Untersuchung der Gesamtwärmeübertragung in Kesseln mit nachgeschalteten Thermosiphons oder Wärmetauschern in Blasensäulen

Hatzfeld, Oliver; Köhne, Heinrich

doi:HT013231952

Untersuchung der Gesamtwärmeübertragung in Kesseln mit nachgeschalteten Thermosiphons oder Wärmetauschern in Blasensäulen

Hatzfeld, Oliver^RWTH*

2001

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Oliver Hatzfeld

ImpressumAachen : Shaker 2001

UmfangX, 98 S. : graph. Darst.

ISBN3-8265-9035-X

ReiheBerichte aus der Energietechnik

Zugl.: Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2000

Genehmigende Fakultät
Fak05

Hauptberichter/Gutachter
Köhne, Heinrich (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2000-12-15

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-2190
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/59745/files/Hatzfeld_Oliver.pdf

Einrichtungen

Fakultät für Georessourcen und Materialtechnik (500000)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Ingenieurwissenschaften (frei) ; Kleinfeuerungsanlage (frei) ; Ölfeuerung (frei) ; Heizkessel (frei) ; Modulbauweise (frei) ; Brennwertkessel (frei) ; Wärmeübertragung (frei) ; Blasensäule (frei) ; Thermosyphon (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 620

Kurzfassung
Die Energie zur Beheizung von Gebäuden und die Erwärmung von Brauchwasser wird in Nordeuropa zu einem großen Teil durch Verbrennung fossiler Energieträger wie z. B. Erdgas oder Heizöl bereitgestellt. Der Wärmebedarf in Gebäuden variiert durch die individuelle Nutzung und durch die Jahreszeiten bedingt stark. Die Anpassung an den Wärmebedarf erfolgt durch intermittierenden Betrieb und über die Anlagenlaufzeit. Beim Start und Stopp der Anlage werden innerhalb eines Jahres erhebliche Mengen CO- und CxHy- Emissionen emittiert. Die Schalthäufigkeit der Anlage kann durch Variation der Brennerleistung herabgesetzt und die Emissionen weiter reduziert werden. Diese Betriebsweise ist nicht mit jedem Heizkessel möglich. Bei der Leistungsvariation kann es zur Kondensation von sauren Abgaskomponenten im Kessel kommen und diesen dadurch schädigen. Insbesondere bei mit Heizöl befeuerten Kesseln entsteht bei der Kondensation aufgrund des Schwefelgehaltes im Brennstoff Schwefelsäure. In dieser Arbeit werden 2 Kesselprinzipien für die Befeuerung mit Heizöl und den Betrieb bei Leistungsvariation untersucht. Bei dem 1. Kesselprinzip findet die Kondensation durch Taupunktunterschreitung des Wassers im Abgas (Brennwerttechnik) bei gleichzeitiger Abgasentschwefelung im gesamten Leistungsbereich durch Wärmeübertragung in Blasensäulen statt. Mit dem 2. Kesselprinzip wird hingegen die Kondensation im gesamten Leistungsbereich durch spezielle Thermosiphons mit temperaturabhängiger Schaltfunktion vermieden, um eine Anlage mit einfachen und Wartungsarmen Aufbau zu erhalten. Durch die Arbeit sind 2 Wärmeübertragungsprinzipien gegeben, mit denen es möglich ist Wärme in einem großen Leistungsbereich von bis zu 1:10 bei nahezu unverändertem Wirkungsgrad zu übertragen.

In North Europe the domestic heating systems an the hot-water supply are mainly supplied by the process of combustion of fossil sources as natural gas or fuel oil. As a result to individual consumption and seasonal heating periods during a year the high difference in the required heat varies significantly. The boiling system adjusts itself towards the changing heat consumption by operating in a stop and go modus with different operation time. A harmful amount of CO- an CxHy- emissions results from the start and stop operation during a year. By regulating automatically the power of the burner in a boiler system these emissions can be reduced. This operation mode is not practicable with standard boilers. While changing the power, contents of the flew gas can condense inside the boiler and corrode its wall. Especially in boilers for fuel oil combustion sulfuric acid can result from condensation because of sulfur contents in fuel oil. Investigations on 2 new boiler principles for fuel oil combustion and for a high power range were made. The first principle is a gas condensing boiler which is designed for permanent condensation and desulfurization of the flew gas. In this boiler a bubble column is used for heat and mass transfer. With the second principle a boiler can operate in a high power range without any condensation. Condensation is avoided to construct very simple designed boilers. The heat is transferred in special wickless Heat Pipes. With these two Heat Transfer Principles heat can be transferred in a power range of up to 1:10 nearly without a loss of the systems thermal effectivity.

OpenAccess:
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