DE102007002878B3 - Heating arrangement for building, has two flow channels thermally contacting with each other and wall section of one channel forms limited wall for channel, where channels are arranged partially about outer periphery of passage tube - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Heizanordnung für Gebäude. Derartige Heizanordnungen sind auf dem Stand der Technik seit langem bekannt. Dabei wird bei einigen Heizanordnungen durch einen Brenner eine umlaufende Flüssigkeit, wie beispielsweise Wasser, erhitzt. Bei diesem Verbrennungsvorgang entstehen heiße Abgase, die üblicherweise über ein Rauchrohr bzw. einen Kamin nach außen geleitet werden. Diese Abgase weisen dabei noch eine beträchtliche Wärme auf, die damit ungenutzt nach außen gelangt. Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Vorrichtungen bekannt, um die Wärme dieser Abgase zu nutzen.The The present invention relates to a heating arrangement for buildings. such Heating arrangements have long been known in the art. In some heating arrangements by a burner is a circulating liquid, such as water, heated. In this combustion process arise hot Exhaust gases, usually over a Flue pipe or a fireplace are led to the outside. These Exhaust gases still have a considerable amount of heat, which therefore is wasted outward arrives. From the prior art are various devices known to the heat to use this exhaust.
So
ist beispielsweise aus der
Aus
der
Aus
der
Die
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heizanordnung zur Verfügung zu stellen, die einen verbesserten Wärmetausch ermöglicht.Of the present invention is based on the object, a heating arrangement to disposal to provide, which allows an improved heat exchange.
Dies wird erfindungsgemäß durch eine Heizordnung nach Anspruch 1 und ein Verfahren zum Beheizen von Räumen nach Anspruch 14 erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This is inventively a heating arrangement according to claim 1 and a method for heating of spaces achieved according to claim 14. Advantageous embodiments and developments are Subject of the dependent claims.
Die erfindungsgemäße Heizanordnung für Gebäude weist ein Durchzugsrohr zum Abführen eines erwärmten gasförmigen Mediums auf. Weiterhin ist ein erster Strömungskanal vorgesehen, der wenigstens teilweise um den Außenumfang des Durchzugsrohrs angeordnet ist und innerhalb dessen ein erstes flüssiges Medium fließen kann, wobei dieser erster Strömungskanal wenigstens teilweise in thermischem Kontakt mit dem Durchzugsrohr steht.The Heating arrangement according to the invention for building points a passage pipe for discharging a heated one gaseous Medium on. Furthermore, a first flow channel is provided which at least partially around the outer circumference of the passage tube is arranged and within which a first liquid Medium flow can, with this first flow channel at least partially in thermal contact with the draft tube stands.
Erfindungsgemäß ist ein zweiter Strömungskanal vorgesehen, wobei der zweite Strömungskanal ein Rohr ist, das wenigstens teilweise um den Außenumfang des Durchzugsrohrs angeordnet ist und innerhalb ein zweites flüssiges Medium fließen kann, wobei das erste flüssige Medium und das zweite flüssige Medium voneinander durch die Strömungskanäle getrennt sind und der erste Strömungskanal und der zweite Strömungskanal in thermischem Kontakt miteinander stehen. Weiterhin bildet ein Wandabschnitt des den zweiten Strömungskanal bildenden Rohres gleichzeitig eine begrenzende Wand für den ersten Strömungskanal.According to the invention is a second flow channel provided, wherein the second flow channel a Tube is at least partially around the outer circumference of the passage tube is arranged and can flow within a second liquid medium, wherein the first liquid Medium and the second liquid Medium separated from each other by the flow channels are and the first flow channel and the second flow channel in thermal contact with each other. Furthermore forms a wall section of the second flow channel forming tube at the same time a limiting wall for the first Flow channel.
Bei den genannten Flüssigkeiten handelt es sich bevorzugt um Wasser, wobei in dem ersten Strömungskanal das Heizwasser fließt, welches zur Wärmegewinnung gedacht ist und in dem zweiten Strömungskanal wenigstens zeitweise das Kühlwasser fließen kann.at the said liquids it is preferably water, wherein in the first flow channel the heating water flows, which for heat recovery is thought and in the second flow channel at least temporarily the cooling water can flow.
Bei dem Strömungskanal kann es sich einerseits um Rohre oder dergleichen handeln, innerhalb die Flüssigkeit fließen kann. Es ist jedoch auch möglich, dass der Kanal durch unterschiedliche in Verbindung stehende Wände gebildet wird, das heißt beispielsweise durch eine Außenwand des Durchzugsrohrs und durch eine Außenwandung eines anderen Strömungskanals. So ist es beispielsweise auch möglich, dass sich ein Strömungskanal zwischen dem Durchzugsrohr, einem das Durchzugsrohr umgebenen Außenrohr und dem anderen Strömungskanal erstreckt. Der thermische Kontakt zwischen dem Durchzugsrohr und dem Strömungskanal kommt hier insbesondere durch den Wandungsabschnitt des Durchzugsrohrs zustande, der auch den Strömungskanal begrenzt.at the flow channel On the one hand, it may be pipes or the like within which liquid flow can. However, it is also possible that the channel is formed by different communicating walls will, that is for example, by an outer wall of the passage tube and through an outer wall of another flow channel. For example, it is also possible that is a flow channel between the passage tube, an outer tube surrounding the passage tube and the other flow channel extends. The thermal contact between the passage pipe and the flow channel here comes in particular through the wall portion of the passage tube which also includes the flow channel limited.
Der erste Strömungskanal dient, wie gesagt, zur Führung des Heizwassers, das heißt, das durch diesen ersten Strömungskanal fließende Wasser wird durch die Abgase, die durch das Durchzugsrohr fließen, erwärmt. Insbesondere im Falle eines Systemausfalls, der beispielsweise zu einem Stillstand des Wassers im ersten Strömungskanal führt, kann durch den zweiten Strömungskanal Kühlwasser geschickt werden, um eine Überhitzung der Flüssigkeit in dem ersten Strömungskanal zu verhindern. Zu diesem Zwecke stehen die beiden Strömungskanäle in thermischem Kontakt miteinander, um einen möglichst guten Wärmeübergang zu gewährleisten. Der erste Strömungskanal ist bevorzugt so an dem Durchzugsrohr angeordnet, dass er in thermischem Kontakt mit diesem Durchzugsrohr steht.As already mentioned, the first flow channel serves to guide the heating water, that is, the water flowing through this first flow channel is heated by the exhaust gases flowing through the passage pipe. In particular, in the case of a system failure, for example, to a standstill of Water in the first flow channel leads can be sent through the second flow channel cooling water to prevent overheating of the liquid in the first flow channel. For this purpose, the two flow channels are in thermal contact with each other to ensure the best possible heat transfer. The first flow channel is preferably arranged on the pull-through tube such that it is in thermal contact with this pull-through tube.
Vorzugsweise ist der zweite Strömungskanal ein Rohr, welches um den Außenumfang des Durchzugsrohrs angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform wird damit der erste Strömungskanal durch die Wandung bzw. den Außenumfang des Durchzugsrohrs, ein Außenrohr und den zweiten Strömungskanal gebildet.Preferably is the second flow channel Pipe, which around the outer circumference the passage tube is arranged. In this embodiment becomes the first flow channel through the wall or the outer circumference of the passage tube, an outer tube and the second flow channel educated.
Bei dieser bevorzugten Ausführungsform bildet damit ein Wandabschnitt des Rohres gleichzeitig eine begrenzende Wand für den ersten Strömungskanal. Damit stehen bei dieser Ausführungsform der erste Strömungskanal und der zweite Strömungskanal über diesen Wandabschnitt in thermischem Kontakt.at this preferred embodiment thus forms a wall portion of the tube at the same time a limiting Wall for the first flow channel. This is in this embodiment the first flow channel and the second flow channel over this Wall section in thermal contact.
Vorzugsweise verläuft der zweite Strömungskanal spiralförmig um den Außenumfang des Durchzugsrohrs. Auf diese Weise ist ein besonders günstiger Wärmetausch zwischen den beiden Strömungskanälen möglich. Es wären jedoch auch insoweit andere Varianten denkbar, beispielsweise eine Variante, bei der der zweite Strömungskanal in Längsrichtung des Durchzugsrohrs entlang läuft, an einem Endabschnitt des Durchzugsrohrs um 180° gebogen ist und wieder zurückläuft, wobei dieser Vorgang um den Außenumfang des Durchzugsrohres fortgesetzt wird. Vorzugsweise weist das Durchzugsrohr einen kreisförmigen Querschnitt auf und besonders bevorzugt ist der zweite Strömungskanal ebenfalls mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet.Preferably extends the second flow channel spirally around the outer circumference of the passage pipe. In this way, a particularly favorable heat exchange between the two flow channels possible. It would be however also insofar other variants conceivable, for example a variant, at the second flow channel longitudinal along the passage pipe, is bent at an end portion of the passage pipe by 180 ° and runs back, wherein this process around the outer circumference the passage pipe is continued. Preferably, the passage pipe a circular one Cross-section and particularly preferred is the second flow channel also with circular Cross section formed.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird der erste Strömungskanal durch Zwischenräume zwischen den einzelnen Windungen des zweiten Strömungskanals gebildet. Auf diese Weise wird die Flüssigkeit in dem ersten Strömungskanal ebenfalls spiralförmig um das Durchzugsrohr geführt, so dass auch auf diese Weise ein besonders günstiger Wärmetausch sowohl zwischen den beiden Strömungskanälen als auch zwischen dem ersten Strömungskanal und dem Durchzugsrohr möglich ist.at In a further advantageous embodiment, the first flow channel through gaps formed between the individual turns of the second flow channel. In this way becomes the liquid in the first flow channel also spiral guided around the passage pipe, so that in this way a particularly favorable heat exchange both between the two flow channels as also between the first flow channel and the passage pipe possible is.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Strömungsquerschnitt des zweiten Strömungskanals geringer als der Strömungsquerschnitt des ersten Strömungskanals. Dabei ist zu bedenken, dass der zweite Strömungskanal lediglich im Bedarfsfall zur Kühlung der Flüssigkeit in dem ersten Strömungskanal eingesetzt wird.at a further preferred embodiment is the flow area of the second flow channel less than the flow area of the first flow channel. It should be remembered that the second flow channel only in case of need for cooling the liquid in the first flow channel is used.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist radial außerhalb der Strömungskanäle ein Außenrohr vorgesehen. Auf diese Weise kann der erste Strömungskanal besonders vorteilhaft zwischen der Innenwandung dieses Außenrohrs und der Außenwandung des Durchzugsrohrs gebildet werden.at a further preferred embodiment is radially outside the flow channels an outer tube intended. In this way, the first flow channel can be particularly advantageous between the inner wall of this outer tube and the outer wall the passage tube are formed.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist ein Temperatursensor zur Messung der Temperatur der in dem ersten Strömungskanal fließenden Flüssigkeit vorgesehen. Dieser Temperatursensor dient zur Regelung des Wasserkreislaufs, der den ersten Strömungskanal beinhaltet. In Reaktion auf ein von diesem bevorzugt elektrisch betriebenen Sensor ausgegebenes Signal kann beispielsweise eine Pumpe aktiviert werden, welche das Wasser durch den Strömungskanal treibt bzw. in dem ersten Strömungskanal erhitztes Wasser in einen Abnehmer wie eine Fussbodenheizung fördert.at A further advantageous embodiment is a temperature sensor for measuring the temperature of the liquid flowing in the first flow channel intended. This temperature sensor is used to control the water cycle, the first flow channel includes. In response to one of these, preferably, electrically operated sensor output signal, for example, a Pump can be activated, which the water through the flow channel drives or in the first flow channel Boosts heated water into a customer like a floor heating system.
Daneben weist bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform die Vorrichtung einen Temperaturfühler auf. Dieser Temperaturfühler kann auch ein elektrisch betriebendes Element sein, ist jedoch bevorzugt ein nicht elektrisch betriebenes Element, welches damit auch im stromlosen Zustand arbeitet. Der Temperaturfühler kann ebenfalls in dem ersten Strömungskanal aber auch in dem zweiten Strömungskanal oder an einer anderen Stelle insbesondere in einem oberen Bereich des Durchzugsrohres angeordnet sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform bewirkt der Temperaturfühler in Reaktion auf eine Überhitzung des Wassers in dem ersten Strömungskanal eine Kühlung durch den zweiten Strömungskanal. So ist es möglich, dass der Temperfühler eine sich ausdehnende Flüssigkeit aufweist, die ab einer bestimmten Grenztemperatur bewirkt, dass der zweite Strömungskanal geöffnet und damit eine Kühlung bewirkt wird. Im einzelnen kann durch die Ausdehnung der in dem Temperaturfühler vorgesehenen Flüssigkeit bewirkt werden, dass sich ein Ventil öffnet, wodurch wiederum ein Durchfluss durch den zweiten Strömungskanal eingeleitet wird.Besides In a further preferred embodiment, the device a temperature sensor on. This temperature sensor may also be an electrically operating element, but is preferred a non-electrically operated element, which thus also in the currentless Condition works. The temperature sensor can also be in the first flow channel but also in the second flow channel or elsewhere, especially in an upper area be arranged of the passage tube. In a preferred embodiment causes the temperature sensor in response to overheating the water in the first flow channel a cooling through the second flow channel. So it is possible that the temperature sensor an expanding fluid that causes from a certain limit temperature that the second flow channel open and thus a cooling is effected. Specifically, by the expansion of the in the temperature sensor provided liquid causes a valve to open, which in turn causes a Flow through the second flow channel is initiated.
Falls also dieser Temperaturfühler eine zu hohe Temperatur feststellt, können Gegenmaßnahmen bzw. Kühlmaßnahmen eingeleitet werden. Damit ist dieser Temperaturfühler Bestandteil einer Überhitzungssicherung.If So this temperature sensor If the temperature is too high, countermeasures can be taken or cooling measures be initiated. Thus, this temperature sensor is part of an overheating protection.
Bevorzugt weist der zweite Strömungskanal auch ein Ventil auf. Dieses Ventil ist besonders bevorzugt mit dem Temperatursensor gekoppelt und kann in Reaktion auf eine zu hohe Temperatur geöffnet werden, um ein Kühlmittel, wie insbesondere kühles Wasser, durch den zweiten Strömungskanal zu leiten.Prefers also has the second flow channel a valve on. This valve is particularly preferred with the temperature sensor coupled and can be opened in response to too high a temperature, to a coolant, especially cool Water, through the second flow channel to lead.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist, wie oben dargelegt, eine Steuerungseinrichtung vorgesehen, die in Reaktion auf ein von dem Temperaturfühler ausgegebenes Signal das Ventil, bei dem es sich besonders bevorzugt um ein Magnetventil handelt, steuert. Dabei kann die Steuerung auch derart ausgeführt sein, dass eine Kühlung so lange erfolgt, bis die Temperatur des Heizwassers wieder unter einen vorbestimmten Sollwert abgesunken ist.at a further embodiment is, as stated above, provided a control device, in response to a signal output from the temperature sensor Valve, which is particularly preferably a solenoid valve acts, controls. In this case, the controller can also be designed in such a way that a cooling until the temperature of the heating water drops again has dropped a predetermined setpoint.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der zweite Strömungskanal mit einer Flüssigkeitszuleitung verbunden. Dabei kann es sich beispielsweise um Flüssigkeitsreservoirs, welche im Dach eines Gebäudes vorgesehen sind, handeln oder auch um einen Wasserhahn oder dergleichen. Grundsätzlich wäre es auch möglich, den zweiten Strömungskanal mit einer Pumpe zu verbinden, die im Bedarfsfall aktiviert wird. In vielen Ländern sind jedoch derartige Sicherungsvorrichtungen, die ebenfalls die Verfügbarkeit von elektrischer Energie voraussetzen, nicht zugelassen.at A further advantageous embodiment is the second flow channel with a fluid supply line connected. These may be, for example, liquid reservoirs, which in the roof of a building are provided, act or even a faucet or the like. Basically it would be too possible, the second flow channel to connect with a pump, which is activated if necessary. In many countries However, such security devices, which are also the Availability of electrical energy, not permitted.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform werden die Flüssigkeiten in den beiden Strömungskanälen in zueinander entgegengesetzter Richtung geführt. Auf diese Weise kann eine gleichmäßige und besonders effiziente Kühlung der Flüssigkeit in dem ersten Strömungskanal vorgenommen werden. Die Flüssigkeit in dem ersten Strömungskanal weist am oberen Bereich des Strömungskanals bzw. des Durchgangsrohres die höchste Temperatur auf, weil sie hier am längsten erwärmt wurde. Falls umgekehrt die Kühlflüssigkeit von oben her eingeleitet wird, weist die Kühlflüssigkeit eine entsprechend niedrigere Temperatur auf und damit ist eine besonders effiziente Kühlung möglich.at In another advantageous embodiment, the liquids in the two flow channels in each other guided in the opposite direction. In this way can be a uniform and particularly efficient cooling the liquid in the first flow channel be made. The liquid in the first flow channel has at the upper region of the flow channel or of the passage pipe the highest Temperature, because it has been heated here the longest. If vice versa the cooling liquid is introduced from above, the cooling liquid has a correspondingly lower Temperature on and thus a particularly efficient cooling is possible.
Vorzugsweise ist der zweite Strömungskanal permanent mit Flüssigkeit gefüllt. Grundsätzlich wäre es auch möglich, den zweiten Strömungskanal im Normafall leer zu lassen und nur im Kühlungsfall mit einer Kühlflüssigkeit zu durchströmen. Die permanente Befüllung bietet jedoch den Vorteil, dass ein Überhitzen des zweiten Strömungskanals beispielsweise der Wandung des Durchzugsrohrs verhindert wird. Vorzugsweise steht der erste Strömungskanal in Verbindung mit einem Wärmereservoir, das heißt, die in die Flüssigkeit in dem ersten Strömungskanal eingebrachte Wärme wird weiter zur Erwärmung von Räumen genutzt. Bei dem Durchzugsrohr handelt es sich besonders bevorzugt um ein Abluftrohr einer Heizung.Preferably the second flow channel is permanent with liquid filled. in principle would it be also possible, the second flow channel Normally empty and only in case of cooling with a coolant to flow through. The permanent filling however, has the advantage that overheating of the second flow channel for example, the wall of the passage tube is prevented. Preferably is the first flow channel in Connection with a heat reservoir, that is, the into the liquid introduced in the first flow channel Heat is continue to warm of spaces used. The passage pipe is particularly preferred around an exhaust pipe of a heater.
Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf eine Heizungsanlage mit einer Heizanordnung der oben beschriebenen Art gerichtet. Diese Heizungsanlage weist besonders bevorzugt einen Brenner auf.The The present invention further relates to a heating system with directed to a heating arrangement of the type described above. These Heating system particularly preferably has a burner.
Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf ein Verfahren zum Beheizen von Räumen gerichtet, wobei um ein Durchzugsrohr, welches von erhitzter Luft durchströmt wird, eine erste Flüssigkeit in einem ersten Strömungskanal strömt und durch einen thermischen Kontakt mit dem Durchzugsrohr erwärmt wird. Erfindungsgemäß wird um das Durchzugsrohr wenigstens zeitweise ein zweites flüssiges Medium in einem zweiten Strömungskanal geführt und diese zweite Flüssigkeit wird zur Kühlung der ersten Flüssigkeit verwendet. Bevorzugt erfolgt dabei die Kühlung über einen thermischen Kontakt zwischen den beiden Strömungskanälen bzw. den jeweiligen Flüssigkeiten.The The present invention is further directed to a method of heating of spaces directed, being a passage pipe, which of heated air flows through becomes, a first liquid in a first flow channel flows and heated by thermal contact with the passage tube. According to the invention the passage tube at least temporarily a second liquid medium in a second flow channel guided and this second liquid is used for cooling the first liquid used. The cooling preferably takes place via a thermal contact between the two flow channels or the respective liquids.
Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen:Further Advantages and embodiments emerge from the attached Drawings:
Darin zeigen:In this demonstrate:
Dieser
zweite Strömungskanal
Das
Material des ersten Strömungskanals
ist dabei so gewählt,
dass es einen guten Wärmeübergang
zwischen dem Kühlmedium
in dem zweiten Strömungskanal
und der Flüssigkeit
in dem ersten Strömungskanal
Bei
der in
Das
Bezugszeichen
Das
Bezugszeichen
Das
Bezugszeichen
Wie
erwähnt,
wird bei der in den Figuren gezeigten Ausführungsform der erste Strömungskanal
Das
Heizwasser wird unten eingekoppelt und bewegt sich entlang der Pfeile
P2, ebenfalls spiralförmig,
nach oben. Wie auf dem rechten Teilbild von
Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.All Features disclosed in the application documents are considered to be essential to the invention as long as they are individually or in combination with respect to State of the art are new.
- 11
- Heizeinrichtungheater
- 22
- Durchzugsrohrthreading pipe
- 44
- erster Strömungskanalfirst flow channel
- 66
- zweiter Strömungskanalsecond flow channel
- 6a6a
-
Windung
des zweiten Strömungskanals
6 Winding of the second flow channel6 - 77
- Temperatursensortemperature sensor
- 88th
- Außenrohrouter tube
- 8a8a
-
kreissegmentförmiger Abschnitt
des Außenrohrs
8 circular segment-shaped section of the outer tube8th - 1212
- Rücklauf (Heizwasser)Return flow (heating water)
- 1313
- Zufluß (Kühlwasser)Inflow (cooling water)
- 1414
- Zulauf (Heizwasser)Intake (Heating water)
- 14a14a
- kegelförmige Spitzeconical tip
- 1515
- Abfluß (Kühlwasser)Drain (cooling water)
- 1717
- Fühler für AblaufsicherungSensor for safety device
- 1919
- Entlüftungseinrichtungvent
- 2020
- Aufsatzessay
- 2121
- Brennerburner
- 2424
- Bodenplattebaseplate
- LL
- Längsrichtunglongitudinal direction
- P1P1
- Strömungsrichtungflow direction
- P2P2
- Bewegung des HeizwassersMove of the heating water
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Date | Code | Title | Description |
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8363 | Opposition against the patent | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: PLEWA SCHORSTEINTECHNIK UND HEIZSYSTEME GMBH, , DE |
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8366 | Restricted maintained after opposition proceedings | ||
8392 | Publication of changed patent specification | ||
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