CH626153A5

CH626153A5 - Heating aggregate for hot-water heating systems

Info

Publication number: CH626153A5
Application number: CH119078A
Authority: CH
Inventors: Gottfried Mueller; Paul Hipp
Original assignee: Schako Metallwarenfabrik
Priority date: 1977-02-18
Filing date: 1978-02-03
Publication date: 1981-10-30
Also published as: SE7801626L; ES467093A1; DK69478A; SE435421B; NL7801623A; FR2381253B1; FR2381253A1; NO780556L; ATA90978A; DE2706922C2; CA1107702A; BE864051A; IT7848078A0; LU79075A1; DE2706922A1; AT377354B; IT1102357B

Description

Die Erfindung betrifft ein Heizaggregat für Warmwasserheizungen. The invention relates to a heating unit for hot water heating.

Unter Warmwasserheizung soll hier jede Heizung verstanden werden, bei welcher ein flüssiger Wärmeträger in einer geschlossenen Rohranlage in einem ständigen Kreislauf umgewälzt und Heizkörpern zugeführt wird. Der Wärmeträger ist im allgemeinen Wasser, kann aber ebenso auch öl oder eine andere geeignete Flüssigkeit sein. Hot water heating is to be understood here to mean any heating in which a liquid heat transfer medium is circulated in a closed pipe system in a constant cycle and supplied to radiators. The heat transfer medium is generally water, but it can also be oil or another suitable liquid.

Bei den bekannten Heizungen besteht ein wesentlicher Nachteil darin, dass ein grosser Teil der in der Heizungsfeuerung erzeugten Wärmeenergie ungenutzt mit den Abgasen der Feuerung entweicht. Dieser Nachteil besteht in gleicher Weise bei Sammelheizungen, bei welchen durch eine zentrale Feuerung ein den Wärmeträger enthaltender Kessel für die Versorgung eines ganzen Hauses erhitzt wird, und bei Einzelheizungen, bei welchen für jeden zu beheizenden Raum eine gesonderte Feuerung vorgesehen ist. Ebenso ist dieser Nachteil unabhängig davon, ob in der Feuerung Kohle, Öl, Gas oder ein sonstiger Brennstoff verwendet wird. A major disadvantage of the known heaters is that a large part of the thermal energy generated in the heating furnace escapes unused with the flue gases of the furnace. This disadvantage exists in the same way for collective heating systems, in which a boiler containing the heat transfer medium is heated for the supply of an entire house by a central firing system, and for individual heating systems, in which a separate firing system is provided for each room to be heated. This disadvantage is also independent of whether coal, oil, gas or another fuel is used in the furnace.

Das ungenutzte Entweichen der Abgase der Feuerung mit hoher Temperatur bedeutet eine unnötige Energieverschwendung, die im Hinblick auf die hohen Energiekosten und die beschränkten Energievorräte äusserst unwirtschaftlich ist. Ausserdem führen die mit hoher Temperatur entweichenden Abgase insbesondere in Ballungszentren zu einer bedenklichen Umweltbeeinflussung. The unused escape of the exhaust gases from the furnace at high temperature means an unnecessary waste of energy, which is extremely uneconomical in view of the high energy costs and the limited energy reserves. In addition, the exhaust gases escaping at high temperatures lead to a questionable environmental impact, particularly in conurbations.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Ener-dieverschwendung zu vermeiden und die in der Heizungsfeuerung erzeugte Wärmeenergie in wirtschaftlicher Weise vollständiger auszunützen. The object of the invention is to avoid this waste of energy and to utilize the thermal energy generated in the heating furnace in a more economical manner.

Diese Aufgabe wird durch ein Heizaggregat für Warmwasserheizungen gelöst, das erfindungsgemäss gekennzeichnet ist durch einen Wärmetauscher, der mit den heissen Abgasen einer Heizungsfeuerung in Berührung bringbar ist, und einen an diesen angeschlossenen Ausgleichbehälter, wobei der Wärmetauscher und der Ausgleichbehälter in Reihe in die geschlossene Heizungsrohranlage einer Warmwasserheizung einsetzbar sind. This object is achieved by a heating unit for hot water heaters, which is characterized according to the invention by a heat exchanger which can be brought into contact with the hot exhaust gases of a heating system, and an expansion tank connected to this, the heat exchanger and the expansion tank being connected in series to the closed heating pipe system Hot water heating can be used.

Erfindungsgemäss wird die Wärmeenergie der heissen Abgase einer herkömmlichen Heizungsfeuerung durch ein zusätzliches Heizaggregat ausgenützt, welches den heissen Abgasen über den Wärmetauscher die Wärme entzieht. Das zusätzliche Heizaggregat betreibt ein von dem übrigen Heizungssystem vollständig getrenntes Warmwasserheizungs-system mit eigener Rohranlage und eigenen Heizkörpern. Der Ausgleichbehälter dient dabei gewissermassen als Kessel, um ein ausreichendes Warm Wasserreservoir für dieses gesonderte Heizungssystem zur Verfügung zu haben. According to the invention, the thermal energy of the hot exhaust gases of a conventional heating system is used by an additional heating unit, which extracts the heat from the hot exhaust gases via the heat exchanger. The additional heating unit operates a hot water heating system that is completely separate from the rest of the heating system, with its own pipe system and its own radiators. To a certain extent, the expansion tank serves as a boiler in order to have a sufficient hot water reservoir available for this separate heating system.

Für die Anordnung des Wärmetauschers sind einerseits baulich-konstruktive und andererseits wärmetechnische Gesichtspunkte bestimmend. So kann der Wärmetauscher, der z. B. in vorteilhafter Weise aus einer Kupferrohrschlange bestehen kann, in den Verbrennungsraum der Feuerung oder in das Abgasrohr hineinragen, so dass er allseitig mit den heissen Verbrennungsgasen in Berührung kommt. Dadurch ergibt sich einerseits zwar eine gute Wärmeübertragung von For the arrangement of the heat exchanger, on the one hand structural and constructive aspects are decisive. So the heat exchanger, the z. B. can advantageously consist of a copper coil, protrude into the combustion chamber of the furnace or in the exhaust pipe, so that it comes into contact with the hot combustion gases on all sides. On the one hand, this results in good heat transfer from

3 3rd

626153 626153

den heissen Gasen auf den Wärmetauscher, andererseits eig- Abgasrohr anschliessbaren Austrittsstutzen zusammengeführt net sich diese Anordnung aber weniger gut für eine nach- sind. The hot gases on the heat exchanger, on the other hand merging the outlet pipe that can be connected to the exhaust pipe, make this arrangement less useful for a subsequent use.

trägliche Installation und der Wärmetauscher kann den Quer- Diese Ausführungsform liefert besonders kompakte Ausschnitt des Abgasrohres in nachteiliger Weise verkleinern. senabmessungen, da sich das erfindungsgemässe Heizaggregat Sluggish installation and the heat exchanger can reduce the cross- This embodiment provides particularly compact section of the exhaust pipe in a disadvantageous manner. dimensions, since the heating unit according to the invention

Wird der Wärmetauscher auf den Aussenumfang des Ab- 5 unmittelbar an den Brennraum der Feuerung anschliesst. gasrohres angebracht, vorzugsweise als schraubenlinienförmig Es ergibt sich ausserdem eine besonders gute Wärmeausauf das Abgasrohr gewickelte Kupferrohrschlange, so wird nutzung, da der Wasserbehälter des Heizaggregates direkt mit der Strömungsquerschnitt des Abgasrohres nicht verkleinert einer Wand des Brennraums der Feuerung in Wärmekontakt und eine nachträgliche Anbringung bei einer bereits vorhan- steht. If the heat exchanger is connected to the outer circumference of the Ab- 5 directly to the combustion chamber of the furnace. attached gas pipe, preferably as a helical shape.There is also a particularly good heat from the copper pipe coil wound on the flue pipe, so use is made because the water tank of the heating unit does not directly reduce the flow cross-section of the flue pipe already exists.

denen Heizungsanlage ist ohne weiteres möglich. Wird das 10 Da der Wasserbehälter des Wärmetauschers ein verhält-Kupferrohr zusätzlich noch mit dem Abgasrohr verlötet, so nismässig grosses Wasservolumen aufnehmen kann, ist in ergibt sich ausserdem auch ein sehr guter Wärmeübergang vielen Anwendungsfällen ein zusätzlicher Ausgleichsbehälter von dem Abgasrohr zu dem Wärmetauscher, der eine gute überhaupt nicht erforderlich, es kann vielmehr der Wasser-Ausnützung der Wärmeenergie der Abgase ermöglicht. behälter selbst gleichzeitig als Ausgleichsbehälter dienen, der which heating system is easily possible. If the water tank of the heat exchanger also brazes a copper pipe with the exhaust pipe so that it can absorb large amounts of water, there is also a very good heat transfer in many applications, an additional expansion tank from the exhaust pipe to the heat exchanger, which is one good is not necessary at all, rather it allows water to utilize the thermal energy of the exhaust gases. container itself serve as an expansion tank at the same time

Diese Ausführungsform hat auch den Vorteil, dass das 15 e^ne ausreichende Wassermenge für die zu versorgenden erfindungsgemässe Heizaggregat bereits vollständig vorgefer- Heizkörper zur Verfügung stellt. Nachteilig ist dabei aller-tigt vom Hersteller geliefert werden kann. Dazu wird der dings, dass das gesamte Rücklaufwasser der Heizungsanlage Wärmetauscher und gegebenenfalls auch der Ausgleichbehäl- über den Wärmetauscher strömt, so dass es nicht möglich ist, ter bereits fest auf einem Rohrabschnitt angebracht geliefert einen Teil des kalten Rücklaufwassers unter Umgehung des und zur Montage des Heizaggregates ist es nur erforderlich, ® Wärmetauscher direkt dem Ausgleichbehälter über ein Mischein entsprechendes Stück des Abgasrohres durch den mit dem ventil zuzuführen, um die Temperatur des der Heizungs-Wärmetauscher versehenen Rohrabschnitt zu ersetzen. anlage zugeführten Vorlaufwassers einzustellen. This embodiment also has the advantage that the sufficient amount of water for the heating unit according to the invention to be supplied is already completely pre-prepared. The disadvantage is that the manufacturer can deliver it. For this purpose, the fact that all the return water from the heating system heat exchanger and possibly also the expansion tank flows over the heat exchanger, so that it is not possible to attach a portion of the cold return water already bypassing the and to mount the It is only necessary for the heating unit to supply ® heat exchanger directly to the expansion tank by mixing a corresponding piece of the exhaust pipe through the valve in order to replace the temperature of the pipe section provided with the heating heat exchanger. to adjust the supply water flow.

Das in dem Wärmetauscher erhitzte Wasser wird in dem . *?a® erfindungsgemässe Heizaggregat kann in Verbindung Ausgleichbehälter gesammelt und gelangt von dort durch fder TuTbhchen Heizungsfeuerung verwendet werden. The water heated in the heat exchanger is in the. *? a® heating unit according to the invention can be collected in connection with the expansion tank and can be used from there to be used for heating the heating system.

Schwerkraft oder mittels einer Pumpe über die Rohranlage 25 Wird das Heizaggregat an dem Abgasrohr der Kesselfeuerung zu den Heizkörpern. Der Ausgleichbehälter liegt Vorzugs- einer Sammelheizung angebracht, so können mit diesem weise ebenfalls an dem Abgasrohr an, so dass dieses auch an Nachheizaggregat zwei bis drei Heizkörper durchschnittli-den Ausgleichbehälter noch Wärme übertragen kann, um ein eher Grosse versorgt werden. Versuche haben gezeigt, dass Absinken der Temperatur des Wassers zu verhindern. Das auf dlfe Weise eine Wohnraumflache von 40 bis 45 m2 bei abgekühlte Rücklaufwasser von den Heizkörpern gelangt 30 normaler Raumhöhe gut beheizt werden kann Wird das er-über den Wärmetauscher erwärmt wieder in den Ausgleich- fin ungsgemasse Heizaggregat bereits bei der Installation des behälter. Durch eine den Wärmetauscher überbrückende Lei- herkömmlichen Heizsystems eingeplant, so kann dieses her-tung kann das abgekühlte Rücklaufwasser auch direkt, mit- ^ommhehe Heizsystem dementsprechend kleiner dimensio-tels eines Ventils dosiert, in den Ausgleichbehälter geleitet niert werden" Wird das erfindungsgemässe Heizaggregat da-werden. Dadurch kann der Ausgleichbehälter auch als Misch- 35 erst nachträglich installiert, so kann dementsprechend behälter zur Einstellung der Temperatur des Vorlaufwassers dle eizleistung ides herkömmlichen Systems reduziert wer- Gravity or by means of a pump via the pipe system 25 If the heating unit on the exhaust pipe of the boiler firing to the radiators. The expansion tank is preferably attached to a collective heater, so that it can also be used on the exhaust pipe, so that it can also transfer heat to the heating tank to an average of two to three radiators to supply a relatively large one. Attempts have been made to prevent the water temperature from dropping. That a living space of 40 to 45 m2 with cooled return water from the radiators can be heated to a normal room height in the same way. If it is heated via the heat exchanger, it is returned to the balancing mass heating unit when the tank is installed. Scheduled by a conventional heating system bridging the heat exchanger, this means that the cooled return water can also be fed directly into the expansion tank with the corresponding smaller dimensions of a valve, so that the heating unit according to the invention is there As a result, the expansion tank can also be installed later as a mixer, so that the tank for setting the temperature of the supply water can be reduced in the conventional system.

für die Heizkörper verwendet werden. den'TTIn Jedem Fal1 f,_eme Einsparung von ca. 15 bis 30 «/„ can be used for the radiators. den'TTIn Every case 1 f, _eme savings of approx. 15 to 30 «/“

T . . 4 .... . , ~ r. , , der Heizkosten möglich, wie Versuche zeigten. T. . 4 ..... , ~ r. ,, the heating costs possible, as experiments have shown.

In einer weiteren Ausfuhrungsform der Erfindung besteht Auch die nachträgliche Montage des erfindungsgemässen der Wärmetauscher aus einem vom Wasser der Heizungs- ^ Heizaggregates ist äusserst einfach. Es wird lediglich in der anlage durchströmten Behälter, durch den mehrere die Ab- oben beschriebenen Weise ein Xeil des Abgasrohres des vorgase der Heizungsfeuerung fuhrende Warmerohre verlaufen. handenen Heizungssystems herausgenommen und der entspre- In a further embodiment of the invention, the subsequent assembly of the heat exchanger according to the invention from one of the water of the heating / heating unit is extremely simple. It is only in the tank through which the system flows, through which several pipes, as described above, run a part of the exhaust pipe of the pre-gas of the heating furnace. existing heating system and the corresponding

Auch diese Ausführungsform eignet sich besonders zum chende mit dem Wärmetauscher und dem Ausgleichbehälter nachträglichen Einbau in eine bereits vorhandene Heizungs- versehene Rohrabschnitt eingesetzt. Die Zulauf- und Rück- This embodiment is also particularly suitable for subsequent installation with the heat exchanger and the expansion tank in an already existing heating pipe section. The inlet and return

anlage in der oben beschriebenen Weise. Der Wärmetauscher laufrohre der zwei bis drei durch das erfindungsgemässe ist äusserst einfach aufgebaut, da zur Aufnahme des zu er- Heizaggregat zu versorgenden Heizkörper werden von dem wärmenden Wassers ein billig herzustellender Behälter ver- vorhandenen Heizungskreislauf abgetrennt und an das erfin- plant in the manner described above. The heat exchanger tubes of the two to three through the inventive is extremely simple in construction, since in order to accommodate the radiator to be supplied, a heating circuit which is inexpensive to produce is separated from the heating water and is passed to the invented heating circuit.

wendet wird. Da die heissen Abgase der Feuerung in meh- dungsgemässe Heizaggregat angeschlossen. is applied. Because the hot flue gases from the furnace are connected to a heating unit that is suitable for use.

reren Wärmerohren durch das Wasser m dem Behälter ge- DaS erfindungsgemässe Heizaggregat kann auch in äus- Other heat pipes through the water in the tank. The heating unit according to the invention can also be

leitet werden, ist eine ausreichende Berührungsfläche für den serst vorteilhafter Weise in Verbindung mit einer Einzelhei- are sufficient contact area for the very advantageously in connection with a single

Wärmeübergang vorhanden. zung zur Beheizung einer Etagenwohnung verwendet werden. Heat transfer present. can be used to heat a flat.

Besonders einfach wird der Wärmetauscher, wenn die Dazu wird ein Kohle-, Öl- oder Gasofen so angeordnet, dass Wärmerohre geradlinig durch den Wasserbehälter geführt er gleichzeitig zwei oder drei aneinander angrenzende Räume sind. Es sind dabei zweckmässigerweise wenigstens vier Wär- direkt beheizt. Dieser Ofen wird mit einem erfindungsgemäs-merohre vorgesehen, um auch bei einem geradlinigen Verlauf 55 sen Heizaggregat versehen, dessen Wärmetauscher das Ab-der Wärmerohre eine ausreichend grosse Berührungsfläche gasrohr dieses Ofens umschliesst und ausserdem auch auf diezwischen den Wärmerohren und dem zu erwärmenden Was- sem Ofen angebracht sein kann. Selbstverständlich kann der ser zu gewährleisten. Wärmetauscher auch im Verbrennungsraum des Ofens ange-Der Wärmetauscher kann in das Abgasrohr der Heizungs- ordnet sein. Dieses Heizaggregat versorgt Warmwasserheiz-feuerung einsetzbar sein und einen an das Abgasrohr an- fi0 körper, die in den nicht an den Ofen angrenzenden Räumen schliessbaren Eintrittsstutzen, der sich in die Wärmerohre vorgesehen sind. Auf diese Weise können neben den zwei verzweigt, sowie einen an das Abgasrohr anschliessbaren Aus- bis drei von dem Ofen direkt beheizten Räumen noch weitere trittsstuzen aufweisen, in den die Wärmerohre zusammenge- drei bis vier Räume mit einer Grösse von jeweils etwa 15 bis führt sind. 18 m2 beheizt werden. Diese Kombination eines Ofens, der In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform kann der fi5 zwei bis drei Räume direkt durch Strahlungswärme beheizt, Wärmetauscher auf den Brennraum der Heizungsfeuerung und eines Heizaggregates, das die restlichen Räume mit einer aufgesetzt sein und die Abgase der Feuerung können unmit- Warmwasserheizung versorgt, ermöglicht die Beheizung einer telbar in die Wäimerohre eintreten, die zu einem an das gesamten Etagenwohnung von einer einzigen Feuerstelle aus. The heat exchanger becomes particularly simple when the coal, oil or gas furnace is arranged in such a way that heat pipes run straight through the water tank and are simultaneously two or three adjoining rooms. At least four are expediently heated directly. This furnace is provided with a heat pipe according to the invention in order to also provide a heating unit with a straight course, the heat exchanger of which surrounds the exhaust gas pipe from the heat pipe surrounds a sufficiently large contact area of the gas pipe of this furnace and also to the one between the heat pipes and the water to be heated Oven can be attached. Of course, this can be guaranteed. Heat exchanger also in the combustion chamber of the furnace. The heat exchanger can be arranged in the exhaust pipe of the heating system. This heating unit supplies hot water heating systems which can be used and an element attached to the exhaust pipe, which are provided in the rooms not adjacent to the furnace and which are provided in the heat pipes. In this way, in addition to the two branches, as well as an outlet to three rooms directly heated by the furnace, which can be connected to the exhaust pipe, further steps can be provided in which the heat pipes bring together three to four rooms, each with a size of approximately 15 to . 18 m2 can be heated. This combination of a furnace, in a further development of this embodiment, the fi5 can heat two to three rooms directly by radiant heat, heat exchangers on the combustion chamber of the heating system and a heating unit that the other rooms are fitted with and the flue gases of the furnace can be combined with hot water heating supplied, the heating allows a telbar to enter the Waimer pipes, which lead to a to the entire apartment from a single fireplace.

626 153 626 153

4 4th

Wegen der kompakten Bauweise eignet sich für diesen Anwendungszweck besonders die Ausführungsform des Heizaggregats, bei welcher der Wärmetauscher unmittelbar auf dem Brennraum des Ofens aufgesetzt ist. Because of the compact design, the embodiment of the heating unit in which the heat exchanger is placed directly on the combustion chamber of the furnace is particularly suitable for this application.

Die Montage dieser Art von Etagenheizung ist wesentlich 5 einfacher und billiger als bei einer Warmwasseretagenheizung der bisher bekannten Art. Ausserdem wird durch die optimale Ausnutzung der Abgaswärme auch hierbei eine erhebliche Reduzierung der Heizkosten erreicht. Schliesslich können auf diese Weise die Vorteile einer Warmwasserheizung 10 mit denen einer Ofenheizung vereinigt werden. Insbesondere in den Übergangszeiten genügt es nämlich häufig, den Ofen nur kurzzeitig zu befeuern, was zu einem schnellen Aufheizen der durch diesen Ofen beheizten Räume durch Strahlungswärme führt. Ein solches schnelles kurzzeitiges Aufhei- ^ zen ist mit den herkömmlichen Warmwasserheizungen nicht möglich. The installation of this type of floor heating is much easier and cheaper than with a hot water floor heating of the previously known type. In addition, a considerable reduction in heating costs is also achieved here through the optimal use of the exhaust gas heat. Finally, the advantages of hot water heating 10 can be combined with those of an oven heating in this way. In particular in the transitional periods, it is often sufficient to fire the furnace only for a short time, which leads to rapid heating of the rooms heated by this furnace by radiant heat. Such rapid, short-term heating is not possible with conventional hot water heaters.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: 20 The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments with reference to the attached drawing. It shows: 20

Fig. 1 ein Heizaggregat gemäss der Erfindung, das an der Feuerung einer Sammelheizung angebracht ist, 1 is a heating unit according to the invention, which is attached to the furnace of a collective heater,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform des Heizaggregates gemäss der Erfindung, das an der Feuerung einer Einzelheizung angebracht ist, ^ Fig. 2 shows a second embodiment of the heating unit according to the invention, which is attached to the furnace of an individual heater, ^

Fig. 3 schematisch die Beheizung einer Etagenwohnung mit Heizaggregaten gemäss der Erfindung, 3 schematically shows the heating of a flat with heating units according to the invention,

Fig. 4 eine dritte Ausführungsform eines Heizaggregates gemäss der Erfindung und Fig. 4 shows a third embodiment of a heating unit according to the invention and

Fig. 5 eine vierte Ausführungsform eines Heizaggregates 3Q gemäss der Erfindung. Fig. 5 shows a fourth embodiment of a heating unit 3Q according to the invention.

In Fig. 1 ist schematisch die Verwendung eines Heizaggregates in Verbindung mit der Kesselfeuerung einer Sammelheizung dargestellt. In Fig. 1, the use of a heating unit in connection with the boiler firing of a collective heating is shown schematically.

Mit 10 ist der Feuerungsraum einer herkömmlichen Sammelheizung bezeichnet, der beispielsweise durch einen Öl-brenner 13 befeuert wird. Die heissen Abgase der Feuerung ziehen durch ein Abgasrohr 14 ab. Der Wärmeträgerkessel sowie die Rohranlage dieser herkömmlichen Sammelheizung sind in der Zeichnung nicht dargestellt. With 10 the combustion chamber of a conventional collective heating is designated, which is fired for example by an oil burner 13. The hot exhaust gases from the furnace are drawn off through an exhaust pipe 14. The heat transfer boiler and the pipe system of this conventional collective heating are not shown in the drawing.

40 40

An dem Abgasrohr 14 ist ein zusätzliches Heizaggregat angebracht. Dieses besteht aus einem Wärmetauscher 16 in Form eines schraubenlinienförmig um das Abgasrohr 14 gewickelten Kupferrohres und einem Ausgleichbehälter 18. Das Kupferrohr 16 ist mit der Oberfläche des Abgasrohres 4J 14 verlötet, um einen guten Wärmekontakt herzustellen. Vorzugsweise ist das Kupferrohr 16 auf einem gesonderten Abschnitt des Abgasrohres 14 angebracht, so dass das Heizaggregat auch nachträglich in einfacher Weise in eine bestehende Heizanlage eingesetzt werden kann. 50 An additional heating unit is attached to the exhaust pipe 14. This consists of a heat exchanger 16 in the form of a helical copper pipe wound around the exhaust pipe 14 and an expansion tank 18. The copper pipe 16 is soldered to the surface of the exhaust pipe 4J 14 in order to make good thermal contact. The copper pipe 16 is preferably mounted on a separate section of the exhaust pipe 14, so that the heating unit can also be easily retrofitted into an existing heating system. 50

Der Ausgleichbehälter 18 legt sich als Halbschale in Form eines in Axialrichtung halbierten Zylindermantels an das Abgasrohr 14 an. The expansion tank 18 rests on the exhaust pipe 14 as a half-shell in the form of a cylinder jacket halved in the axial direction.

Der Wärmetauscher 16 und der Ausgleichbehälter 18 sind in Reihe in eine geschlossene Rohranlage einer Warm- 55 wasserheizung eingesetzt. Diese Rohranlage besteht aus einem von dem Ausgleichbehälter 18 ausgehenden Vorlaufrohr 20, in welches im Bedarfsfalle eine Umwälzpumpe 22 eingesetzt sein kann. Durch das Vorlaufrohr 20 werden zwei Warmwasser-Radiatoren 24 gespeist. Ein Rücklaufrohr 26 führt zu 60 dem Wärmetauscher 16. Weiter ist die Warmwasser-Rohranlage in üblicher Weise mit einem Ausdehnungsgefäss 28, einem Manometer 30, einem Sicherheitsventil 32 und einem Ablasshahn 34 ausgestattet. The heat exchanger 16 and the expansion tank 18 are inserted in series in a closed pipe system of a hot water heater. This pipe system consists of a flow pipe 20 extending from the expansion tank 18, into which a circulation pump 22 can be inserted if necessary. Two hot water radiators 24 are fed through the feed pipe 20. A return pipe 26 leads to 60 the heat exchanger 16. Furthermore, the hot water pipe system is conventionally equipped with an expansion tank 28, a pressure gauge 30, a safety valve 32 and a drain valve 34.

Über einen zusätzlichen Einlassstutzen 36 kann das Rück-65 laufwasser aus dem Rücklaufrohr 26 direkt unter Umgehung des Wärmeaustauschers 16 in den Ausgleichbehälter 18 eingeleitet werden. Ein nicht dargestelltes Mischventil ermöglicht die Dosierung des direkt über den Einlassstutzen 36 in den Ausgleichbehälter 18 eingeleiteten kalten Rücklaufwassers. The return water from the return pipe 26 can be introduced into the expansion tank 18 directly bypassing the heat exchanger 16 via an additional inlet connection 36. A mixing valve, not shown, makes it possible to meter the cold return water introduced directly into the expansion tank 18 via the inlet connection 36.

Schliesslich ist an dem Ausgleichbehälter 18 noch ein nicht dargestellter Einlass vorgesehen, der ein Nachfüllen von Frischwasser in die Rohranlage erlaubt. Finally, an inlet, not shown, is provided on the expansion tank 18, which allows fresh water to be refilled into the pipe system.

Die Arbeitsweise des Heizaggregates ist folgende: The heating unit works as follows:

Die heissen Abgase der Feuerung 10, die durch das Abgasrohr 14 in den Kamin geleitet werden, erhitzen das Wasser in dem Wärmetauscher 16. Das erhitzte Wasser gelangt in den Ausgleichbehälter 18, der als Speicherbehälter für die Rohranlage dient. Durch den Kontakt des Ausgleichbehälters 18 mit dem Abgasrohr 14 wird ein Abkühlen des Wassers in dem Ausgleichbehälter 18 verhindert. Vom Ausgleichbehälter 18 werden die Heizkörper 24 über das Vorlaufrohr 20 gespeist. Das in den Heizkörpern 24 abgekühlte Wasser gelangt über das Rücklaufrohr zurück zum Wärmetauscher 16, wo es wieder aufgeheizt wird. Ein Teil des abgekühlten Rücklaufwassers kann dosiert über den Einlassstutzen 36 direkt dem Ausgleichbehälter 18 zugeführt werden, um die Temperatur des Vorlaufwassers einzustellen. Das Umwälzen des Wassers in der Rohranlage kann durch Schwerkraft oder durch die Pumpe 22 erfolgen. The hot exhaust gases from the furnace 10, which are passed through the exhaust pipe 14 into the chimney, heat the water in the heat exchanger 16. The heated water reaches the expansion tank 18, which serves as a storage tank for the pipe system. A cooling of the water in the expansion tank 18 is prevented by the contact of the expansion tank 18 with the exhaust pipe 14. The radiators 24 are fed from the expansion tank 18 via the feed pipe 20. The water cooled in the radiators 24 passes through the return pipe back to the heat exchanger 16, where it is heated again. A portion of the cooled return water can be metered directly to the expansion tank 18 via the inlet connection 36 in order to adjust the temperature of the supply water. The water in the pipe system can be circulated by gravity or by the pump 22.

Fig. 2 zeigt ein anderes Anwendungsbeispiel des Heizaggregates. Soweit die Einzelteile der in Fig. 2 dargestellten Anlage mit denen der in Fig. 1 dargestellen Anlage übereinstimmen, sind sie mit den gleichen Bezugszeichen versehen und auf die Beschreibung der Fig. 1 wird verwiesen. Fig. 2 shows another application example of the heating unit. Insofar as the individual parts of the system shown in FIG. 2 match those of the system shown in FIG. 1, they are provided with the same reference numerals and reference is made to the description of FIG. 1.

Der wesentliche Unterschied der in Fig. 2 dargestellten Anlage gegenüber der Anlage in Fig. 1 besteht darin, dass das Heizaggregat nicht an der Feuerung einer herkömmlichen Sammelheizung angebracht ist, sondern an einer Einzelheizungsfeuerung. Die Einzelheizung besteht aus einem Heizeinsatz 38, der mit einem Öl- oder Gasbrenner 40 befeuert wird. Selbstverständlich ist auch eine Kohlebefeuerung des Einsatzes 38 möglich. Der Wärmetauscher 16 des Heizaggregates ist direkt in den Heizeinsatz 38 eingesetzt. Der Wärmetauscher 16 kommt daher unmittelbar mit den heissen Verbrennungsgasen in dem Heizeinsatz in Berührung. The essential difference between the system shown in FIG. 2 and the system in FIG. 1 is that the heating unit is not attached to the firing of a conventional collective heating system, but to an individual heating system. The individual heater consists of a heating insert 38 which is fired with an oil or gas burner 40. Of course, coal firing of insert 38 is also possible. The heat exchanger 16 of the heating unit is inserted directly into the heating insert 38. The heat exchanger 16 therefore comes into direct contact with the hot combustion gases in the heating insert.

Der Heizeinsatz 38 wird zur direkten Beheizung von Räumen überwiegend durch Strahlungswärme benutzt. Der Heizeinsatz 38 kann bis auf den eingesetzten Wärmetauscher 16 weitgehend mit herkömmlichen Einzelöfen übereinstimmen. Vorzugsweise ist der Einsatz mit einer Verkleidung versehen, die beispielsweise gitterförmig ausgebildet sein kann, um ein möglichst ungehindertes Durchtreten der Strahlungswände zu ermöglichen und ein Berühren der heissen Einsatzoberfläche zu verhindern. Anstelle eines gitterförmigen Stahlbleches kann auch eine Verkleidung aus Schmiedeeisenstäben gewählt werden. Schliesslich kann der Einsatz auch mit einer wärmespeichernden Verkleidung, beispielsweise aus Kacheln oder dgl., versehen werden. The heating insert 38 is used for the direct heating of rooms mainly by radiant heat. Except for the heat exchanger 16 used, the heating insert 38 can largely match conventional individual ovens. The insert is preferably provided with a cladding which can be designed, for example, in a lattice shape in order to allow the radiation walls to pass through as freely as possible and to prevent the hot insert surface from touching. Instead of a lattice-shaped steel sheet, a covering made of wrought iron bars can also be selected. Finally, the insert can also be provided with a heat-storing covering, for example made of tiles or the like.

Selbstverständlich muss bei einem solchen Heizeinsatz 38 der Wärmetauscher 16 nicht direkt im Feuerungsraum angebracht sein. Der Wärmetauscher 16 kann selbstverständlich auch in der in Fig. 1 dargestellten Weise das Abgasrohr 14 des Heizeinsatzes 38 umschliessen. Of course, with such a heating insert 38, the heat exchanger 16 does not have to be mounted directly in the combustion chamber. The heat exchanger 16 can of course also enclose the exhaust pipe 14 of the heating insert 38 in the manner shown in FIG. 1.

Da der Heizeinsatz 38 den umgebenen Raum überwiegend durch die seitlich abgestrahlte Wärme beheizt, ist es ausserdem auch möglich, den Wärmetauscher des Heizaggregates unmittelbar auf der oberen Oberfläche des Heizeinsatzes 38 anzubringen. Since the heating insert 38 heats the surrounding space mainly by the heat radiated from the side, it is also possible to attach the heat exchanger of the heating unit directly to the upper surface of the heating insert 38.

In Fig. 3 ist ein Beispiel dargestellt, wie eine Etagenwohnung in optimaler Weise unter Verwendung des erfindungs-gemässen Heizaggregates beheizt werden kann. Es wird ein Heizeinsatz 38 verwendet, welcher-vom Flur 42 der Wohnung aus befeuert wird. Dieser Einsatz ragt in zwei Räume, beispielsweise das Wohnzimmer 44 und ein Kinderzimmer 46. 3 shows an example of how an apartment can be optimally heated using the heating unit according to the invention. A heating insert 38 is used, which is fired from the hall 42 of the apartment. This insert protrudes into two rooms, for example the living room 44 and a children's room 46.

5 5

626 153 626 153

Diese zwei Räume 44 und 46 sowie der Flur 42 werden somit durch den Einsatz 38 direkt durch Strahlungswärme beheizt. Die übrigen Räume der Wohnung werden durch Warmwasserheizung beheizt, die von erfindungsgemässen Heizaggregaten gespeist werden. Im Beispiel der Fig. 3 sind zwei sol- 5 che Heizaggregate vorgesehen. Der Wärmetauscher 16 des einen Heizaggregates kann beispielsweise im Inneren des Verbrennungsraumes des Heizeinsatzes 38 angebracht sein, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Dieses Heizaggregat versorgt beispielsweise die Heizkörper 24 von zwei weiteren Kinderzim- io mern 48. Der Wärmetauscher 16 des zweiten Heizaggregates kann beispielsweise das Abgasrohr 14 umschliessen, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, oder an der oberen Oberfläche des Heizeinsatzes 38 angebracht sein. Durch dieses zweite Heizaggregat werden die Heizkörper 24 der restlichen Räume 15 beheizt, beispielsweise von Schlafzimmer 50, Esszimmer 52 und Küche 54. These two rooms 44 and 46 and the hallway 42 are thus heated directly by radiant heat through the insert 38. The remaining rooms of the apartment are heated by hot water heating, which are fed by heating units according to the invention. In the example in FIG. 3, two such heating units are provided. The heat exchanger 16 of the one heating unit can be attached, for example, inside the combustion chamber of the heating insert 38, as shown in FIG. 2. This heating unit supplies, for example, the radiators 24 from two further children's rooms 48. The heat exchanger 16 of the second heating unit can, for example, enclose the exhaust pipe 14, as shown in FIG. 1, or be attached to the upper surface of the heating insert 38. This second heating unit heats the radiators 24 of the remaining rooms 15, for example of the bedroom 50, dining room 52 and kitchen 54.

Auf diese Weise ist es möglich, die gesamte in Fig. 3 dargestellte Etagenwohnung mit einer einzigen Einzelheizung zu beheizen, die ausserdem vom Flur aus befeuert werden kann. 2o In this way it is possible to heat the entire apartment shown in Fig. 3 with a single heater, which can also be fired from the hallway. 2o

In der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist in das Abgasrohr 14 ein Wärmetauscher als eine kompakte Baueinheit eingesetzt. Der Wärmetauscher besitzt einen Eintrittsstutzen 56, der an das Abgasrohr 14 angeschlossen ist. Der Eintrittsstutzen 56 verzweigt sich in vier Wärmerohre 58, die 25 parallel zueinander geradlinig nach oben führen, wo sie wieder in einen gemeinsamen Austrittsstutzen 60 einmünden. An den Austrittsstutzen 60 schliesst sich wiederum die Fortsetzung des Abgasrohres 14 an. Die Wärmerohre 58 sind von einem Behälter 62 umschlossen, der mit dem Wasser der 3Q Heizungsanlage gefüllt ist, so dass dieses Wasser allseitig mit den Wärmerohren 58 in Berührung kommt. In the embodiment shown in FIG. 4, a heat exchanger is inserted into the exhaust pipe 14 as a compact structural unit. The heat exchanger has an inlet connection 56 which is connected to the exhaust pipe 14. The inlet connector 56 branches into four heat pipes 58, which lead 25 straight upward parallel to one another, where they rejoin a common outlet connector 60. The outlet pipe 60 is in turn followed by the continuation of the exhaust pipe 14. The heat pipes 58 are enclosed by a container 62 which is filled with the water from the 3Q heating system, so that this water comes into contact with the heat pipes 58 on all sides.

Der Behälter 62 ist über einen unteren Stutzen 26 mit der Rücklaufleitung der zu versorgenden Heizkörper verbunden. Ein oberer Stutzen 20 führt zu einem nicht dargestellten Ausgleichbehälter, an den sich die Vorlaufleitung der zu versorgenden Heizkörper anschliesst, oder ist unmittelbar an diese Vorlaufleitung angeschlossen, falls kein Ausgleichsbehälter vorgesehen ist. The container 62 is connected via a lower nozzle 26 to the return line of the radiators to be supplied. An upper connector 20 leads to an expansion tank, not shown, to which the flow line of the radiators to be supplied is connected, or is connected directly to this flow line if no expansion tank is provided.

Fig. 5 zeigt eine vierte Ausführungsform des Heizaggregates. In dieser Ausführungsform ist der Behälter 62 unmittelbar auf den Brennraum 10 der Feuerung aufgesetzt und bildet dessen obere Wand. Die geradlinigen, vertikal verlaufenden Wärmerohre 58 treten unmittelbar aus dem Brennraum 10 aus, führen durch den Behälter 62 und münden an dessen oberem Ende in einem gemeinsamen Austrittsstutzen 60, an den sich das Abgasrohr 14 anschliesst. Fig. 5 shows a fourth embodiment of the heating unit. In this embodiment, the container 62 is placed directly on the combustion chamber 10 of the furnace and forms its upper wall. The straight, vertically extending heat pipes 58 emerge directly from the combustion chamber 10, lead through the container 62 and open at its upper end in a common outlet connection 60, to which the exhaust pipe 14 is connected.

Im Gegensatz zur Ausführungsform der Fig. 4 erfolgt bei der Ausführungsform der Fig. 5 die Erwärmung des Wassers in dem Behälter 62 nicht nur durch das heisse Abgas, das die Wärmerohre 58 durchströmt, sondern ausserdem noch durch die heissen Verbrennungsgase im Brennraum 10, die mit der unteren Wandfläche des Behälters 62 in Berührung kommen. In contrast to the embodiment of FIG. 4, in the embodiment of FIG. 5, the water in the container 62 is heated not only by the hot exhaust gas which flows through the heat pipes 58, but also by the hot combustion gases in the combustion chamber 10, which also coexist with the come into contact with the lower wall surface of the container 62.

Wie die Zeichnung zeigt, eignet sich die Ausführungsform der Fig. 4 insbesondere zum Nachrüsten einer Heizungsanlage mit dem erfindungsgemässen Heizaggregat, da der Wärmetauscher leicht in das Abgasrohr einer vorhandenen Heizungsfeuerung eingesetzt werden kann. Die Ausführungsform der Fig. 5 ergibt dagegen einen wesentlich kompakteren Aufbau der aus Feuerung und Heizaggregat bestehenden Anordnung, so dass sich diese Ausführungsform insbesondere für Etagenheizungen und dgl. eignet, bei denen die Heizungsfeuerung und das Heizaggregat sichtbar in den zu beheizenden Räumen untergebracht sind. As the drawing shows, the embodiment of FIG. 4 is particularly suitable for retrofitting a heating system with the heating unit according to the invention, since the heat exchanger can easily be inserted into the exhaust pipe of an existing heating system. The embodiment of FIG. 5, on the other hand, results in a much more compact structure of the arrangement consisting of the furnace and heating unit, so that this embodiment is particularly suitable for storey heating systems and the like, in which the heating system and the heating unit are visibly housed in the rooms to be heated.

M M

2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

626153

1. Heating unit for hot water heaters, characterized by a heat exchanger (16) which can be brought into contact with the hot exhaust gases from a heating system (10, 12; 38, 40), and an expansion tank (18) connected to this, the The heat exchanger and the expansion tank can be used in series in the closed heating pipe system (20, 26) of a hot water heater.

2. Heating unit according to claim 1, characterized in that the heat exchanger (16) consists of a coil, 10 preferably made of copper.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Heating unit according to claim 1 or 2, characterized in that the heat exchanger (16) protrudes into a combustion chamber (38) containing hot gases or an exhaust pipe (14) of the heating system. 15

4. Heating unit according to claim 1 or 2, characterized in that the heat exchanger (16) encloses an exhaust pipe (14) of the heating furnace (10, 12) on its outer circumference.

5. Heating unit according to claims 2 and 4, characterized 20, that the heat exchanger (16) consists of a pipe surrounding the exhaust pipe (14) helically.

6. Heating unit according to claim 5, characterized in that the tube is firmly connected to the outer circumference of a pipe section used in the exhaust pipe (14), for. B. is soldered.

7. Heating unit according to claim 6, characterized in that the expansion tank (18) with the pipe section used in the exhaust pipe (14) is firmly connected. 30th

8. Heating unit according to one of the preceding claims, characterized in that the expansion tank (18) is formed half-shell-shaped on the exhaust pipe (14).

9. Heating unit according to one of the preceding claims 35, characterized in that the expansion tank (18) is provided with an inlet connection (36) for the return water of the heating pipe system (26).

10. A heating unit according to claim 1, characterized in that the heat exchanger has a container (62) through which the water of the heating pipe system flows, through which a plurality of heat pipes (58) leading the exhaust gases of the heating furnace (10, 12) run.

11. Heating unit according to claim 10, characterized in that the heat pipes (58) are straight through the 45 container (62) of the heat exchanger.

12. Heating unit according to claim 11, characterized in that at least four heat pipes (58) are provided.

13. Heating unit according to one of claims 10 to 12, 50 characterized in that the heat exchanger is inserted into an exhaust pipe (14) of the heating system (10, 12) and an inlet connector (56) connected to the exhaust pipe, which is in the heat pipes ( 58) branches, and has an outlet connection (60) connected to the exhaust pipe, 55 into which the heat pipes (58) are brought together.

14. Heating unit according to one of claims 10 to 12, characterized in that the heat exchanger is placed on a combustion chamber (10) of the heating system (10, 12) and that the heat pipes (58) emerge directly from the combustion chamber (10) and are brought together to form an outlet connection (60) connected to the exhaust pipe (14).

15. Heating unit according to one of claims 10 to 14, characterized in that the container (62) of the heat exchanger also serves as an expansion tank. 6y

16. Heating unit according to one of claims 1 to 15, characterized in that the heating system (10, 12) is the boiler system of a collective heating system.

17. Heating unit according to one of claims 1 to 15, characterized in that the heating furnace (38, 40) is the firing of an individual heater.

18. Heating unit according to claim 17, characterized in that the individual heater (38) is intended to heat two or three rooms (42, 44, 46) on one floor and the remaining rooms (48, 50, 52, 54) via the Heating pipe system (20, 26) with hot water radiators (24).