CH655994A5

CH655994A5 - Deckenstrahlungsheizung.

Info

Publication number: CH655994A5
Application number: CH1401/82A
Authority: CH
Inventors: Gerd Kuebler
Original assignee: Gerd Kuebler
Priority date: 1981-03-13
Filing date: 1982-03-08
Publication date: 1986-05-30
Also published as: ATA115881A; AT379011B; DE3208378A1; NL8201042A; YU53182A; US4582042A; YU42261B; CA1180688A; DE3208378C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Deckenstrahlungsheizung, insbesondere für Hallen, mit mehreren im Abstand von der Decke, in wenigstens einer Ebene in Längsrichtung parallel angeordneten und gruppenweise zusammengefassten Heissluftstrahlungsrohren, mit oberhalb und seitlich angeordneten Reflektoren, mit zumindest einer auf dem oberen Reflektor angeordneten Wärmedämmschicht, wobei in das luftgefüllte, geschlossen ausgebildete Rohrsystem die in mindestens einem Brenner entstandenen Abgase eingeführt sind.

Derartige Deckenstrahlungsheizungen dienen meist zur Beheizung von Hallen, wie beispielsweise Fabrikations- und Lagerhallen, Verbrauchermärkte, Sport- und Mehrzweckhallen, Flugzeughangars etc.

Es ist eine Deckenstrahlungsheizung bekannt, bei der die Rohre jeder Gruppe direkt aneinander anliegen und die Wärmedämmschicht ohne Reflektor und ohne Staubschutz (Kaschierung) unmittelbar auf den Heizrohren aufliegt und schräg nach unten verlaufende Reflektorbleche an den Trägern befestigt sind. Diese bekannte Anordnung weist erhebliche herstellungs- und montagetechnische sowie energetische Nachteile auf, da für jedes Rohr eine schiebbare Halterung erforderlich ist, und ausserdem nach der erfolgten Rohrmontage nachjustiert und befestigt werden muss. Ein weiterer, wesentlicher Nachteil besteht darin, dass die Wärmedämmschicht ohne Staubschutzkaschierung vorhanden ist. Im Laufe der Betriebszeit reduziert sich die Isolierwirkung, da durch die Staubablagerung auf dem Isoliermaterial dieser Nachteil nicht zu vermeiden ist. Nachteilig ist es ferner, wenn sich die Wärmedämmschicht, die üblicherweise in fortlaufenden Isolierbahnen verlegt wird, nicht überlappt, wodurch die Gefahr von Wärmeverlusten nach oben zur Hallendecke unvermeidbar ist.

Bei einer anderen bekannten Deckenstrahlungsheizung wird die Wärmedämmschicht auf die Rohre aufgelegt, ohne Reflektor und Staubkaschierung, und dann von oben durch einen völlig nutzlosen Reflektor abgedeckt, der einen waagrechten Abschnitt mit seitlich schräg nach unten geneigten Blechen aufweist. An jedem einzelnen Rohr sind Laschen befestigt, die durch die Isolation und das Reflektorblech hindurchgehen und am Reflektorblech mit Hilfe von Querstreben gesichert sind. Es ist hierbei insbesondere nachteilig, dass viele Aufhängungspunkte vorhanden sind, wodurch unter anderem die Ausrichtung der Rohre montagetechnisch einen erheblichen Aufwand erfordert. Die Möglichkeit einer Höhenjustierung ist hierbei überhaupt nicht vorgesehen, ausserdem trägt diese Konstruktion den bei solchen Anlagen auftretenden Wärmeausdehnungen keinerlei Rechnung.

Ein weiteres System einer Deckenstrahlungsheizung ist bekannt, bei dem die Isolierung nicht direkt auf den Rohren aufliegt, sondern dazwischen eine Blechplatte angebracht ist. Durch diese Art der Anordnung ist der Konvektionsanteil grösser, ausserdem ist bei diesem System weiter der Nachteil gegeben, dass die Isolierung mit keiner Kaschierung, also mit keinem Staubschutz, versehen ist und dass durch dieses aufgelegte Blech die Wärmeströme zu den seitlichen Reflektoren vergrössert werden und die ungewünschte Aufheizung im Dachbereich hierdurch gefördert wird.

Es sind ferner Systeme bekannt, bei denen die Befeuerung mit Gas über Flächenbrenner erfolgt, deren Verbrennungsluftmenge ungeregelt zur Verfügung steht, so dass die Verbrennung ausschliesslich mit unwirtschaftlichem Luftüber-schuss erfolgt. Bei Verbrennungen im unteren Regelbereich, dies kommt sehr häufig vor, ist ein Luftüberschuss von bis zu 800% nicht vermeidbar.

Aus der AT-PS 167 663 ist ferner eine Deckenheizung bekannt, bei der in Kanälen Warmwasser zirkuliert, welche Kanäle auf ihrer Rückseite mit einer wärmerückstrahlenden Schicht und einer Isolationsschicht versehen und in die Decke eingebaut werden können.

Aus der FR-PS 2 270 529 ist eine Deckenstrahlungsheizung der eingangs genannten Art bekannt, d.h. im wesentlichen eine Deckenstrahlungsheizung, in deren Rohre Verbrennungsgase eingespeist werden, wobei die Rohre isoliert sind.

Eine derartige Deckenstrahlungsheizung soll mit möglichst wenig Energieverbrauch eine optimale Heizleistung erbringen bzw. langfristig einen Wirkungsgrad aufweisen, der über dem bekannter Deckenstrahlungsheizungen liegt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst,

dass die Wärmedämmschicht mit ihrer den Reflektor tragenden Seite auf den Rohren aufliegt, auf ihrer den Rohren abgewandten Seite mit einer Staubkaschierung als Staubschutz versehen ist, dass die dem Brenner zugeführte Verbrennungsluft mit dem in den Rohren geführten, aus Luft und Abgasen gebildeten, zwischen 80 °C und 400 °C heissen Heizmedium nach dessen Durchsatz durch das Rohrsystem

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über Wärmetauscher vorgeheizt ist und dass die sichtbare Unterseite der Rohre mit einem Strahlungsanstrich mit einem Strahlungsfaktor über 3,5 W/m2°C versehen ist.

Die Wärmedämmschicht der Rohre ist somit gegen Beeinträchtigungen geschützt, und zwar mit einer Staubkaschierung, die eine langfristig optimale Isolierwirkung der Wärmedämmschicht gewährleistet. Damit wird ferner auch erreicht, dass das zur Vorwärmung der Verbrennungsluft verwendete Abgas, das aus den Rohren austritt, eine möglichst hohe Temperatur besitzt, womit der Wirkungsgrad optimiert wird. Durch den erfindungsgemässen Aufbau werden Wär-mekonvektionen durch die kompakte Bauweise vermieden und im wesentlichen ein nur abstrahlendes Heizsystem erstellt.

Zur Regelung ist es zweckmässig, wenn für eine Teilmengenabführung des Heizmediums zu einem Wärmetauscher zumindest ein zu dem Wärmetauscher geführter Auslass im Rohrsystem angeordnet ist, der mit einer Mengenregulierungseinrichtung versehen ist. Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn das aus dem Rohrsystem ausströmende Heizmedium durch ein Überdruckrohr geleitet ist, das von einem Wärmetauscher ummantelt ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Grundriss einer Halle mit schematischer Darstellung der Deckenstrahlungsheizung gemäss einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 einen Schnitt durch ein Heissluftstrahlungsrohr-bündel,

Fig. 3 ein Anlagenschema mit modulierender Gasüber-druckfeuerung im Druckbereich der Anlage mit Überdruckrohr,

Fig. 4 ein Anlagenschema mit modulierender Gasüber-druckfeuerung im Unterdruckbereich der Anlage, und

Fig. 5 ein Anlagenschema mit aus Produktionsprozessen stammender Energie.

In Fig. 1 und 2 ist eine erfindungsgemässe Deckenstrahlungsheizung dargestellt. Die Aufhängung der Heissluftstrah-lungsrohre 1 am höchstmöglichen Punkt einer Halle ist mit nicht veranschaulichten Mitteln realisiert. Die einzelnen Rohre sind im geschlossenen System verlegt, wobei bei 3 das Gegenstromprinzip und bei 4 das Gleichstromprinzip angewendet ist. An der Stirnseite der Deckenstrahlungsheizung ist ein Gasbrenner 10 angeordnet, der die beiden Rohrbündel 3 bzw. 4 mit Heissluft versorgt. Wie Fig. 3 bis 5 zu entnehmen ist, sind ein Lüfter bzw. Umluftgebläse 8 und ein Überdruckrohr 12 vorgesehen. Der Lüfter 8 zirkuliert das vom Brenner 10 aufgeheizte Fluidum in den Rohren 1. Das Überdruckrohr 12 hat die Funktion, die durch die Verbrennung entstandenen Produkte nach deren Abkühlung bzw. Durchsatz durch die Rohre 1 ins Freie zu leiten. Ein Wärmeaustauscher 17, der das Überdruckrohr 12 ummantelt, heizt die Verbrennungsluft für den Brenner 10 auf und reduziert die Wärmeverluste erheblich. Ein weiterer Lüfter bzw. ein Verbrennungsluftgebläse 16 ist vorgesehen, um die vorgewärmte Verbrennungsluft dem Brenner 10 zuzuführen. Geeignete Steuerventile und Sicherheitseinrichtungen sind der Zuführungsleitung 14 zugeordnet. Brennstoff wird über die Leitung 15 zugeführt, s Wie in Fig. 1 dargestellt, sind die Rohre 1 in Reihen bzw. Sätzen angeordnet, die Längsseits nebeneinander, parallel zum Boden-Niveau des Gebäudes liegen. Jede Reihe der Rohre 1 ist gemäss Fig. 2 an jeder Seite durch Reflektor-platten 2 zur Unterdrückung von Konvektionsströmen io begrenzt, die die Rohre 1 nur gering nach unten überragen und möglichst nahe der Rohre 1 angeordnet sind. Eine darüber angeordnete, die Rohre 1 abdeckende Wärmedämmschicht 6 weist an ihrer den Strahlrohren 1 zugewandten Seite einen Reflektor 2 und an ihrer den Strahlrohren 1 abge-15 wandten Seite einen Staubschutz 7, z.B. eine Aluminium-Kaschierung zur thermischen Isolation, auf. Die insbesondere direkt auf den Rohren 1 aufliegende Wärmedämmschicht 6 und die seitlichen Reflektorplatten 2 reduzieren eine aufwärtsgerichtete Wärmestrahlung und eine Konvektions-20 Strömung von der Oberseite der Rohre. Die sichtbare Unterseite der Rohre 1 ist mit einem, insbesondere metallfreien, Strahlungsspezialanstrich mit einem Strahlungsfaktor über 3,5 W/m2°C, versehen, der zweckmässigerweise eine Temperaturbeständigkeit bis 425 °C, bevorzugt bis 600 °C, hat. 25 Der Raum zwischen den Rohrbündeln muss so gewählt werden, dass die Wärmestrahlung 9 der einzelnen Rohrbündel sich oberhalb des Bodenniveaus überlappt (Schnitt A-Ain Fig. 1).

Bevor der Brenner 10 zündet, ist ein Verbrennungsluftge-30 bläse 16 und das Umluftgebläse 8 so lange in Betrieb, bis das ganze System mit frischer Luft durchgespült ist, damit jegliches Gas, das durch einen Defekt an der Gasleitung in das System eingesickert sein könnte, durch das Überdruckrohr 12 entweichen kann. Die Gasregelungsorgane werden dann 35 langsam geöffnet und der Brenner wird gezündet.

Parallel dazu wird die benötigte Verbrennungsluft entsprechend der Gasmenge geregelt. Eine Mischung von Luft und Verbrennungsprodukten wird dann in die Rohre 1 eingeleitet. Die Mischung heizt, bis zu der ausgelegten Betriebs-40 temperatur der Rohre, rasch auf und die Temperatur der Rohre steigt an. Die Wärme wird ans Innere des Gebäudes in erster Linie durch Strahlung und mit nur einem kleinen Teil Konvektion abgegeben, die dafür notwendig ist, stabile Raumluftverhältnisse in einer Halle zu schaffen. Schaltet die 45 Heizanlage ab, steht zuerst der Brenner still. Das Verbrennungsluftgebläse 16 und das Umluftgebläse 8 arbeiten so lange weiter, bis das System bzw. die Rohre mit frischer Luft durchgespült sind, um den bei der Verbrennung entstandenen Wasserdampf restlos abzuführen.

so In Fig. 1 enthält das Rohrleitungssystem sechs bzw. vier Rohre nebeneinander; es ist jedoch eine beliebige Anzahl von Rohren möglich. Die Rohre können rechteckige, dreieckige oder ovale Form besitzen, um den jeweiligen Strahlungsanforderungen gerecht zu werden. Eine Mengenregulierungs-55 einrichtung 13 kann zur geregelten Teilmengenabführung des Heizmediums zum Wärmetauscher vorgesehen sein.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims

655 994 PATENTANSPRÜCHE

1. Deckenstrahlungsheizung, insbesondere für Hallen, mit mehreren im Abstand von der Decke, in wenigstens einer Ebene in Längsrichtung parallel angeordneten und gruppenweise zusammengefassten Heissluftstrahlungsrohren (1), mit oberhalb und seitlich angeordneten Reflektoren, mit zumindest einer auf dem oberen Reflektor angeordneten Wärmedämmschicht (6), wobei in das luftgefüllte, geschlossen ausgebildete Rohrsystem die in mindestens einem Brenner (10) entstandenen Abgase eingeführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmedämmschicht (6) mit ihrer den Reflektor tragenden Seite auf den Rohren (1) aufliegt, auf ihrer den Rohren (1 ) abgewandten Seite mit einer Staubka-schierung (7) als Staubschutz versehen ist, dass die dem Brenner (10) zugeführte Verbrennungsluft mit dem in den Rohren (1) geführten, aus Luft und Abgasen gebildeten, zwischen 80 °C und 400 °C heissen Heizmedium nach dessen Durchsatz durch das Rohrsystem (1) über Wärmetauscher (17) vorgeheizt ist und dass die sichtbare Unterseite der Rohre (1) mit einem Strahlungsanstrich mit einem Strahlungsfaktor über 3,5 W/m2°C versehen ist.

2. Deckenstrahlungsheizung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Teilmengenabführung des Heizmediums zu einem Wärmetauscher zumindest ein zu dem Wärmetauscher geführter Auslass im Rohrsystem (1) angeordnet ist, der mit einer Mengenregulierungseinrichtung (13) versehen ist.

3. Deckenstrahlungsheizung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das aus dem Rohrsystem (1) ausströmende Heizmedium durch ein Überdruckrohr (12) geleitet ist, das von einem Wärmetauscher (17) ummantelt ist.

4. Deckenstrahlungsheizung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (1) direkt aneinanderliegend oder nur durch ihre Halterungen voneinander getrennt angeordnet sind.

5. Deckenstrahlungsheizung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass über Heissluftventila-toren aus Produktionsprozessen zur Verfügung stehende Abwärme zusätzlich indie Rohre (1) eingeführt ist.

6. Deckenstrahlungsheizung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlungsanstrich eine Temperaturbeständigkeit bis wenigstens 425 °C, zweckmässig bis 600 °C besitzt.

7. Deckenstrahlungsheizung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Reflektoren (2) die Rohre (1) nach unten überragen.