DE102006062535B4

DE102006062535B4 - Zusatzeinrichtung für Kaminöfen

Info

Publication number: DE102006062535B4
Application number: DE102006062535A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Wolf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-12-29
Filing date: 2006-12-29
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2026-12-30
Also published as: PL1939530T3; EP1939530A1; EP1939530B1; DK1939530T3; DE102006062535A1; ATE532009T1

Abstract

Zusatzeinrichtung für einen Kaminofen, der mit festen Brennstoffen beheizbar ist und ohne Frischluftzufuhr betrieben wird, wobei diese mit einem Kanal ausgerüstet ist, der einen ersten Abschnitt zur Zuführung von Frischluft und einen zweiten Abschnitt mit einem Absperrorgan zur Abführung erwärmter Luft aufweist, und der Kanal zur Erwärmung der Luft mit dem heißen Rauchgas des Rauchgasabführungsrohres des Kaminofens in unmittelbarem Kontakt steht, wobei um das Rauchgasabführungsrohr (8) konzentrisch, unter Bildung eines Ringkanals (10), ein Mantelrohr (9) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Mantelrohr zwei um mindesten 90° versetzt angeordnete Anschlussstutzen (11, 12) besitzt, wobei der eine Anschlussstutzen (12) mit dem ersten Kanalabschnitt (15, 17) zur Zuführung von Frischluft in Verbindung steht und der andere Anschlusstutzen (11) mit dem nach oben gerichteten zweiten Kanalabschnitt (13) zur Abführung erwärmter Luft, und der erste Kanalabschnitt (15, 17) mit einem weiteren Kanal (16) zur Ansaugung von Raumluft verbunden ist, in den mindestens ein Absperrorgan...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zusatzeinrichtung für Kaminöfen, die mit festen Brennstoffen beheizt und ohne externe Frischluftzufuhr betrieben werden.
Kaminofen unterschiedlicher Bauart sind bereits seit langem bekannt. Sogenannte normale Kaminöfen beziehen die zur Verbrennung erforderliche Verbrennungsluft im allgemeinen aus der Raumluft. Während des Verbrennungsvorganges entsteht in unmittelbarer Nähe der Heizquelle eine hohe Strahlungswärme. Aufgrund der aufsteigenden Wärme bildet sich unter der Decke des beheizten Raumes ein Wärmestau. Im Fußbodenbereich bleibt über einen längeren Zeitraum eine kalte Luftschicht erhalten, die sich nur langsam erwärmt. In der Nähe von Fenstern und Türen kann es zu Zuglufterscheinungen kommen. Durch den Verbrennungsvorgang wird der Raumluft Sauerstoff entzogen, sodass ein regelmäßiges Nachlüften erforderlich ist, wodurch wieder Kaltluft in den Raum gelangt und Zuglufterscheinungen auftreten. Dadurch bedingt stellt sich ein ungünstiges Raumklima ein. Eintretender Sauerstoffmangel der Raumluft führt zu Ermüdungserscheinungen und wirkt sich nachteilig auf den Brennvorgang aus.
Bei Kaminöfen, die mit externer Frischluftzufuhr betrieben werden, gelangt die Frischluft unmittelbar in den Verbrennungsraum des Kaminofens. Im Raum entsteht nur eine geringe Luftbewegung. Im Deckenbereich bildet sich ein Wärmestau und in Fußbodennähe eine relativ kalte Luftschicht.
Aus der Praxis ist ein Kaminofen mit einer zylindrischen Brennkammer bekannt der als Warmluftofen ausgebildet ist. Die Brennkammer ist aus gebogenen Stahlrohren gebildet, deren Rohroberfläche teilweise innerhalb der Brennkammer liegt. Über die Rohre wird kalte Luft angesaugt, die von untern nach oben strömend, erwärmt wird und am oberen Ende der Rohre als Warmluft abströmt. Durch den andauernden Umwälzvorgang soll eine schnelle und gleichmäßige Erwärmung der Raumluft erzielt werden.
Der Nachteil dieses Kaminofens besteht darin, dass der Luftumwälzvorgang im unmittelbaren Aufstellbereich des Ofens stattfindet. Es muss eine ständige Frischluftzufuhr gewährleistet sein, um den Sauerstoffentzug der Raumluft auszugleichen. Die erzeugte Warmluft wird nur ungleichmäßig im Raum verteilt, sodass es insbesondere in der Nähe von Türen und Fenstern zu Zuglufterscheinungen kommt.
Bekannt sind auch verschiedene Lösungen, Kaminöfen mit einem Wärmetauscher auszurüsten, insbesondere um die über den Schornstein abgeführten Rauchgase zur zusätzlichen Wärmerückgewinnung zu nutzen.
Bekannt ist ein Wärmetauscher für einen Kaminofen ( DE 81 05 368 U ), wobei in dem Feuerraum des Kaminofens ein Heizkessel mit einer Lufteintrittsöffnung und einer Luftaustrittsöffnung, die sich außerhalb des Feuerraumes befinden, angeordnet ist. Kalte Luft strömt über die Eintrittsöffnungen in den Heizkessel, wird in diesem erwärmt und gelangt als erwärmte Luft über die Austrittsöffnung wieder an die Umgebung.
Ein zusätzlicher Wärmetauscher trägt zwar zu einer Erhöhung der Raumlufttemperatur bei, beseitigt aber nicht die vorgenannten Mängel hinsichtlich der Luftverteilung und des Raumklimas.
Aus der DE 32 11 488 A1 ist eine Einrichtung zur Zuführung von Verbrennungsfrischluft für Feuerstätten, wie Heizöfen, Kamine oder dgl. in umschlossenen Räumen bekannt, bei der ein mit der Außenluft in Verbindung stehender Frischluftkanal angeordnet ist, der in Kontakt mit den durch das Rauchgasrohr abströmenden Abgasen steht. Dieser Kanal kann ringförmig erweitert sein und das Rauchgasrohr eng umschließen.
In der US 1 160 954 A ist ein Heizofen beschrieben, wobei in unmittelbarer Nähe zum Schornstein ein Ventilationsrohr mit einer Drossel angeordnet ist, das mit einem Rohrabschnitt verbunden ist, der in den Schornstein geführt ist und das Ofenrohr konzentrisch umgibt, um sich am Boden angesammelte verbrauchte Luft anzusaugen und in den Schornstein abzuführen.
Bekannt ist auch ein Wärmetauschersystem, das in Verbrennungseinrichtungen anfallende heiße Abgase zur Erwärmung von zugeführter Frischluft nutzt ( US 2003/0098358 A1 ).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zusatzeinrichtung für Kaminöfen zu schaffen, die zu einer wesentlichen Verbesserung des Raumklimas führt, eine gute und gleichmäßige Raumluftumwälzung ermöglicht, eine ausreichende Menge an Verbrennungsluft liefert und mit geringem Kostenaufwand installiert werden kann.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 8.
Das Mantelrohr besitzt zwei um mindesten 90° versetzt angeordnete Anschlussstutzen, wobei der eine Anschlussstutzen mit dem ersten Kanalabschnitt zur Zuführung von Frischluft in Verbindung steht und der andere Anschlusstutzen mit dem nach oben gerichteten zwei ten Kanalabschnitt zur Abführung erwärmter Luft verbunden ist. Der Kanalabschnitt ist mit einem weiteren Kanal zur Ansaugung von Raumluft verbunden, in den mindestens ein Absperrorgan eingebunden ist. In dem Teilstück des ersten Kanalabschnittes, das vor der Einbindung des Kanals zur Ansaugung von Raumluft liegt, ist ein Absperrorgan angeordnet. Während des Betriebszustandes des Kaminofens gelangt in Abhängigkeit von der Raumtemperatur durch Einstellung der Absperrorgane wahlweise Frischluft oder Raumluft oder ein Gemisch aus Frischluft und Raumluft in den Ringkanal.
Der Kanal zur Ansaugung von Raumluft ist vorzugsweise mit Abzweigkanälen verbunden, die an verschiedenen Stellen des Raumes, im Bereich der den Raum begrenzenden Wände, in Bodennähe, enden und Austrittsöffnungen besitzen.
Der zweite, Warmluft führende Kanalabschnitt ist bis in den Bereich der Raumdecke geführt. Dieser kann auch mit Verzweigungskanälen verbunden sein, deren Austrittsöffnungen in Raumdeckenhöhe verteilt angeordnet sind.
Während der Anheizphase des Kaminofens ist der zweite Kanalabschnitt mittels eines Absperrorgans geschlossen und die Kanäle für die Zuführung von Raumluft und Frischluft sind geöffnet. Nach Beendigung der Aufheizphase nimmt das Absperrorgan im zweiten Kanalabschnitt eine geöffnete Stellung ein, wobei die Raumluftzufuhr unterbrochen und der Kanal für die Frischluftzufuhr geöffnet ist.
Während des weiteren Heizvorganges sind die Kanäle für die Zuführung von Frischluft und Raumluft geöffnet oder wahlweise zuschaltbar.
Die Zusatzeinrichtung kann mit einer automatischen Regeleinrichtung gekoppelt werden, die ausgehend von gemessenen Werten für den Sauerstoffgehalt in der Raumluft, der Rauchgastemperatur und der Raumlufttemperatur das Öffnen und Schließen der Absperrorgane mittels Stellantrieben steuert.
Die vorgeschlagene Zusatzeinrichtung benötigt keine zusätzliche elektrische Energie, ist wartungsfrei und leicht zu bedienen. Sie versorgt den Raum und die Heizquelle mit der benötigten Verbrennungsluft durch selbständiges Ansaugen von Frischluft. Im beheizten Raum wird ein angenehmes Raumklima geschaffen, da dieser ausreichend mit Frischluft versorgt wird. Im Raum ist aufgrund der herrschenden Thermik eine gute Durchmischung der Raumluft gewährleistet.
Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:
1 einen in einem Raum aufgestellten Kaminofen mit der erfindungsgemäßen Zusatzeinrichtung in vereinfachter Darstellung als Vorderansicht und
2 den Kaminofen mit Zusatzeinrichtung als Seitenansicht.
In dem Raum 1 ist auf dem Fußboden 2 ein mit festen Brennstoffen beheizbarer Kaminofen 7 aufgestellt (1). Der Raum 1 ist von Seitenwänden 3, 4 und einer Decke 5 begrenzt. Der Kaminofen 7 ist in unmittelbarer Nähe zum Schornstein 6 aufgestellt (2). Das Rauchgasabführungsrohr 8 des Kaminofens 7 ist in den zugehörigen Schornsteinzug eingebunden. Um das Rauchgasabführungsrohr 8 ist konzentrisch ein Mantelrohr 9 angeordnet, wobei zwischen dem Rauchgasabführungsrohr 8 und dem Mantelrohr 9 ein Ringkanal 10 gebildet ist. Die beiden Stirnseiten des Mantelrohres 9 umschließen das Rauchgasabführungsrohr 8 luftdicht.
Das Mantelrohr 9 besitzt zwei Anschlussstutzen 11 und 12, die um 180° versetzt angeordnet sind. Der nach oben zeigende Anschlussstutzen 11 ist mit einem Steigrohr 13 (zweiter Kanal) verbunden. Das Steigrohr 13 ragt bis in den Deckenbereich und besitzt an seinem oberen Ende eine Luftaustrittsöffnung 13a, über die erwärmte Warmluft abströmt. In das Steigrohr 13 ist ein Absperrorgan 13b eingebunden, um während des Aufheizvorganges des Kaminofens 7 den Austritt von noch nicht ausreichend erwärmter Luft zu unterbinden.
Da Steigrohr 13 kann zusätzlich auch mit einer Luftverteilungsleitung 14 verbunden sein, die im Bereich der Raumdecke 5 umlaufend, entlang der Seitenwände 3, 4 geführt ist und abschnittsweise Luftaustrittsöffnungen 14a besitzt.
An den anderen, nach unten zeigenden Stutzen 12 des Mantelrohres 9 ist ein Rohr oder Kanal 15 angeschlossen, der mit einer Leitung 16 (dritter Kanal) zur Zuführung bzw. Ansaugung von Raumluft und einer Leitung 17 (erster Kanal) zur Zuführung von Frischluft verbunden ist. In die beiden Leitungen 16 und 17 ist jeweils ein Absperrorgan 16a und 17a angeordnet, sodass dem Rohr oder Kanal 15 wahlweise Frischluft oder Raumluft zugeführt werden können.
Die beiden Leitungen 16 und 17 sind vorzugsweise unterhalb des Fußbodens 2 verlegt. Die Leitung 16 zur Zuführung von Raumluft ist entlang der Seitenwände 3, 4 geführt und besitzt mehrere senkrecht angeordnete Ansaugstutzen 16b, die in Seitenwandnähe durch den Fußboden 2 geführt sind und unmittelbar oberhalb des Fußbodens 2 enden.
Die Leitung 17 zur Zuführung von Frischluft ist über eine Öffnung in einer der Außenwände des Gebäudes mit der Außenluft verbunden.
Die Funktionsweise der Zusatzeinrichtung ist folgende:
Während der Anheizphase des Kaminofens 7 wird das Absperrorgan 13b des Steigrohres 13 geschlossen. Die Absperrorgane 16a und 17a der Leitungen 16 und 17 für die Zuführung von Raumluft und Frischluft bleiben geöffnet. Aufgrund der durch das Rohr 8 in den Schornstein 6 abgeführten heißen Rauchgase wird die im Ringkanal 10 und Steigrohr 13 befindliche Luft erwärmt. Nach Beendigung der Anheizphase, das in den Schornstein abgeführte Rauchgas hat eine Betriebstemperatur von ca. 200 bis 300°C erreicht, wird das Absperrorgan 13a geöffnet und das Absperrorgan 16 zur Zuführung von Raumluft geschlossen. Die im Steigrohr erwärmte Luft strömt in Deckennähe ab und Frischluft wird über die Leitung 17 angesaugt, die während des Umströmens des heißen Rauchgasabführungsrohres 8 im Ringkanal 10 auf eine Temperatur bis ca. 40°C erwärmt wird. Diese warme Luft strömt im Deckenbereich über das Steigrohr 13 oder die Luftaustrittsöffnungen 14a der Luftverteilungsleitung 14 in Deckenhöhe ab. Durch den natürlichen Strömungsvorgang wird die Bildung eines Wärmestaus im Deckenbereich verhindert. Die warme Frischluft strömt entlang der Seitenwände 3, 4 des Raumes und sorgt für eine gleichmäßige Raumluftumwälzung. Der Raumluft wird somit ausreichend erwärmte Frischluft zugeführt, sodass der Sauerstoffgehalt der Raumluft vergleichsweise hoch ist und der durch den Verbrennungsvorgang im Kaminofen stattfindende Sauerstoffentzug zu keinem Sauerstoffmangel in der Raumluft führt. Nach einer bestimmten Heizdauer kann dann das Absperrorgan 16a der Leitung 16 geöffnet werden, sodass kombiniert Frisch- und Raumluft angesaugt und erwärmt werden. Die sich in Fußbodennähe angesammelte, noch relativ kühle Luft strömt über die Ansaugstutzen 16b ab und wird zusammen mit Frischluft im Ringkanal 10 erwärmt und gelangt als erwärmte Luft in den Deckenbereich des Raumes. Sind alle Absperrorgane 13b, 16a und 17a vollständig oder zumindest teilweise geöffnet, so stellt sich im Raum ein relativ stabiles Strömungsniveau ein. Zeitweise kann das Absperrorgan 17a für die Frischluftzufuhr auch geschlossen werden, wobei jedoch zu beachten ist, dass dem Raum auf anderem Wege ausreichend Frischluft zugeführt werden sollte.
Die vorgeschlagene Zusatzeinrichtung arbeitet selbsttätig ohne Fremdenergie und sorgt für ein angenehmes Raumklima. Sie kann kostengünstig hergestellt und montiert werden.
Erforderlichenfalls können die Öffnungs- und Schließbewegungen der Absperrorgane mittels elektrischer Stellmotoren erfolgen, wobei diese in ein automatisches Regelsystem eingebunden sind, über das auch Raumtemperatur und/oder Sauerstoffgehalt im Raum überwacht und geregelt werden können.

Claims

Zusatzeinrichtung für einen Kaminofen, der mit festen Brennstoffen beheizbar ist und ohne Frischluftzufuhr betrieben wird, wobei diese mit einem Kanal ausgerüstet ist, der einen ersten Abschnitt zur Zuführung von Frischluft und einen zweiten Abschnitt mit einem Absperrorgan zur Abführung erwärmter Luft aufweist, und der Kanal zur Erwärmung der Luft mit dem heißen Rauchgas des Rauchgasabführungsrohres des Kaminofens in unmittelbarem Kontakt steht, wobei um das Rauchgasabführungsrohr (8) konzentrisch, unter Bildung eines Ringkanals (10), ein Mantelrohr (9) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Mantelrohr zwei um mindesten 90° versetzt angeordnete Anschlussstutzen (11, 12) besitzt, wobei der eine Anschlussstutzen (12) mit dem ersten Kanalabschnitt (15, 17) zur Zuführung von Frischluft in Verbindung steht und der andere Anschlusstutzen (11) mit dem nach oben gerichteten zweiten Kanalabschnitt (13) zur Abführung erwärmter Luft, und der erste Kanalabschnitt (15, 17) mit einem weiteren Kanal (16) zur Ansaugung von Raumluft verbunden ist, in den mindestens ein Absperrorgan (16a) eingebunden ist, und in dem Teilstück (17) des ersten Kanalabschnittes (15, 17), das vor der Einbindung des Kanals (16) zur Ansaugung von Raumluft liegt, ein Absperrorgan (17a) angeordnet ist, wobei während des Betriebszustandes des Kaminofens (7) in Abhängigkeit von der Raumtemperatur durch Einstellung der Absperrorgane (16a, 17a) wahlweise Frischluft oder Raumluft oder ein Gemisch aus Frischluft und Raumluft in den Ringkanal (10) gelangt.
Zusatzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (16) zur Ansaugung von Raumluft mit Abzweigkanälen verbunden ist, die an verschiedenen Stellen des Raumes, im Bereich der den Raum begrenzenden Wände, in Bodennähe, enden und Austrittsöffnungen (16b) besitzen.
Zusatzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite, Warmluft führende Kanalabschnitt (13) bis in den Bereich der Raumdecke geführt ist.
Zusatzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kanalabschnitt (13) mit Verzweigungskanälen (14) verbunden ist, deren Austrittsöffnungen (14a) in Raumdeckenhöhe verteilt angeordnet sind.
Zusatzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass während der Anheizphase des Kaminofens (7) der zweite Kanalabschnitt (13) mittels des Absperrorgans (13b) geschlossen ist und die Kanäle (16, 17) für die Zuführung von Raumluft und Frischluft geöffnet sind.
Zusatzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach Beendigung der Aufheizphase das Absperrorgan (13b) im zweiten Kanalabschnitt (13) eine geöffnete Stellung einnimmt, die Raumluftzufuhr über den Kanal (16) durch eine geschlossene Stellung der Absperrorgane (16a) unterbrochen ist und der Kanal (17) für die Frischluftzufuhr geöffnet ist.
Zusatzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass während des weiteren Heizvorganges die Kanäle (16, 17) für die Zuführung von Frischluft und Raumluft geöffnet oder wahlweise zuschaltbar sind.
Zusatzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass diese mit einer automatischen Regeleinrichtung gekoppelt ist, die ausgehend von gemessenen Werten für den Sauerstoffgehalt in der Raumluft, der Rauchgastemperatur und der Raumlufttemperatur das Öffnen und Schließen der Absperrorgane (13b, 16a, 17a) mittels Stellantrieben steuert.