DE102007037115A1 - Vorrichtung zum Erzeugen von Warmwasser - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen von Warmwasser, umfassend einen von einem Mantel (14) aus feuerfestem Material umgebenen und begrenzten Brennraum (12), eine in dem Brennraum (12) angeordnete, mit einem Gas-/Luftgemisch versorgbare Brenneinrichtung (18) und eine Abluftleitung (30), wobei der Brennraum (12) gegenüber dem der Brenneinrichtung (18) zugeführten und zu verbrennenden Gas-/Luftgemisch abgeschlossen ist, wobei der den Brennraum (12) begrenzende Mantel (14) wärmespeichernd ausgebildet und gegenüber der Außenumgebung der Vorrichtung (10) wärmeisoliert ist und wobei ein Wärmetauscher (44) innerhalb des Brennraumes (12) angeordnet ist sowie mit einer externen Speichereinrichtung kommuniziert.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen von Warmwasser.
  • Derartige Vorrichtungen sind allgemein bekannt. Solche Vorrichtungen umfassen einen Wärmetauscher. Der Wärmetauscher kommuniziert über einen Primärkreislauf unter Zwischenschaltung einer Pumpe mit einer externen Speichereinrichtung, um das so erzeugte Warmwasser über einen Sekundärkreislauf für Heizung und/oder Trinkwasser weiterzuverwenden. Darüber hinaus ist die externe Speichereinrichtung mit einer Solaranlage oder dergleichen kombinierbar. Solche Vorrichtungen sind auch als sogenannte Brennwertkessel, d. h. Heizkessel für Warmwasserheizungen, bekannt. Der Unterschied zu konventionellen Kesseln besteht darin, dass Brennwertkessel auch die Kondensationswärme des Wasserdampfes im Abgas nutzen. Allerdings haben sich derartige Vorrichtungen in der Praxis sämtlich als verhältnismäßig nachteilig erwiesen. Obgleich derartige Vorrichtungen den Energieinhalt des eingesetzten Brennstoffs sehr weitreichend nutzen, sind zum einen große Wärmeverluste zu beobachten, da oftmals Maßnahmen zur gesonderten Wärmeisolierung fehlen. So kann in aller Regel ein Wärmeaustausch zwischen Brennraum und Außenumgebung dieser Vorrichtungen erfolgen. Besonders nachteilig ist bei sämtlichen dieser Vorrichtungen jedoch zum anderen, dass ein Nachwärmen des jeweiligen Wärmetauschers allein von dem Betrieb der Brenneinrichtung und der dabei erzeugten Verbrennungswärme abhängt. Demzufolge endet ein Nachwärmen abrupt in dem Moment, in welchem die Brenneinrichtung außer Betrieb gelangt. Beides wirkt sich vermindernd und damit ausgesprochen nachteilig auf den Wirkungsgrad dieser sämtlichen Vorrichtungen aus. Damit einhergehend werden hohe Kosten beim Betrieb solcher Vorrichtungen verursacht. Schließlich sind derartige Vorrichtungen üblicherweise an Ort und Stelle aus einer Vielzahl von Bauteilen zusammengesetzt und sodann fest installiert. Eine Transportmöglichkeit dieser Vorrichtun gen ist daher ausgeschlossen.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Erzeugen von Warmwasser zur Verfügung zu stellen, welche einen ausgesprochen hohen Wirkungsgrad bei gleichzeitig sehr geringen Betriebskosten aufweist und welche gleichzeitig konstruktiv besonders einfach, kompakt, stabil und zugleich transportfähig ist.
  • Diese Aufgabe wird auf überraschend einfache Weise durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Demnach lässt sich durch die Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erzeugen von Warmwasser, umfassend einen von einem Mantel aus feuerfestem Material umgebenen und begrenzten Brennraum, eine in dem Brennraum angeordnete, mit einem Gas-/Luftgemisch versorgbare Brenneinrichtung und eine Abluftleitung, wobei der Brennraum gegenüber dem der Brenneinrichtung zugeführten und zu verbrennenden Gas-/Luftgemisch abgeschlossen ist, wobei der Mantel des Brennraumes wärmespeichernd ausgebildet und gegenüber dem Äußeren der Vorrichtung wärmeisoliert ist und wobei ein Wärmetauscher innerhalb des Brennraumes angeordnet ist sowie mit einer externen Speichereinrichtung kommuniziert, eine Vorrichtung erreichen, die einen hohen Wirkungsgrad und/oder Nutzwirkungsgrad besitzt und damit einhergehend ausgesprochen geringe Betriebskosten nach sich zieht. Ganz wesentlich ist dabei die Ausnutzung der Abgase, die gleichermaßen von dem Mantel aus feuerfestem Material und dem Wärmetauscher aufgenommen wird. Durch die wärmespeichernde Ausbildung des Mantels aus feuerfestem Material ist ein lang anhaltendes Aufwärmen des Wärmetauschers möglich, selbst wenn die Brenneinrichtung keine Leistung mehr abgibt. Dadurch entsteht eine bessere Ausnutzung der Abgase, ein höherer Wirkungsgrad insgesamt und eine erhebliche Einsparung von Energie sowie schädlichen Abgasen (CO). Zudem fällt Kondenswasser nur in ausgesprochen geringen Mengen an. Durch die wärmeisolierende Ausbildung des Mantels aus feuerfestem Material erfolgt das Abkühlen ausschließlich im Inneren des Brennraumes zum Wärmetauscher hin und nicht, wie bei im Stand der Technik bekannten Vorrichtungen, über die Außenumgebung der Vorrichtung insgesamt.
  • Mit anderen Worten wird zunächst die Hauptwärme über den Wärmetauscher abgeführt. Die Restwärme, die durch die Verbrennung entsteht, wird in dem Mantel aus feuerfestem Material mit wärmespeichernden Eigenschaften aufgenommen und auf Temperatur gehalten. Dies wiederum bewirkt, dass Wärme im Inneren der erfindungsgemäßen Vorrichtung somit noch lange Zeit selbst nach Abschalten der Brenneinrichtung vorhanden ist und ohne Zuschalten von zusätzlicher Energie an den Wärmetauscher abgegeben und ausgenutzt werden kann. Erste Untersuchungen haben bestätigt, dass die in dem Mantel gespeicherte Wärme einen Wärmeaustausch an den Wärmetauscher von etwa 1 bis zu 5 Stunden ermöglicht, ohne dass in diesem Zeitraum (Fremd-)Energie zugeführt werden muss. Dies führt zu einer Energieersparnis von etwa 20 bis 42 gegenüber herkömmlichen Brennwertkesseln am Markt, um Warmwasser zu erzeugen. Die Effizienz der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist auf diese Weise um ein Vielfaches höher als diejenige herkömmlicher, auch mit Gas betriebener Brennwertkessel.
  • Schließlich besitzt die Vorrichtung nach der Erfindung eine ausgesprochen einfache, kompakte sowie stabile Bauweise und gestattet zudem deren Transport von einem zu anderem Ort. Insoweit ist es grundsätzlich möglich, die Vorrichtung ohne großen Aufwand von einem Ort zu einem anderen umzuziehen und dann wieder in Betrieb zu nehmen.
  • Mithin handelt es sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung um einen Energiesparfeuerungskessel.
  • Weitere vorteilhafte Einzelheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Ansprüchen 2 bis 15 beschrieben.
  • Von besonders großer Bedeutung für eine einfache, zudem ausgesprochen gute Wärmespeicherung und/oder Wärmeisolierung sind die technischen Merkmale der Ansprüche 2 bis 4.
  • Von ganz besonderem Interesse für eine einfache, zudem ausgesprochen variable Handhabung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die technischen Merkmale des Anspruchs 5, wonach die Brenneinrichtung als vollvorgemischter Gasstrahlungsbrenner mit einem Brennermedium aus einer homogenen, permeablen Mattenstruktur oder dergleichen ausgebildet ist. Ganz wesentlich dabei ist, dass der Gasstrahlungsbrenner eine Leistung von ca. 4 KW zur Verfügung hat, die insoweit relativ gering ist. Dabei ist die Leistung von ca. 4 KW jedoch vollends ausreichend, um einen Wärmetauscher mit ca. über 20 KW zu betreiben. Als besonderer Vorteil hat sich herausgestellt, dass die Leistung von 4 KW konstant ist, also sowohl beim Einschalten als auch beim Ausschalten der Vorrichtung nach der Erfindung 4 KW beträgt. Die Leistung der Brenneinrichtung ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung in dem Brennraum und damit im Wärmetauscher wie ebenso in der Abluftleitung eine Konstante.
  • Zusätzlich sind die konstruktiven Maßnahmen des Anspruchs 6 von ausgesprochen großem Interesse, dass nämlich dem Gasstrahlungsbrenner eine Einrichtung zum automatischen Einstellen des Gas-/Luftverhältnisses des zu verbrennenden Gas-/Luftgemisches zugeordnet ist.
  • In vorteilhafter Weise basiert die Einrichtung zum automatischen Einstellen des Gas-/Luftverhältnisses des zu verbrennenden Gas-/Luftgemisches nach Anspruch 7 auf dem Prinzip einer Wasserstrahlpumpe, derart, dass das dem Gasstrahlungsbrenner über eine erste Zuleitung zugeführte Gas die dem Gasstrahlungsbrenner über eine zweite Zuleitung zugeführte Luft mitreisst.
  • Des weiteren liegt es im Rahmen der Erfindung, dass der Gasstrahlungsbrenner nach Anspruch 8 ein Gehäuse aufweist, an dessen Oberseite das Brennermedium dem Brennraum zugewandt angeordnet ist und in das die Einrichtung zum automatischen Einstellen des Gas-/Luftverhältnisses des zu verbrennenden Gas-/-Luftgemisches einmündet.
  • Nach den Merkmalen des Anspruchs 9 ist das Brennermedium aus Keramik ausgebildet. Bevorzugt ist das Brennermedium aus Keramikfasern ausgebildet, die insbesondere mit Siliziumkarbid beschichtet und miteinander verschweißt sind. Das Brennermedium ist leistungsfähig und ist aus einer stabilen, selbstragenden, homogenen, permeablen Mattenstruktur oder dergleichen ausgebildet. Bereits Sekunden nach der Zündung ist die volle Strahlung erreicht. Nach dem Ausschalten der Brenneinrichtung ist die Strahlung beendet. Deren Oberfläche erkaltet sofort. Auf diese Weise werden ein langes Vorglühen vor der Zündung und die Erzeugung einer Nachwärme vermieden. Eine genaue und optimale Steuerung ist gewährleistet. Zudem ergibt sich durch die homogene Mattenstruktur eine gleichmäßige und zugleich kostengünstige Strahlung. Schließlich weist eine solche Mattenstruktur eine sehr hohe Lebensdauer auf.
  • Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Gehäuse des Gasstrahlungsbrenners nach Anspruch 10 einen Raum aufweist, über welchen die zweite Zuleitung zur Zuführung der Luft und die Einrichtung zum automatischen Einstellen des Gas-/Luftverhältnisses kommunizieren.
  • Die Maßnahmen des Anspruchs 11, wonach die zweite Zuleitung zur Zuführung der Luft in der Abluftleitung angeordnet ist, dienen einer weiter vereinfachten Bauweise insgesamt. Die für die Verbrennung notwendige Frischluft wird über eine außen liegende Ansaugung mittels der zweiten Zuleitung in der Abluftleitung bzw. Abgasrohr (Rohr-in-Rohr-System) zugeführt. Dies bedeutet, dass hohe Kosten für eine Abgasanlage entfallen. In der Abluftleitung ist ein Sensor bzw. eine sogenannte Druckdose angeordnet, um den Druck in diesem Bereich zu messen und die Vorrichtung auszuschalten bzw. nicht in Betrieb zu nehmen, sobald in der Abluftleitung ein Überdruck nicht mehr vorherrscht.
  • Darüber hinaus liegt es im Rahmen der Erfindung, dass die zweite Zuleitung zur Zuführung der Luft in den Brennraum nach Anspruch 12 unmittelbar an dem Mantel des Brennraumes angeordnet oder zumindest dem Mantel des Brennraumes benachbart zugeordnet ist. Damit kann die (Verbrennungs-)Luft bereits auf etwa 60°C vorgewärmt in den Brennraum eingeleitet werden, was wiederum eine Erhöhung des Wirkungsgrades der Vorrichtung insgesamt erhöht.
  • Entsprechend den Maßnahmen des Anspruchs 13 ist der zweiten Zuleitung zur Zuführung der Luft in den Brennraum in vorteilhafter Weise ein Ventilator, der insbesondere von dem Brennraum oder dem Gehäuse des Gasstrahlungsbrenners aufgenommen ist, zugeordnet. Der Ventilator, der gegebenenfalls wärmeisoliert bzw. gegen die in dem Brennraum vorhandene Wärme abgeschirmt ausgebildet sein kann, sorgt für einen Überdruck, d. h. eine Druck größer als Umgebungsdruck, in dem Brennraum.
  • Die Ansprüche 14 und 15 sorgen für eine einfache, kompakte sowie stabile Bauweise der Vorrichtung nach der Erfindung und gestatten zudem deren Transport von einem zu anderem Ort.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sowie anhand der Zeichnungen. Hierbei zeigen:
  • 1A bis 1D eine Vorderansicht, eine linke Seitenansicht, eine rechte Seitenansicht und Rückansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung zum Erzeugen von Warmwasser,
  • 1E eine Draufsicht auf die Ausführungsform der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung zum Erzeugen von Warmwasser gemäß den 1A bis 1D,
  • 2 eine schematische, perspektivische Ansicht der Ausführungsform der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung zum Erzeugen von Warmwasser gemäß den 1A bis 1E, ohne Mantel aus feuerfestem Material,
  • 3A und 3B eine Vorderansicht und eine Rückansicht der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erzeugen von Warmwasser mit von dem Mantel aus feuerfestem Material aufgenommenen erfindungsgemäßen Bauteilen, nach der 2,
  • 4 eine Querschnittsansicht durch die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erzeugen von Warmwasser gemäß den 1A bis 3B,
  • 5 eine weitere Querschnittsansicht durch die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erzeugen von Warmwasser gemäß den 1A bis 3B, und
  • 6 ein elektrisches Blockschaltbild zu der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erzeugen von Warmwasser gemäß den 1A bis 5.
  • Bei der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zum Erzeugen von Warmwasser sind einander entsprechende, gleiche Bauteile jeweils mit identischen Bezugsziffern versehen.
  • Die in den 1A bis 5 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zum Erzeugen von Warmwasser umfasst einen Brennraum 12, der von einem Mantel 14 aus feuerfestem Material umgeben und begrenzt ist. Der den Brennraum 12 begrenzende Mantel 14 aus feuerfestem Material, der wärmespeichernde Eigenschaften aufweist, ist bei dem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 10 nach den 1A bis 5 aus Steinen aus Schamotte, Beton, Keramik, Ton oder Speckstein bzw. einer Kombination hieraus gebildet. Die einzelnen Steine weisen eine Dicke von etwa 3 cm auf, um die in dem Brennraum 12 erzeugte Wärme in dem Brennraum 12 zunächst gleichmäßig zu verteilen, sodann aufzunehmen und zu speichern.
  • Anstelle der Bauweise des Mantels 14 aus einzelnen Steinen ist es jedoch ebenso denkbar, den Mantel 14 zum Beispiel aus Mörtel aus Schamotte, gemischt mit Wasserglas, auszubilden, wodurch sich ein weitgehend einteiliger Mantel 14 erhalten lässt.
  • Bei der in den 1A bis 5 gezeigten Ausführungsform der Vorrichtung 10 ist der den Brennraum 12 begrenzende Mantel 14 aus feuerfestem Material zusätzlich mit einer Außenverkleidung 16 versehen.
  • Der den Brennraum begrenzende Mantel 14 und/oder die Außenverkleidung 16 besteht/bestehen aus Wärmedämmmaterial bzw. Wärmeisolierungsmaterial, insbesondere aus Thermoschamotte, beispielsweise in Form von Platten. Der Brennraum 12 ist mithin wärmeisoliert. Einem Wärmeaustausch über Außenseite der Vorrichtung 10 an die Außenumgebung ist damit entgegengewirkt.
  • Ohne im Einzelnen dargestellt zu sein, ist der den Brennraum 12 begrenzende Mantel 14 aus feuerfestem Material von einem Rahmengestell aufgenommen und abgestützt. So sind beispielsweise die einzelnen Steine aus Schamotte in das Rahmengestell eingesetzt, geklammert und anschließend mit Schamotte abgedichtet. Die Außenverkleidung 16 ist zuvor eingesetzt und anschließend ebenfalls von dem Rahmengestell gehalten oder in sonstiger beliebiger Weise an dem Mantel 14 angebracht.
  • Durch das Rahmengestell erhält die Vorrichtung 10 nach der Erfindung eine hohe Aussteifung. Eine solche Bauweise bringt den zusätzlichen Vorteil mit sich, dass die Vorrichtung 10 insgesamt ausgesprochen einfach transportiert werden kann. Das Rah mengestell ist vorzugsweise aus Stahl, insbesondere aus nichtrostendem Stahl, wie aus Nirosta, gebildet, um gegen sich in dem Brennraum 12 ausbildendes Kondenswasser etc. unempfindlich zu sein.
  • Des Weiteren umfasst die Vorrichtung 10 nach der Erfindung, wie in den 1A bis 5 gezeigt ist, eine Brenneinrichtung 18, die in dem Brennraum 12 angeordnet ist und mit einem Gas-/-Luftgemisch versorgbar ist.
  • Der Brennraum 12 ist gegenüber dem der Brenneinrichtung 18 zugeführten und zu verbrennenden Gas-/Luftgemisch abgeschlossen, d. h. quasi isoliert. Zugleich ist die Brenneinrichtung 18 als Gasstrahlungsbrenner 20 ausgestaltet. Der Gasstrahlungsbrenner 20 ist dabei vollvorgemischt. Auf diese Weise kann der Flamme des Gasstrahlungsbrenners 20 idealerweise keine, zumindest nur unmerklich Luft und damit Sauerstoff aus dem Brennraum 12 zugeführt werden. Eine Erhöhung der Flammentemperatur und des in dem Brennraum 12 vorherrschenden Temperaturprofils ist somit ausgeschlossen. Der Wirkungsgrad und/oder Nutzwirkungsgrad der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 ist folglich gegenüber herkömmlichen Vorrichtungen wesentlich verbessert.
  • Dem Gasstrahlungsbrenner 20 ist ein Brennermedium 22 mit einer homogenen, permeablen bzw. perforierten Mattenstruktur oder dergleichen zugeordnet. Das Brennermedium 22 ist aus Keramik ausgebildet. In bevorzugter Weise ist das Brennermedium 22 aus Keramikfasern ausgestaltet. Die Keramikfasern sind vorzugsweise mit Siliziumkarbid beschichtet und miteinander verschweißt. Das Brennermedium 22 ist ausgesprochen leistungsfähig und bildet eine stabile, selbstragende Mattenstruktur. Bereits Sekunden nach der Zündung ist die vollständige Strahlung, d. h. eine Infrarot-Strahlung, erreicht. Nach dem Ausschalten des Gasstrahlungsbrenners 20 ist die Strahlung beendet. Die Oberfläche des Brennermediums 22 erkaltet sofort.
  • Wie deutlich aus den 1D, 3A und 3B sowie 4 hervorgeht, weist der Gasstrahlungsbrenner 20 ein Gehäuse 24 auf, an dessen Oberseite das Brennermedium 22 angeordnet ist, und zwar dem Brennraum 12 zugewandt.
  • Der Gasstrahlungsbrenner 20 ist über eine erste Zuleitung 26 mit Gas und eine zweite Zuleitung 28 mit Luft versorgbar.
  • Die erste Zuleitung 26 ist zu diesem Zweck beispielsweise mit einer nicht dargestellten Gasflasche verbunden. Ebenso kann die erste Zuleitung 26 mit einer fest installierten Gasleitung kommunizieren. Als Gas lässt sich jede derzeit auf dem Markt erhältliche Gassorte verwenden. Insoweit sind gleichermaßen Erdgas und Propangas, wie zum Beispiel Erdgas Nord, Erdgas Süd oder Propangas mit unterschiedlichem Druck etc., zum Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 geeignet.
  • Wie aus den 1A bis 5 hervorgeht, führt die zweite Zuleitung 28 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 10 von der Außenseite in die Vorrichtung 10, um ausreichend Luft und damit Sauerstoff zuzuführen. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die zweite Zuleitung 28 über die Rückseite der Vorrichtung 10 geführt und mündet in einen Abluftleitung 30 ein. Ebenso ist es jedoch auch denkbar, die zweite Zuleitung 28 unmittelbar aus dem Bodenelement an der Unterseite der Vorrichtung 10 ausmünden zu lassen (nicht dargestellt).
  • Wie die 3 und 4 zeigen, ist die zweite Zuleitung 28 zur Zuführung der Luft in den Brennraum 12 unmittelbar an dem Mantel 14 des Brennraumes 12 angeordnet oder zumindest dem Mantel 14 des Brennraumes 12 benachbart zugeordnet.
  • Der zweiten Zuleitung 28 zur Zuführung der Luft in den Brennraum 28 ist darüber hinaus ein Ventilator 32, der insbesondere von dem Brennraum 12 oder dem Gehäuse 24 des Gasstrahlungsbrenners 20 aufgenommen ist, zugeordnet.
  • Entsprechend den 3 und 4 ist dem Gasstrahlungsbrenner 20 eine Einrichtung 32 zum automatischen Einstellen des Gas-/-Luftverhältnisses des zu verbrennenden Gas-/Luftgemisches zugeordnet. Das Gehäuse 24 des Gasstrahlungsbrenners 20 weist einen Raum 36, über welchen die zweite Zuleitung 28 zur Zuführung der Luft und die Einrichtung 32 zum automatischen Einstellen des Gas-/Luftverhältnisses kommunizieren. Die Einrichtung 32 zum automatischen Einstellen des Gas-/Luftverhältnisses des zu verbrennenden Gas-/Luftgemisches in Abhängigkeit der zu erzeugenden Wärme mündet dabei in das Gehäuse 36 des Gasstrahlungsbrenners 20 ein.
  • Insbesondere basiert die Einrichtung 32 zum automatischen Einstellen des Gas-/Luftverhältnisses des zu verbrennenden Gas-/-Luftgemisches auf dem Prinzip einer Wasserstrahlpumpe. Insoweit reisst das dem Gasstrahlungsbrenner 20 über die erste Zuleitung 26 zugeführte Gas die dem Gasstrahlungsbrenner 20 über die zweite Zuleitung 28 und den Raum 36 zugeführte Luft automatisch mit. Bei Erhöhung oder Verringerung der Gaszufuhr wird daher automatisch die entsprechend benötigte Menge an Luft in Abstimmung mit den Charakteristiken des Gasstrahlungsbrenners 20 angesaugt. Das Gas-/Luftgemisch wird daher für die jeweils benötigte Heizleistung in entsprechendem Gas-/Luftverhältnis dem Gasstrahlungsbrenner 20 zugeführt und von diesem verbrannt. Zur Steigerung der gewünschten Heizleistung wird mehr Gas über die erste Zuleitung 26 zugeführt, das automatisch mehr Luft über die zweite Zuleitung 28 ansaugt, und umgekehrt. Auf diese Weise lässt sich eine ideale Verbrennung erhalten. Bei dem Gasstrahlungsbrenner 20 handelt es sich quasi um einen Injektorbrenner. Der Gasstrahlungsbrenner 20 besitzt dabei vorzugsweise einen Lambda-Wert von 1,2, saugt also ein Gemisch aus Gas und Luft von insgesamt etwa 120 an. Der Druck des Gases liegt vorzugsweise in einem Bereich von etwa 10 bis 60 mbar. Insbesondere beträgt der Gasdruck bevorzugt 18 mbar für Erdgas, 30 mbar für Propangas international oder 50 mbar für Propangase EU europaweit, je nach Sorte des verwendeten Gases.
  • Dem Gasstrahlungsbrenner 20 ist weiterhin eine Zündelektrode 38 zum Entzünden des Gas-/Luftgemisches zugeordnet. Die Zündelektrode 38 ist über eine Leitung (nicht dargestellt) mit einem Transformator (ebenfalls nicht dargestellt) verbunden, der wiederum über eine Steuereinheit und einen (Ein/Aus-)Schalter betätigbar ist. Transformator und Steuereinheit sind ebenfalls in dem Raum 36 untergebracht.
  • Schließlich ist der Zündelektrode 38 noch ein Thermostat bzw. Thermoelement 40 oder dergleichen Sensor zugeordnet, das mit wenigstens einem Ventil 42, insbesondere einem Magnetventil, zusammenwirkt.
  • Entsprechend den 2 bis 5 umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 schließlich noch einen Wärmetauscher 44, der innerhalb des Brennraumes 12 und oberhalb der Brenneinrichtung 18 angeordnet ist. Der Wärmetauscher 44 kommuniziert über einen Primärkreislauf 46 mit einer externen Speichereinrichtung (nicht gezeigt).
  • In der 6 ist schematisch ein Blockschaltbild zusammen mit den elektrischen Bauteilen der Vorrichtung 10, wie etwa dem Transformator, der Steuereinheit und dem (Ein/Aus-) Schalter gezeigt, um die Zündelektrode 38 und das Ventil 42 aufeinander abgestimmt zu betätigen. Zusätzlich ist in den Schaltkreis noch ein Temperatursensor bzw. Thermostat 40 zur Ermittlung der aktuellen Raumtemperatur und/oder eine Zeitschaltuhr zur Einstellung der Heiz-/Ruheintervalle der Vorrichtung 10 integriert.
  • Die Steuerung der Vorrichtung nach der Erfindung erfolgt vollautomatisch über eine elektronische Temperaturregelung in dem externen Speicher außerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Mit anderen Worten nimmt die erfindungsgemäße Vorrichtung den Betrieb auf, sobald eine Entnahme von Warmwasser aus dem externen Speicher erfolgt ist, bzw. schaltet sich (erneut) aus, nachdem die Ist-Temperatur eine bestimmte Soll-Temperatur er reicht hat. Es wurde besonders darauf geachtet, dass die Vorrichtung mit einer relativ einfach und servicefreundlich ausgelegten Steuerungstechnik versehen ist.
  • Die Betriebsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 wird im Folgenden kurz beschrieben:
    Die Verbrennung des Gases erfolgt durch die Zuführung des zu verbrennenden Gases mit Luftgemisch. Diese erfolgt wiederum auf dem Injektorprinzip. Das Gas strömt durch ein Ventil 42, das mit einer elektronischen Steuerung gekoppelt ist, die wiederum durch einen Impuls (Kaltwasser im Speicher) in Gang gehalten wird.
  • Gleichzeitig wird durch Strömung des Gases (spezielle Düse) Luft mitgeführt. Zeitgleich wird an der Zündelektrode 38 ein Zündfunke aktiviert, der Gas in der Brenneinrichtung 18 zum Zünden bringt. Sogleich wird die aufsteigende warme Luft mit einer Temperatur von etwa 200 bis 300°C in den oberen Bereich der Brenneinrichtung 18 geleitet. Dadurch wärmt sich das Wasser im Wärmetauscher 44 auf und wird über den Primärkreislauf 46 mittels einer Pumpe (nicht dargestellt) in den externen Speicher (ebenfalls nicht gezeigt) transportiert.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist vorzugsweise als Schubladensystem ausgebildet, so dass deren einzelne Bauteile somit ist servicefreundlich und bei eventuellen Reparaturen leicht zu demontieren bzw. montieren sind. Die Außenmaße und das Gewicht der Vorrichtung sind so konzipiert, dass sie im handelsüblichen Tür- bzw. Treppenbereich bei Endverbrauchern überall aufgestellt werden können und ein relativ geringer Platzbedarf für die Vorrichtung insgesamt erforderlich ist. Beispielsweise weist die in den 1A bis 5 gezeigten Vorrichtung nach der Erfindung eine Höhe von 100 mm, eine Breite von 70 mm und eine Tiefe von 70 mm auf.
  • 10
    Vorrichtung zum Erzeugen von Warmwasser
    12
    Brennraum
    14
    Mantel
    16
    Außenverkleidung
    18
    Brenneinrichtung
    20
    Gasstrahlungsbrenner
    22
    Brennermedium
    24
    Gehäuse
    26
    Erste Zuleitung für das Gas
    28
    Zweite Zuleitung für die Luft
    30
    Abluftleitung
    32
    Ventilator
    34
    Einrichtung zum automatischen Einstellen des Gas-/Luftverhältnisses
    36
    Raum von Gehäuse
    38
    Zündelektrode
    40
    Thermostat
    42
    Ventil
    44
    Wärmetauscher
    46
    Primärkreislauf.

Claims (15)

  1. Vorrichtung zum Erzeugen von Warmwasser, umfassend einen von einem Mantel (14) aus feuerfestem Material umgebenen und begrenzten Brennraum (12), eine in dem Brennraum (12) angeordnete, mit einem Gas-/Luftgemisch versorgbare Brenneinrichtung (18) und eine Abluftleitung (30), wobei der Brennraum (12) gegenüber dem der Brenneinrichtung (18) zugeführten und zu verbrennenden Gas-/Luftgemisch abgeschlossen ist, wobei der den Brennraum (12) begrenzende Mantel (14) wärmespeichernd ausgebildet und gegenüber der Außenumgebung der Vorrichtung (10) wärmeisoliert ist und wobei ein Wärmetauscher (44) innerhalb des Brennraumes (12) es angeordnet ist sowie mit einer externen Speichereinrichtung kommuniziert.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der den Brennraum (12) begrenzende Mantel (14) aus feuerfestem Material aus Steinen aus Schamotte, Beton, Keramik, Ton oder Speckstein gebildet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der den Brennraum (12) begrenzende Mantel (14) aus feuerfestem Material mit einer den Mantel (14) des Brennraumes (12) umgebenden Außenverkleidung (16) versehen ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der den Brennraum (12) begrenzende Mantel (14) und/oder die Außenverkleidung (16) aus Wärmeisolierungsmaterial, insbesondere aus Thermoschamotte, besteht/bestehen.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Brenneinrichtung (18) als vollvorgemischter Gasstrahlungsbrenner (20) mit einem Brennermedium (22) aus einer homogenen, permeablen Mattenstruktur oder dergleichen ausgebildet ist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem Gasstrahlungsbrenner (20) eine Einrichtung (34) zum automatischen Einstellen des Gas-/-Luftverhältnisses des zu verbrennenden Gas-/Luftgemisches zugeordnet ist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (34) zum automatischen Einstellen des Gas-/Luftverhältnisses des zu verbrennenden Gas-/Luftgemisches auf dem Prinzip einer Wasserstrahlpumpe basiert, derart, dass das dem Gasstrahlungsbrenner (20) über eine erste Zuleitung (26) zugeführte Gas die dem Gasstrahlungsbrenner (20) über eine zweite Zuleitung (28) zugeführte Luft mitreisst.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasstrahlungsbrenner (20) ein Gehäuse (24) aufweist, an dessen Oberseite das Brennermedium (22) dem Brennraum (12) zugewandt angeordnet ist und in das die Einrichtung (34) zum automatischen Einstellen des Gas-/-Luftverhältnisses des zu verbrennenden Gas-/Luftgemisches einmündet.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennermedium (22) aus Keramik, insbesondere aus Keramikfasern, ausgebildet ist, die vorzugsweise mit Siliziumkarbid beschichtet und miteinander verschweißt sind.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (24) des Gasstrahlungsbrenners (20) einen Raum (36) aufweist, über welchen die zweite Zuleitung (28) zur Zuführung der Luft und die Einrichtung (34) zum automatischen Einstellen des Gas-/Luftverhältnisses kommunizieren.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Zuleitung (28) zur Zuführung der Luft in der Abluftleitung (30) angeordnet ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Zuleitung (28) zur Zuführung der Luft in den Brennraum (12) unmittelbar an dem Mantel (14) des Brennraumes (12) angeordnet oder zumindest dem Mantel (14) des Brennraumes (12) benachbart zugeordnet ist.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der zweiten Zuleitung (28) zur Zuführung der Luft in den Brennraum (12) ein Ventilator (34, der insbesondere von dem Brennraum (12) oder dem Gehäuse (36) des Gasstrahlungsbrenners (20) aufgenommen ist, zugeordnet ist.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der den Brennraum (12) begrenzende Mantel (14) aus feuerfestem Material von einem Rahmengestell aufgenommen und abgestützt ist.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmengestell aus Stahl, insbesondere nicht-rostendem Stahl, vorzugsweise aus Nirosta, gebildet ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105352180A (zh) * 2015-11-27 2016-02-24 国网北京市电力公司 加热装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3421276A1 (de) * 1983-06-07 1984-12-13 Dieter Joachim 6689 Merchweiler Leinenbach Niedertemperatur-zentralheizungskessel mit kontinuierlich geregelter brennstoffzufuhr
DE20316520U1 (de) * 2002-10-25 2004-02-26 Eberl, Karl Vorrichtung zum Erzeugen, Speichern und Abgeben von Wärme an einen zu beheizenden Raum
DE202004013259U1 (de) * 2004-08-25 2004-12-02 Brückner, Klemens Heizkessel

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3421276A1 (de) * 1983-06-07 1984-12-13 Dieter Joachim 6689 Merchweiler Leinenbach Niedertemperatur-zentralheizungskessel mit kontinuierlich geregelter brennstoffzufuhr
DE20316520U1 (de) * 2002-10-25 2004-02-26 Eberl, Karl Vorrichtung zum Erzeugen, Speichern und Abgeben von Wärme an einen zu beheizenden Raum
DE202004013259U1 (de) * 2004-08-25 2004-12-02 Brückner, Klemens Heizkessel

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105352180A (zh) * 2015-11-27 2016-02-24 国网北京市电力公司 加热装置

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