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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen von Warmwasser.
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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.
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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.
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Diese
Aufgabe wird auf überraschend
einfache Weise durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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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.
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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.
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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.
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Mithin
handelt es sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung um einen Energiesparfeuerungskessel.
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Weitere
vorteilhafte Einzelheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den
Ansprüchen 2
bis 15 beschrieben.
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Von
besonders großer
Bedeutung für
eine einfache, zudem ausgesprochen gute Wärmespeicherung und/oder Wärmeisolierung
sind die technischen Merkmale der Ansprüche 2 bis 4.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Weitere
Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung sowie anhand der Zeichnungen. Hierbei zeigen:
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1A bis 1D eine
Vorderansicht, eine linke Seitenansicht, eine rechte Seitenansicht
und Rückansicht
einer Ausführungsform
einer erfindungsgemäß ausgebildeten
Vorrichtung zum Erzeugen von Warmwasser,
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1E eine
Draufsicht auf die Ausführungsform
der erfindungsgemäß ausgebildeten
Vorrichtung zum Erzeugen von Warmwasser gemäß den 1A bis 1D,
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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,
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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,
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4 eine
Querschnittsansicht durch die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Erzeugen von Warmwasser gemäß den 1A bis 3B,
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5 eine weitere Querschnittsansicht durch
die Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Erzeugen von Warmwasser gemäß den 1A bis 3B,
und
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6 ein
elektrisches Blockschaltbild zu der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Erzeugen von Warmwasser gemäß den 1A bis 5.
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Bei
der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zum
Erzeugen von Warmwasser sind einander entsprechende, gleiche Bauteile
jeweils mit identischen Bezugsziffern versehen.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Der
Gasstrahlungsbrenner 20 ist über eine erste Zuleitung 26 mit
Gas und eine zweite Zuleitung 28 mit Luft versorgbar.
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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.
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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).
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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).
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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- 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.