Dicke bzw. Stärke von etwa 2 mm. Zwischen das Deckelteil 6 und die Deckelaufnahme ist eine Asbestschaumdichtung 11 gelegt, um sicherzustellen, daß der Einlaßverteilerraum 30 zuverlässig nach außen abgedichtet ist. Mit strich¬ punktierten Linien ist eine Zuhalteeinrichtung 13 ange¬ deutet, die beispielsweise in Form von über den Umfang gleichmäßig verteilten Klammern ausgebildet sein kann, so daß der Deckel 6 vorzugsweise federnd elastisch ge¬ gen die Deckel-aufnähme gedrückt werden kann. Hierdurch

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werden Schwingungen des Deckels zuverlässig unter¬ drückt, und zwar selbst dann, wenn der Anfahrbetrieb des Wärmetauschers mit großem Massendurchsatz der Rauchgase erfolgt. Zusätzlich kann das Deckelteil mit¬ tels eines wärmebeständigen Silikonmaterials abgedich¬ tet werden.

Das aufzuheizende Medium wird mittels einer nicht näher dargestellten Pumpe umgewälzt und durchströmt einen Wärmetauscher für Brauchwasser bzw. für einen Heizungs¬ kreislauf, beispielsweise einer Fußbodenheizung oder dergleichen. Im Strömungsweg des Rauchgases stromab des Anschlußstutzens 12 befindet sich ein Gebläse, mit dem das abgekühlte Rauchgas zu einem Schornstein gefördert werden kann. Im rauchgasseitigen Zuströmbereich des Wärmetauschers stromauf des Einlaßverteilers 30 ist vorzugsweise eine Ventileinrichtung vorgesehen, mit der dem Rauchgas bei Bedarf kühlere Luft beigemengt werden kann, was später näher erläutert werden soll.

Wie vorstehend, bereits erwähnt, erstrecken sich die Wärmetauseherröhre 24 durch im Durchmesser angepaßte Löcher 34 in den Fixierungs-Lochplatten 20, 22. Um den Rauchgaskreislauf zuverlässig vom aufzuheizenden Medium abzuschirmen, ist im Bereich der Durchbrüche 34 jeweils eine Ringnut 36 vorgesehen, in die ein Dichtungsring 38 eingelegt wird, der sich vollflächig an den Außendurch¬ messer der Wärmetauscherrohre 24 anschmiegt. Die Wärme¬ tauscherrohre 24 werden somit endseitig elastisch in den Lochplatten 20, 22 eingespannt, wobei sie um ein gewisses Maß M* _j _ bzw.M nach oben bzw. nach unten von den Lochplatten 20, 22 vorstehen. Aufgrund der Elasti¬ zität der Einspannung, d.h. der Dichtungsring 38, bleibt die abdichtende Fixierung der Wärmetauscherrohre 24 auch dann erhalten, wenn sich größere Tempera¬ turunterschiede zwischen Wärmetauscherrohr einerseits und Lochplatte andererseits einstellen, was insbeson-

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dere beim Anlaufen des Wärmetauschers mit voller Last auftreten kann.

Um Betriebsschäden des Wärmetauschers zuverlässig auszuschließen, sind eine Reihe von Maßnahmen getrof¬ fen, die nachfolgend näher beschrieben werden sollen:

Da der Wärmetauscher von oben nach unten durch die aggressiven gasförmigen Medien wie z.B. vom Rauchgas eines Heizungs-kessels durchströmt wird, ist insbeson¬ dere die obere Lochplatte 20 einer erhöhten thermischen Belastung ausgesetzt. Um hierdurch bedingte übermäßige Verformungen der Lochplatte auszuschließen, die zu ei¬ nem Gewaltbruch der dünnwandigen, induktilen Wärmetau¬ scherrohre 24 führen könnten, ist die obere Lochplatte 20 vom eintretenden Rauchgas durch eine Kühlmittel¬ schicht 40 abgeschirmt, die zumindest teilweise von Kondensat gebildet ist, das sich am Boden des Wärmetau¬ schers abscheidet. Es hat sich gezeigt, daß dann, wenn der Wärmetauscher erst dann mit voller Leistung betrie¬ ben wird, wenn die Kühlmittel- bzw. Kondensat-Schicht 40 einen Arbeitspegel P _A erreicht hat, unzulässige Ver¬ formungen der oberen Lochplatte 20 wirksam eliminiert werden, so daß ein zuverlässiger Schutz der bislang für Bruch anfälligen Rohrenden gegeben ist. Beim gezeigten Wärmetauscher wird der Pegel des Kondensats 40 wie folgt kontrolliert:

Bei Vorliegen eines Arbeitspegels P _A spricht ein mit 42 schematisiert wiedergegebener Arbeitspegel-Sensor an, der ein Signal Sl abgeben kann, um die thermische Be¬ aufschlagung des Wärmetauschers auf einen Maximalwert zu steuern, was beispielsweise dadurch geschehen kann, daß ein nicht näher dargestellter Klappenmechanismus im Rauchgas-Zustrombereich derart verstellt wird, daß sich die höchste Eintrittstemperatur des Wärme abgebenden Mediums einstellt, die in der Größenordnung von etwa

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300° bis 350° C liegen kann. Dies setzt allerdings re¬ gelmäßig einen separaten by-pass-Kaminzug voraus. Der Arbeitspegel P _A wird in einem Messbehälter 44 gemessen, der im oberen Bereich des Wärmetauschers an das zylin¬ drische Gehäuse 4 angebracht, vorzugsweise angeschweißt ist. Der Pegel kann darüber hinaus über ein Sichtrohr 46 überwacht werden.

Das Kühlmittel 40 auf der Oberseite der oberen Loch¬ platte 20 kann maximal auf den Pegel der Größe M-L an¬ steigen. Weiter anfallendes Kondensat läuft durch die Rohre 24 nach unten in den Auslaßverteiler 32. Für den Fall, daß der Kondensatpegel den Arbeitspegel P _A unter¬ schreiten sollte, sorgt ein mit 48 bezeichneter weite¬ rer Sensor dafür, daß Kühlmittel in den Bereich ober¬ halb der oberen Lochplatte 20 gepumpt wird. Zu diesem Zweck gibt der Sensor 48 das Signal S ₂ ab und steuert damit eine Pumpe 50 an, die in einer Kühlmittelleitung 52 liegt. Die Pumpe 50 kann Kühlmittel aus zwei Berei¬ chen ansaugen. Solange im Auslaßverteiler 32 des Wärmetauschers genügend Kondensat vorhanden ist, saugt die Pumpe 50 dieses Kondensat aus einer Abflußleitung 54 des Behälterbodens an. Die Abflußleitung 54 ist über ein elektrisch angesteuertes 3/2-Wegeventil geführt, das zwei Schaltstellungen hat. In der gezeigten Schalt¬ stellung, die immer dann eingenommen wird, wenn der Kondensatstand bzw. -pegel am Boden des Wärmetauschers ausreichend hoch ist, wird die Abflußleitung 54 durch¬ geschaltet und ein Anschluß für eine weitere Kühlmit¬ tel-Versorgungsleitung 56 gesperrt. Falls der Konden¬ satpegel im Auslaßverteiler 32 unter eine vorbestimmte Grenze absinken sollte, wird dies durch einen weiteren Sensor 58 erfaßt, der ein entsprechendes Signal S ₄ an ein Stellteil 62 des Wegeventils 60 abgibt, wodurch letzteres in die weitere SchaltStellung verschoben wird, in der der Abflußleitungsanschluß verschlossen und die Kühlmittel-Versorgungsleitung 56 durchge-

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schaltet wird. Diese Schaltstellung ist beispielsweise dann von Bedeutung, wenn sich am Boden des Behälters noch zu wenig Kondensat befindet bzw. abgeschieden hat.

Mit 64 ist ein Granulat-Schüttgut bezeichnet, mit dem das Rauchgas-Kondensat neutralisierbar ist.

Falls der Pegel des sich am Boden des Wärmetauschers 2 sammelnden Kondensats zu weit ansteigen sollte, spricht ein mit 66 bezeichneter Maximalpegel-Sensor an, der in Signal s ₅ an eine Zusatzpumpe 68 abgibt, mit der über¬ schüssiges Kondensat durch eine Speiseleitung 70 in einen Neutralisationsbehälter 71 gepumpt werden kann. Ein Ausgleichsbehälter ist mit 72 bezeichnet und hat eine Verbindungsleitung 74 zum Zulaufstutzen 16 des aufzuheizenden Mediums, wodurch thermisch bedingte Aus- dehungen dieses Mediums abgefangen bzw. ausgeglichen werden können.

Die Sicherheitsüberwachung des vorstehend beschriebenen Wärmetauschers kann auf zwei verschiedene Art und Wei¬ sen erfolgen:

Zum einen erfaßt ein mit 76 bezeichneter Minimalpegel- Sensor im Meßbehälter 44 ein unzulässig weites Absinken des Kondensatpegels auf der Oberseite der Lochplatte 20. Das dabei abgegebene Meßsignal S ₃ führt mittelbar oder unmittelbar zum Abschalten des Wärmetauschers. Eine weitere Sicherheitsabschaltung erfolgt unter Zu¬ hilfenahme eines mit 78 bezeichneten Thermoelements, mit dem die Temperatur zwischen den Wärmetauscherrohren 24 im oberen Bereich der Wärmeübertra-gungskammer 14 überwacht wird. Diese bewegt sich bei voll funktio¬ nierendem Wärmetauscher in einem Bereich bis etwa 50° C bis 80° C. Sollte allerdings eines oder mehrere der Wärmetau-scherrohre 24 zu Bruch gehen, so geht Wasser aus der Wärme-übertragungskammer 14 verloren, mit der

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Folge, daß das Thermoelement 78 nicht mehr vom aufzu¬ heizenden Medium umspült wird. Die Temperatur am Ther¬ moelement steigt hierdurch drastisch an, wonach das Thermoelement beim überschreiten eines Grenzwertes ein Signal S ₆ abgibt, das mittelbar oder unmittelbar zum Abschalten des Wärmetauschers führt. In diesem Fall kann das Signal S ₆ wiederum zu einer nicht näher darge¬ stellten Ventilklappen-Anordnung im Einlaßbereich der heißen Rauchgase geführt werden, um die thermische Be¬ aufschlagung des Wärmetauschers langsam zurückzuregeln.

Mit der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform des Wärme¬ tauschers kann eine dritte Art der Sicherheitsabschal¬ tung realisiert -werden, indem in den Steuersignalfluß für die Zusatzpumpe .68 eine Zeitschaltung eingebaut wird. Die Pumpe 68 ist so ausgelegt, daß sie in der Lage ist, in vorbestimmter Zeit überschüssiges, durch Abkühlung der eintretenden Rauchgase gebildetes Kon¬ densat soweit abzupumpen, daß der Sensor 66 das Signal S ₅ nicht mehr abgibt. Sollte die Pumpe allerdings bei einer Störung, beispielsweise beim Eintreten des auf¬ zuheizenden Mediums durch ein zu Bruch gegangenes Wär¬ metauscherrohr 24 nicht mehr in der Lage sein, die Flüssigkeit aus dem Auslaßverteiler in dieser vorbe¬ stimmten Zeitspanne abzupumpen, so gibt die Zeitschal¬ tung einen die gesamte Heizungsanlage abschaltendes Si¬ gnal ab.

Zur weiteren Absicherung der Wärmetauscherrohe 24 gegen Bruch ist eine besondere Abstützung der unteren Enden der Wärmetauscherrohre 24 vorgesehen. Zu diesem Zweck befindet sich in einem Abstand M von der unteren, die Wärmetauscherrohre 24 fixierenden Lochplatte 24 eine zusätzliche Stütz-Lochplatte 80, die ihrerseits Durch¬ brüche 82 aufweist, die mit den Durchbrüchen 34 in der darüberliegenden Lochplatte 22 im wesentlichen fluch¬ ten. Die zusätzlich Stütz-Lochplatte 80 hat die Funk-

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tion, die Wärmetauscherrohre 24 gegen Absinken zu si¬ chern, was bislang in dem einen oder anderen Fall da¬ durch auftreten konnte, daß die Außendurchmesser derar¬ tiger, gegen heiße, aggressive Medien unepfindlicher Rohre verhältnismäßig stark schwanken. Bei der gezeig¬ ten Ausführungsform wird diese Sicherung der Wärmetau¬ scherrohre 24 durch eine mit identischem Lochmuster ausgebildete Stütz-Lochplatte 80 erreicht, deren Durch¬ brüche 82 allerdings um ein gewisses Versetzungs¬ maß DELTA S zu den Durchbrüchen 34 der darüberliegenden Lochplatte 22 versetzt sind. Die Rohre 24 können somit mit ihren Stirnseiten 84 an den Rändern der Durchbrüche 82 der Stütz-Lochplatte 80 anliegen, so daß ein nach unten wandern der Rohre 24 selbst dann nicht mehr mög¬ lich ist, wenn sich aufgrund thermischer Ausdehnungen die Passung zwischen Rohr 24 und Dichtungsring 38.ver- • ändern sollte.

Ein zuverlässiges Anliegen der unteren Stirnseiten 84 der Wärmetauscherrohre 24 an der Stütz-Lochplatte 80 kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß die Durchmesser der Durchbrüche 82 kleiner sind als der Au¬ ßendurchmesser D _A der Wärmetauseherröhre 24, ansonsten aber exakt mit den Durchbrüchen 34 fluchten. Wenn die Lochplatten allerdings als Kreisscheiben ausgebildet werden, wie dies beim gezeigten Ausführungsbeispiel der Fall ist, ergibt sich eine hinsichtlich der Herstel¬ lungstechnik besonders einfache Lösung des Problems dann, wenn das Lochmuster in der unteren Fixierungs- Lochplatte 22 identisch mit demjenigen in der Siche- rungs-Lochplatte 80 ausgebildet wird und diese beiden übereinanderliegenden Lochplatten gegeneinander um ein vorbestimmtes Winkelmaß DELTA PHI gegeneinander ver¬ dreht werden (vergl. Figur 3). Sofern keiner der Durch¬ brüche 82 bzw. 34 im Zentrum Z der Kreis-Lochplatten 22, 80 angeordnet ist, werden sämtliche, im wesentli¬ chen miteinander fluchtende Löcher 34 und 82 relativ

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zueinander versetzt, was durch die Pfeile in Figur 3 angedeutet ist. Es können somit auf einfachste Weise alle Stirnseiten 84 der Wärmetauscherrohre 24 gleich¬ zeitig wirksam abgestützt werden.

Mit dem Bezugszeichen 86 sind Sützstäbe bezeichnet, die vorzugsweise in gleichmäßigem Abstand zueinander ange¬ ordnet sind und sich einerseits an einer Bodenfläche 88 des Wärmetauschers und andererseits an der Unterseite 90 der unteren Fixierungs-Lochplatte 22 abstützen. Zu diesem Zweck erstrecken sich .die Stützstäbe 86 jeweils durch die Sicherungs-Lochplatte 80 hindurch. Die Stütz¬ stäbe 86 sorgen dafür, daß sich die untere Fixierungs- Lochplatte 22 unter dem darüber lastenden Gewicht des aufzuheizenden Mediums in der Wärmeübertragungskammer 14 nicht übermäßig durchbiegen, so daß die Gefahr von Schäden im Bereich der Wärmetauscherrohrenden erheblich vermindert ist.

Die Stützstäbe 86 können sich entweder mit Spiel durch entsprechende Ausnehmungen in der Sicherungs-Lochplatte 80 hindurch erstrecken...Es kann allerdings auch eine Schweißverbindung zwischen Sicherungs-Lochplatte 80 und Stützstäben 86 vorgesehen sein, wodurch die Steifigkeit der Abstützung weiter angehoben wird.

Bei der gezeigten Ausführungsform erfolgt die Fixierung der oberen Lochplatte 20 an der unteren Lochplatte 22 sowie der Sicherungs-Lochplatte 80 jeweils durch eine Radialschulter. Im Bereich des Randes der oberen Fixie¬ rungs-Lochplatte 20 ist eine Stufe 92 in der Zylinder¬ wand des Gehäuses 4 vorgesehen. Die untere Fixierungs- Lochplatte 22 liegt auf der oberen Stirnfläche 94 eines Stützrohr-Einsatzes 96 auf, die eine Radialschulter 98 zur Abstützung der Sicherungs-Lochplatte 80 hat. Um eine absolute und dauerhafte Dichtheit der Wärmetau¬ scherkammern zu erreichen ist es regelmäßig erforder-

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lieh, bei geeigneter Wahl des Kunststoffmaterials die¬ ser Komponente eine ggf. mehrlagige Schweißverbindung zwischen den Lochplatten 20, 22 und 80 und dem zylin¬ drischen Gehäuse 4 vorzusehen, die bei Verwendung von Polypropylen in einfacher Weise herstellbar ist. Die Inbetriebnahme des Wärmetauschers erfolgt vorzugsweise auf folgende Art und Weise:

Vor Beaufschlagung des Wärmetauschers mit dem aggressi¬ ven Medium, wie z.B. den heißen Rauchgasen einer Hei¬ zungsanlage, wird die Wärmeübertragungskammer 14 voll¬ ständig aufgefüllt, so daß das aufzuheizende Medium le¬ diglich unter einem Niederdruck steht, der von der geo¬ dätischen Höhe des Ausgleichsbehälters 72 bestimmt ist. Zusätzlich wird in den Bodenbereich des Behälters Kühl¬ mittel eingelassen. Der Wärmetauscher kann nun mit dem aggressiven, gasförmigen Medium beaufschlagt werden. Solange der Arbeitspegel P _A des Kühlmittels 40 auf der oberen Fixierungs-Lochplatte 20 noch nicht erreicht ist, kann der Wärmetauscher durch geeignete Maßnahmen im Bereich der Rauchgasführungskanäle mit verringerter Leistung gefahren werden. Die Pumpe 50 pumpt während¬ dessen Kühlmittel in diesen oberen Bereich. Wenn der Arbeitspegel P _A aufgebaut ist, wird ein Signal S-^ abge¬ geben, so daß der Wärmetauscher mit voller Leistung thermisch beaufschlagt werden kann.

Nachstehend wird anhand der Figur 5 ein weiteres Aus- führungsbeispiel des Wärmetauschers beschrieben, der sich durch eine besonders einfache Steuerung auszeich¬ net. Zur Vereinfachung der Beschreibung sind diejenigen Elemente des Wärmetauschers, die den Bauteilen der Aus¬ führungsform gemäß Figur 1 bis 3 entsprechen, mit iden¬ tischen Bezugszeichen versehen. Zur Kontrolle des Kühl¬ mittelpegels auf der oberen Lochplatte 20 ist wiederum ein Meßbehälter 44 vorgesehen, der über eine Verbin¬ dungsleitung 45 in kommunizierender Verbindung mit dem

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Kühlmittel 40 steht. An der Außenwand des Meßbehälters 44 sind bei dieser Ausführungsform lediglich zwei Sen¬ soren, nämlich ein Maximalpegel-Sensor 47 und ein Mini¬ malpegel-Sensor 49 angebracht. Diese Sensoren arbeiten vorzugsweise induktiv, d.h. berührungslos. Bei Errei¬ chen des Minimalpegels PMIN wird das Signal S7 abge¬ geben, während bei Erreichen des Maximalpegels PMAX das Signal S8 abgegeben wird. In der einfachsten Form wer¬ den die beiden Sensoren 47 und 49 in einem Bauelement zusammengefaßt, das bei Absinken des Pegels auf PMIN ein Stromsignal abgibt .und bei Erreichen des Pegels PMAX die Abgabe des Stromsignals unterbricht. Das Si¬ gnal S7 dient zur Steuerung der vorstehend beschriebe¬ nen Kühlmittel-Pumpe 50, die bei der Ausführungsform gemäß Figur 5 nicht mehr näher dargestellt ist. Folg¬ lich kann der Pegel des Kühlmittels 40 durch inter¬ mittierende Ansteuerung der Pumpe ständig zwischen PMIN und PMAX gehalten werden.

Den Sensoren bzw. dem einzigen Sensor ist eine Zeit¬ schaltung zugeordnet, die folgende Funktion hat. Sobald der Minimalpegel. PMIN erreicht und das Stromsignal S7 die Pumpe 50 aktiviert, wird gleichzeitig ein in der Zeitschaltung vorgesehenen Zeitrelais gestartet. Die Pumpe 50 pumpt nun Kühlmittel in den Bereich oberhalb der Lochplatte 20, so daß unter gewöhnlichen Umständen der Pegel zu steigen beginnt. Sollte innerhalb der vom Zeitrelais vorgegebenen Zeitspanne, die vorzugsweise einstellbar ist, der Maximalpegel PMAX nicht erreicht werdn, erkennt dies die Zeitschaltung als Fehler und schaltet den Wärmetauscher auf Störung bzw. die gesamte Heizungsanlage ab.

Abweichend von der anhand der Figuren 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform, ist bei der in Figur 5 gezeigten Vari¬ ante eine weitere Abwandlung dahingehend getroffen, daß der Ablaufstutzen 16 gleichzeitig als Halterung für das

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Thermoelement 78 dient, das in diesem Fall als Thermo¬ stat ausgelegt ist. Dabei dient ein Seitenanschluß 79 des AblaufStutzens 16 als Abfluß des aufzuheizenden Mediums. Der Anschluß an den in Figur 5 nicht näher dargestellten Ausgleichsbehälter ist folglich bei die¬ ser Ausführungsform umfangsmäßig versetzt zum Ablauf¬ stutzen 16 am Behälter vorgesehen. Die Figur 5 läßt er¬ kennen, daß der Ablaufstutzen 18 möglichst nahe an der oberen Lochplatte 20 angeordnet ist, um sicherzustel¬ len, daß das aufgrund der Erwärmung aufsteigende Zwi¬ schenmedium frei von Strömungs-Totzonen abgeleitet wer¬ den kann.

Das Thermostat 78 kann zusätzlich dazu herangezogen werden, die Auslauftemperatur des Zwischenmediums zu regeln, über eine Schwellwertschaltung kann jedoch auch bei dieser Ausführungsform wiederum das Signal S6 zur Erzeugung eines Störsignals bzw. zum Abschalten der Heizungsanlage herangezogen werden.

Auch bei der Ausführungsform gemäß Figur 5 ist eine Einrichtung vorgesehen, um den Kondensatstand im Boden¬ teil 8 zu überwachen. Auch dort kann ein einzelner Sen¬ sor vorgesehen werden, der zwei Signale, nämlich ein Signal SMIN und ein Signal SMAX abgeben kann. Der Sen¬ sor, der vorzugsweise als kapazitiver Effektor ausge¬ stattet ist, sitzt wenige Zentimeter über dem Behälter¬ boden 10 und arbeitet wie folgt: Bei Erreichen des Ma¬ ximalpegels gibt er das Signal SMAX ab und aktiviert damit die Pumpe 68, um Kondensat in das Neutralisati¬ onsgefäß 71 zu pumpen. Gleichzeitig läuft ein Zeitre¬ lais an und überwacht die vorzugsweise einstellbare Zeit (etwa 2 Minuten), die der Pumpe 68 zur Verfügung steht, um den Minimalpegel des Kondensats im Bodenbe¬ reich zu erreichen. Wird der Minimalpegel erreicht, so daß das Signal SMIN abgegeben werden kann, wird die Pumpe 68 stillgestellt und das Zeitrelais wird auf Null

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zurückgeschaltet. Wird der Minimalpegel innerhalb der voreingestellten Zeitspanne nicht erreicht, so deutet dies auf eine Störung des Wärmetauschers bzw. der Heizungsanlage hin, wodurch eine Sicherheitsabschaltung der Heizungsanlage erfolgt.

Es ist somit festzuhalten, daß bei der Ausführungsform gemäß Figur 5 zur Steuerung und Sicherheitsabschaltung des Wärmetauschers lediglich zwei Sensoren erforderlich werden, denen jeweils ein Zeitrelais bzw. eine Zeit¬ steuerschaltung zugeordnet ist. Der Wärmetauscher -ist auf diese Art und Weise mit sehr geringem Aufwand zu¬ verlässig vor Schäden gesichert.

In Figur 6 ist anhand eines Teilschnitts dargestellt, in welcher Weise dafür gesorgt werden kann, daß das Kühlmittel auf der oberen Lochplatte 20 einen gewissen Stand nicht überschreitet. Zu diesem Zweck ist die Be¬ hälterwand 4 mit einer Bohrung 4.4 ausgestattet, an die ein Anschlußstutzen 73 einer Kondensat- bzw. Kühlmit- tel-Abflußleitung 75 angeschlossen ist. In Figur 6 ist darüber hinaus ein Anschluß 71 für die Verbindungslei¬ tung 74 zum Ausgleichsbehälter 72 erkennbar.

Schließlich soll anhand der Figur 7 eine weitere Vari¬ ante des Wärmetauschers beschrieben werden, die sich durch eine besonders zuverlässige und standfeste Ab¬ stützung der untersten Lochplatte 22 auszeichnet. Auch bei dieser Ausführungsform sind diejenigen Teile des Wärmetauschers, die den Komponenten der vorstehend be¬ schriebenen Ausführungsbeispiele entsprechen, mit iden¬ tischen Bezugszeichen bezeichnet. Die Besonderheit der Ausführungsform gemäß Figur 7 besteht zum einen darin, daß die Stützstäbe 186, von denen lediglich einer dar¬ gestellt ist, abweichend von der Ausführungsform gemäß Figur 1 bis 3 im Durchmesser stärker ausgebildet sind. Die Oberseite der Stützstäbe 186 stützt sich deshalb

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nicht mehr zwischen den Bohrungen 34 der Lochplatte 22 ab. Vielmehr sind in der Lochplatte 22 im Bereich der Stützstäbe 186 keine Bohrungen und dementsprechend dar- überliegend keine Glasröhren vorgesehen.

Die weitere Besonderheit der Ausführungsform gemäß Fi¬ gur 7 ist darin zu sehen, daß die unterste Lochplatte 22 und/oder die Sicherungs-Lochplatte 80 mittels mehre¬ rer, vorzugsweise in gleichmäßigem Umfangsabstand zu¬ einander stehender Distanz-Stützstäbe 178 abgestützt sind. Vorzugsweise sind sechs derartige Distanz-Stutz- stäbe 178 im Winkelabstand von etwa 60° vorgesehen. Für den Fall, daß die Platten 22 und 80 nicht - wie in Figur 7 dargestellt - unmittelbar aufeinander liegen, sind zwischen der Fixierungs-Lochplatte 22 und der Sicherungs-Lochplatte 80 zusätzliche Distanzstäbe eingebracht.

Schließlich besteht eine weitere Abweichung zwischen der Ausführungsform gemäß Figur 7 und den zuvor be¬ schriebenen Varianten darin, daß die Sicherungs-Loch¬ platte 80 mit dem darin eingebrachten Lochmuster so ausgebildet ist, daß die Achsen der Löcher in beiden Platten exakt miteinander fluchten, daß jedoch der Durchmesser der Löcher in der Sicherungs-Lochplatte 80 geringfügig kleiner ist als der Durchmesser in der Fi¬ xierungs-Lochplatte 22.

Die Erfindung schafft somit einen Wärmetauscher für aggressive, gasförmige Medien, insbesondere für die En¬ ergie-Rückgewinnung aus den Rauchgasen eines Heizungs¬ kessels. Der Wärmetauscher weist einen stehenden Behäl¬ ter auf, in dem ein Bündel von gasdurchströmten Rohren, insbesondere Glasrohren, aufgenommen und mittels zumin¬ dest zweier im Vertikalabstand zueinander stehender

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Lochplatten abgedichtet fixiert ist. Zwischen den Loch¬ platten ist zumindest eine gegen einen Einlaß- und einen Auslaßverteiler abgeschirmte Wärmeübertragungs¬ kammer für das aufzuheizende Medium gebildet. Das ag¬ gressive Medium durchströmt den Wärmetauscher von oben nach unten und es ist eine Einrichtung vorgesehen, mit der der Pegel eines auf der obersten Lochplatte stehen¬ den Kühlmittels kontrollierbar ist.

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