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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft einen Ofen zur Wärmeerzeugung und insbesondere eine Heizkassette bzw. einen Einsatz für einen Ofen zur Wärmeerzeugung.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Es sind Öfen zur Wärmeerzeugung, etwa in Gestalt von einfachen gemauerten Holzöfen, Warmluftkachelöfen und anderen gleichartigen Feuerstellen zur Wärmeerzeugung in Wohnräumen, bekannt. Solche Öfen werden beispielsweise in Wohnräumen angeordnet und sind in der Regel an einer Seitenwand des Wohnraumes verbaut. Eine Wandung eines derartigen Ofens ist beispielsweise aus Mauerwerk und/oder Gusseisen aufgebaut und beherbergt einen Hohlraum, der als Brennkammer dient. Die vorgenannten Öfen zur Wärmeerzeugung können aber auch als Kachelöfen frei in einem Wohnraum aufgestellt sein.
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Es sind auch Heizkassetten bzw. Ofeneinsätze bekannt, z. B. in Form von Kamineinsätzen als Einbauelement für Kachelöfen oder dergleichen, mit einem von einem Einsatzkorpus begrenzten Brennraum, dem eine Abgasführung zugeordnet ist. Solche Kamineinsätze sind in unterschiedlicher Ausbildung und in unterschiedlicher Größe verfügbar. Diese haben üblicherweise einen Brennraum, der von einer Brennraumtür nach außen hin abzuschließen ist, wobei die Brennraumtür an dem Einsatzkorpus gelenkig befestigt bzw. an diesem gleitbar geführt ist. Der Kamineinsatz mit seinem Einsatzkörper ist in vorgesehene Wandabschnitte eines Raumes einzusetzen oder mit Verkleidungselementen zu versehen, um individuell gestaltete Kachelöfen, Heizvorrichtungen, Kamine und dergleichen mit einem vorgefertigten Ofeneinsatz zu versehen.
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Öfen der eingangs genannten Art sind häufig für eine bestimmte Brennstoffart und/oder Brennstoffform eingerichtet. Auch erfordern solche Öfen Wartungs- und Reinigungsarbeiten im Innern der Wandung, insbesondere in der Brennkammer.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine Heizkassette für einen Ofen zur Wärmeerzeugung, wobei die Heizkassette ein Brennermodul, einen Rauchgaswärmetauscher und ein Führungselement hat. Durch das Führungselement ist das Brennermodul relativ zu dem Rauchgaswärmetauscher bewegbar angeordnet. Hierbei ist das Brennermodul zwischen einer Betriebsposition, bei der das Brennermodul mit dem Rauchgaswärmetauscher rauchgasdicht verbunden ist, und einer Wartungsposition, bei der das Brennermodul von dem Rauchgaswärmetauscher separiert ist, überführbar.
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Ein weiterer Aspekt betrifft einen Ofen zur Wärmeerzeugung mit einem Brennermodul, einem Rauchgaswärmetauscher und einem Führungselement. Durch das Führungselement ist das Brennermodul relativ zu dem Rauchgaswärmetauscher bewegbar angeordnet. Hierdurch ist das Brennermodul zwischen einer Betriebsposition, bei der das Brennermodul mit dem Rauchgaswärmetauscher rauchgasdicht verbunden ist, und einer Wartungsposition, bei der das Brennermodul von dem Rauchgaswärmetauscher separiert ist, überführbar.
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Weitere Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, den beigefügten Figuren und der nachfolgenden Beschreibung.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügte Figuren beschrieben, in der:
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1 (Wartungsposition) und 2 (Betriebsposition) ein Ausführungsbeispiel einer Heizkassette schematisch in einer Seitenansicht veranschaulichen,
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3 die Heizkassette schematisch in einer Frontansicht veranschaulicht,
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4 schematisch eine flexible Anordnung eines Rauchgaswärmetauschers relativ zu einem Brennermodul veranschaulicht und
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5 einen Montagerahmen des Ausführungsbeispiels gemäß 1–3 schematisch in einer perspektivischen Ansicht veranschaulicht.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die nachfolgend beschriebenen Heizkassetten samt Brennermodule, Rauchgaswärmetauscher und Führungselement lassen sich verwenden, um Öfen zur Wärmeerzeugung wie etwa bestehende Warmluftkachelöfen mit einem neuen Ofeneinsatz nach- oder umzurüsten, etwa im Hinblick auf andere Brennstoffe und/oder auch im Hinblick auf verbesserte Wirkungsgrade oder geringeren Schadstoffausstoß. Auch lassen sie sich verwenden, um neue Öfen zur Wärmeerzeugung von vorneherein als Ofeneinsatz mit einer derartigen Heizkassette auszustatten. Wie bereits erwähnt, ist der erfindungsgemäße Ofen zur Wärmeerzeugung z. B. in der Gestalt eines Kaminofens, eines Kachelofens, eines Warmluftkachelofens oder einer gleichartigen Feuerstelle in Wandverbauten oder dergleichen ausgestaltet.
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Die nachfolgenden Erläuterungen sind gleichermaßen bezogen auf Heizkassetten mit einem Brennermodul, einem Rauchgaswärmetauscher und einem Führungselement, auf Kaminöfen mit einer solchen Heizkassette sowie auf Kaminöfen mit einem Brennermodul, einem Rauchgaswärmetauscher und einem Führungselement zu verstehen.
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Bei manchen Ausgestaltungen ist das Brennermodul für die Verbrennung von festem Brennstoff, der insbesondere auf Holz basiert, eingerichtet. Der Brennstoff kann feste Biomasse umfassen und stückig ausgebildet sein, wie z. B. Scheitholz, Pellets oder Hackschnitzelgut. Außer einer Brennkammer umfasst das Brennermodul bei manchen Ausgestaltungen einen Aschebehälter, in dem sich Verbrennungsrückstände auffangen lassen. Bei manchen Ausgestaltungen weist das Brennermodul einen Rauchgaskanal auf, der von der Brennkammer zu einer Rauchgasöffnung des Brennermoduls führt. Bei der Verbrennung eines Brennstoffs in der Brennkammer entstehende Rauchgase werden durch den Rauchgaskanal geleitet. Der Rauchgaskanal ist beispielsweise als zylindrisches Rohr oder als geschweißte Stahlblechkonstruktion ausgebildet und ist dazu eingerichtet, das Rauchgas entsprechend durch das Brennermodul in den Rauchgaswärmetauscher zu führen.
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Der Rauchgaswärmetauscher dient der Nutzbarmachung der Verbrennungswärme, indem er Rauchgasen Wärme entzieht und der Umgebung bereitstellt. Der Rauchgaswärmetauscher ist mit einem Rauchgaskanal ausgerüstet, der hinsichtlich einer Wärmeübertragung beispielsweise mit der unmittelbaren Umgebungsluft des Ofens gekoppelt ist und/oder mit einem Wärmespeicher, beispielsweise in Gestalt von einem oder mehreren wärmespeichernden Gesteins- oder Metallkörpern, oder auch mit einem Latentwärmespeicher. Bei manchen Ausgestaltungen ist der Rauchgaswärmetauscher wärmeübertragungsmäßig an einen Wasserkreislauf gekoppelt, um Wasser zu erhitzen. Der Rauchgaswärmetauscher bewerkstelligt somit dem Wärmetransport der bei der Verbrennung gewonnenen Wärme hin zur Umgebung des Ofens.
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Das Brennermodul ist relativ zu dem Rauchgaswärmetauscher bewegbar angeordnet, wobei es durch das Führungselement geführt ist. Hierdurch lässt sich das Brennermodul, beispielsweise händisch, zwischen einer Betriebsposition und einer Wartungsposition (hin- und her-)bewegen. Der Rauchgaswärmetauscher ist beispielsweise innerhalb der Wandung oder (außen) an dem Ofen fixiert und nimmt so eine feste Position relativ zur Wandung oder dem Ofen ein. Das Brennermodul ist dann gleichermaßen relativ zu dem Rauchgaswärmetauscher und der Wandung oder dem (übrigen) Ofen beweglich angeordnet. Bei manchen Ausgestaltungen ist das Brennermodul an dem Führungselement befestigt und wird nur durch dieses getragen.
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In der Betriebsposition ist das Brennermodul mit dem Rauchgaswärmetauscher rauchgasdicht verbunden. Rauchgase, die bei einem Verbrennungsvorgang im Brennermodul entstehen, können so (sicher) von der Rauchgasöffnung des Brennermoduls dem Rauchgaskanal des Rauchgaswärmetauschers zugeführt werden. So kann vermieden werden, dass Rauchgase in die unmittelbare Umgebungsluft des Ofens gelangen.
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Die Wartungsposition ist eine Position, bei der das Brennermodul von dem Rauchgaswärmetauscher separiert ist, insbesondere von diesem räumlich (weiter) beabstandet (als in der Betriebsposition) und auch nicht mit diesem rauchgasdicht verbunden ist. In der Wartungsposition ist das Brennermodul also eine größere Distanz von dem Rauchgaswärmetauscher entfernt als in der Betriebsposition und damit leichter zugänglich, sodass sich beispielsweise Wartungs- oder auch Reinigungsarbeiten an dem Brennermodul und/oder dem Rauchgaswärmetauscher vereinfacht durchführen lassen. Auch sind die Rauchgasöffnung des Brennermoduls und der Rauchgaskanal des Rauchgaswärmetauschers in der Wartungsposition unmittelbar zugänglich. Reinigungsarbeiten lassen sich so leichter durchführen.
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Bei manchen Ausgestaltungen ist die Heizkassette eine, insbesondere vormontierte, Baugruppe, die zumindest das Brennermodul, den Rauchgaswärmetauscher und das Führungselement umfasst. Eine solche Heizkassette lässt sich als ein zusammenhängendes Modul in die Wandung oder in den Ofen einbauen. Bei manchen Ausgestaltungen ist die Heizkassette mit einem Montagerahmen ausgerüstet, der dafür eingerichtet ist, im Innern eines Ofens, insbesondere an dessen (Innen-)Wandung befestigt zu werden. Bei einigen dieser Ausgestaltungen sind das Führungselement und/oder der Rauchgaswärmetauscher an dem Montagerahmen befestigt.
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Bei manchen Ausgestaltungen ist das Führungselement jeweils separat von dem Rauchgaswärmetauscher und/oder separat von dem Montagerahmen innerhalb der Wandung des Ofens befestigt. Bei manchen Ausgestaltungen ist das Führungselement selbst mit einer Befestigungseinrichtung zur Befestigung der Heizkassette an einer Wandung des Ofens ausgerüstet. Bei manchen Ausgestaltungen ist der Rauchgaswärmetauscher an der Befestigungsvorrichtung des Führungselements befestigt. Hierbei übernimmt das Führungselement bei manchen Ausgestaltungen die Rolle des Montagerahmens, sprich das Führungselement ist zur Befestigung an der Wandung des Ofens eingerichtet und ist außerdem eingerichtet, den Rauchgaswärmetauscher und auch das Brennermodul zu tragen.
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Bei anderen, montagerahmenlosen Ausgestaltungen ist der Rauchgaswärmetauscher nicht direkt mit dem Führungselement verbunden. Beispielsweise ist der Rauchgaswärmetauscher mit einer eigenen Befestigungsvorrichtung ausgerüstet, mit der er sich unabhängig von dem Führungselement in dem Ofen befestigen lässt. Hierdurch lassen sich unterschiedliche Bauformen von Öfen flexibel berücksichtigen, indem sich der Rauchgaswärmetauscher unabhängig von dem Führungselement und dem Brennermodul in dem Ofen platzieren lässt.
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Bei manchen Ausgestaltungen wird die Heizkassette innerhalb der Wandung des Ofens montiert, etwa im Bereich von dessen ursprünglicher Brennkammer. Bei manchen Ausgestaltungen wird die Heizkassette durch die Montage des Rauchgaswärmetauschers, die Montage des Führungselements sowie die Montage des Brennermoduls an dem Führungselement (sukzessive) in dem Ofen aufgebaut.
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Bei manchen Ausgestaltungen ist das Brennermodul in der Betriebsposition von der Wandung des Ofens teilweise, zu fünf Seiten hin (etwa nach hinten, oben, unten, rechts und links von einer Frontseite aus gesehen) oder vollständig umschlossen. Bei einigen dieser Ausgestaltungen ist die Heizkassette, insbesondere das Brennermodul (in der Betriebsposition) vollständig im Innern des Ofens angeordnet. Bei einigen anderen dieser Ausgestaltungen ist die Heizkassette, insbesondere das Brennermodul (in der Betriebsposition) im Wesentlichen bündig mit einer Außenfläche des Ofens angeordnet. Beispielsweise ist hierfür das Brennermodul mit einem Wandelement für den Ofen ausgerüstet. Das Wandelement umfasst in manchen Ausgestaltungen eine Ofentür mit Sichtfenster, die einen Zugang zu der Brennkammer und/oder dem Aschebehälter des Brennermoduls bietet. Zusätzlich oder alternativ umfasst das Wandelement in manchen Ausgestaltungen ein Fenster, das einen visuellen Einblick in die Brennkammer – auch in der Betriebsposition – ermöglicht.
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Bei manchen Ausgestaltungen ist das Führungselement derart dimensioniert, dass das Brennermodul in der Wartungsposition zu zumindest einem Drittel, zumindest zwei Dritteln und/oder vollständig aus dem Ofen herausragt, sprich außerhalb einer Außenfläche des Ofens angeordnet ist. Beispielsweise ist das Führungselement dafür eingerichtet, das Brennermodul zumindest um eine Strecke entsprechend einer Einbautiefe des Brennermoduls zu verschieben. Hierdurch lassen sich Wartungs- oder auch Reinigungsarbeiten an dem Brennermodul bequem, insbesondere ohne Hineingreifen in einen Innenraum des Ofens, durchführen.
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Bei manchen Ausgestaltungen sind eine Halteeinrichtung und/oder eine Verriegelung vorgesehen, um das Brennermodul in der Wartungsposition sicher zu halten. Bei manchen Ausgestaltungen sind eine Halteeinrichtung und/oder eine Verriegelung vorgesehen, um das Brennermodul in der Betriebsposition zu halten. Hierdurch lässt sich eine unbeabsichtigte Bewegung des Brennermoduls weg von der Wartungsposition und/oder weg von der Betriebsposition verhindern. Hierbei gibt die Halteeinrichtung beispielsweise durch bloßes Aufwenden eines gewissen Kraftaufwands in Richtung der Betriebsposition bzw. in Richtung der Wartungsposition das Brennermodul frei. Hingegen umfasst bei manchen Ausgestaltungen die Verriegelung eine formschlüssig oder kraftschlüssig wirkende Rückhalteeinrichtung zum Festsetzen des Brennermoduls, die durch einen separaten Handgriff zunächst gelöst werden muss, um das Brennermodul zu bewegen. Beispielsweise umfasst die Halteeinrichtung eine Schwelle oder Vertiefung im Bereich der Betriebsposition und/oder der Wartungsposition, welche überwunden werden muss, um das Brennermodul zur jeweils anderen Position zu bewegen. Die Verriegelung umfasst beispielsweise eine vorgespannte Wippe mit Rastnase, einen Schwenkriegel, einen verschiebbaren Riegel oder eine Sicherung mittels Befestigungsschraube.
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Manche Ausgestaltungen sind mit einer Sicherungsvorrichtung ausgerüstet, welche den Betrieb des Brennermoduls beim Entfernen von der Betriebsposition unterbricht und/oder eine Maßnahme gegen eine Inbetriebnahme außerhalb der Betriebsposition bereitstellt. Die Sicherungsvorrichtung ist beispielsweise mit der Arretierung und/oder der Verriegelung für die Betriebsposition gekoppelt. Beispielsweise gestattet die Sicherungsvorrichtung den Betrieb des Brennermoduls nur, falls die Verriegelung für die Betriebsposition geschlossen ist. Andernfalls wird bei manchen Ausgestaltungen eine Brennstoffzufuhr zu der Brennkammer unterbunden.
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Bei manchen Ausgestaltungen ist das Führungselement für eine geradlinige Bewegung eingerichtet. Beispielsweise umfasst das Führungselement einehorizontal verlaufende Schiene entlang der das Brennermodul geführt ist und/oder auf der das Brennermodul gleitet oder rollt. Bei manchen Ausgestaltungen umfasst das Führungselement einen Teleskopauszug, mit dem sich beispielsweise durch Ausziehen des Teleskopauszugs das Brennermodul von der Betriebsposition in die Wartungsposition überführen lässt. Bei manchen Ausgestaltungen ist genau ein Führungselement vorgesehen; bei manchen anderen Ausgestaltungen sind genau zwei Führungselemente oder zumindest drei Führungselemente vorgesehen, um das Brennermodul zu bewegen. Beispielsweise ist das Brennermodul durch genau zwei Führungselemente, insbesondere Teleskopauszüge, geführt, die beidseitig zu dem Brennermodul angeordnet sind.
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Bei manchen Ausgestaltungen ist das Brennermodul durch das Führungselement bzw. die Führungselemente (vollständig) getragen. Hierbei lässt sich das Brennermodul einfach montieren oder tauschen, indem es (lediglich) an dem Führungselement bzw. an den Führungselementen befestigt wird. In manchen Ausgestaltungen lässt sich dies in der Wartungsposition durchführen, also beispielsweise bei ausgefahrenem Teleskopauszug. Für den Betrieb der Heizkassette bzw. des Ofens lässt sich das montierte Brennermodul dann durch das Führungselement in die Betriebsposition bewegen. Im Übrigen ist die vorliegende Beschreibung auf zwei Führungselemente bezogen formuliert, ist jedoch ebenso auf Ausgestaltungen mit ein oder mehr Führungselementen (pro Brennermodul) zu verstehen.
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Insbesondere bei der Nach- oder Umrüstung von bestehenden Öfen ist die relative Anordnung von Brennermodul und Rauchgaswärmetauscher gewissen baulichen Randbedingungen unterworfen. Bei manchen Ausgestaltungen ist die Heizkassette dafür eingerichtet, dass der Rauchgaswärmetauscher in beliebigen Richtungen, etwa in einem 180° umfassenden Bereich, relativ zu dem Brennermodul und hinter diesem in dem Ofen anordenbar ist. Für eine flexible Wahl einer Montageposition des Rauchgaswärmetauschers relativ zu dem Führungselement bzw. relativ zu dem Brennermodul ist bei manchen Ausgestaltungen ein Rauchgasverbinder vorgesehen, um (in der Betriebsposition) Rauchgase von dem Brennermodul zu dem Rauchgaswärmetauscher, insbesondere von der Rauchgasöffnung des Brennermoduls zu dem Rauchgaskanaleintritt des Rauchgaswärmetauschers, zu leiten. Hierzu ist der Rauchgasverbinder rauchgasdicht mit dem Rauchgaswärmetauscher verbunden. Bei manchen Ausgestaltungen ist der Rauchgasverbinder dreh und/oder schwenkbar an dem Rauchgaswärmetauscher angeordnet, wobei er sich beispielsweise in beliebigen Winkelstellungen oder in vorgegebenen Winkelstellungen fester Schrittweite arretieren lässt. Der Rauchgasverbinder umfasst beispielsweise einen 90°-Rohrbogen, der sich bei manchen Ausgestaltungen durch Drehen relativ zum Brennermodul ausrichten lässt.
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Um den Rauchgaswärmetauscher und das Brennermodul in der Betriebsposition rauchgasdicht zu verbinden, ist bei manchen Ausgestaltungen der Rauchgaswärmetauscher oder der Rauchgasverbinder mit einer Rauchgasdichtung ausgerüstet, die in der Betriebsposition rauchgasdicht an die Rauchgasöffnung des Brennermoduls dichtet und in der Wartungsposition die Rauchgasöffnung frei gibt. Bei manchen anderen Ausgestaltungen ist die Rauchgasdichtung an dem Brennermodul, insbesondere an der Rauchgasöffnung angeordnet und dichtet auf diese Weise (in der Betriebsposition) gegen den Rauchgaswärmetauscher oder den Rauchgasverbinder. Die Rauchgasdichtung ist beispielsweise eine flexible Silikondichtung. Die Rauchgasdichtung hat beispielsweise ein Übermaß, sodass für eine zuverlässige Abdichtung in der Betriebsposition die Rauchgasdichtung eine Dichtkante überdeckt. Wird das Brennermodul von der Wartungsposition in die Betriebsposition gebracht, wird es bei manchen Ausgestaltungen mittels der Rauchgasdichtung automatisch, sprich ohne weiteres Zutun, rauchgasdicht mit dem Rauchgaswärmetauscher verbunden. Bei manchen Ausgestaltungen ist die Heizkassette also dafür eingerichtet, durch bloßes Bewegen des Brennermoduls in die Betriebsposition, die Heizkassette und somit auch einen damit ausgerüsteten Ofen in einen betriebsbereiten Zustand zu versetzen.
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Bei manchen Ausgestaltungen ist das Brennermodul mit einem Pelletbrenner – eine Einrichtung zum Verbrennen von Pellets – ausgerüstet. Beispielsweise umfasst der Pelletbrenner eine Fördereinrichtung, etwa eine Förderschnecke, für Pellets, z. B. Holzpellets, um zu verbrennende Pellets in die Brennkammer zu fördern. So lassen sich in einem derart ausgerüsteten Ofen Pellets als Brennstoff verwenden.
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Etwa um eine gewisse Heizdauer sicherzustellen, weist bei manchen Ausgestaltungen das Brennermodul einen Vorratsbehälter für Pellets auf. Dies ermöglicht, dass manche Ausgestaltungen frei von einer (relativ zum Ofen gesehen) externen Pelletförderanlage und/oder einem außerhalb des Ofens angeordneten und mit dem Ofen verbundenen Pelletbehälter sind. Dies ist beispielsweise vorteilhaft bei der Nachrüstung bestehender Öfen mit einem Brennermodul mit Pelletbrenner, denn es sind hierfür keine zusätzlichen Anbauten oder Neubauten im Umfeld des Ofens nötig.
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Manche Ausgestaltungen weisen eine Pelletzuführung auf, um den Vorratsbehälter für Pellets des Brennermoduls zu füllen. Die Pelletzuführung ist beispielsweise an der Wandung des Ofens befestigt. Bei manchen Ausgestaltungen weist die Pelletzuführung eine Öffnung an einer Außenseite des Ofens auf, sodass sich Pellets von außerhalb des Ofens in den Vorratsbehälter füllen lassen. Die Pelletzuführung umfasst beispielsweise eine Fallrohrleitung für Pellets und bei manchen Ausgestaltungen außerdem eine schwenk- oder klappbare Abdeckung, beispielsweise um die Fallrohrleitung an einer Außenseite des Ofens zu verschließen. Die Abdeckung verschließt die Fallrohrleitung beispielsweise luftdicht, z. B. mittels einer flexiblen Dichtung, etwa einer Silikon- oder Gummidichtung. Bei manchen Ausgestaltungen weist die Pelletzuführung an ihrem dem Brennermodul abgewandten Ende eine trichterförmige Aufweitung zum (einfacheren) Einfüllen von Pellets auf.
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Das Brennermodul hat beispielsweise eine Füllöffnung zum Füllen des Vorratsbehälters für Pellets des Brennermoduls. Bei manchen Ausgestaltungen weist die Pelletzuführung eine Dichtung auf, die in der Betriebsposition (rauch-)gasdicht an die Füllöffnung des Brennermoduls dichtet und in der Wartungsposition die Füllöffnung frei gibt. Die Dichtung ist beispielsweise aus einem flexiblen Material, etwa Silikon. Bei manchen anderen Ausgestaltungen ist die Dichtung hingegen an der Füllöffnung, sprich am Brennermodul angeordnet, wobei sie entsprechend in der Betriebsposition (rauch-)gasdicht an die Pelletzuführung dichtet und in der Wartungsposition die Pelletzuführung frei gibt.
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Wird das Brennermodul von der Wartungsposition in die Betriebsposition gebracht, wird es somit bei manchen Ausgestaltungen nicht nur, wie zuvor erläutert, automatisch, sprich ohne weiteres Zutun, rauchgasdicht mit dem Rauchgaswärmetauscher verbunden sondern auch (rauch-)gasdicht mit der Pelletzuführung. Die Heizkassette ist hierbei also dafür eingerichtet, dass weder aus der Füllöffnung noch aus der Rauchgasöffnung ungewollt Rauchgase austreten noch Umgebungsluft in das Brennmodul oder den Rauchgaswärmetauscher gezogen werden.
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Etwa um eine Oberflächentemperatur zu reduzieren, ist bei manchen Ausgestaltungen die Pelletzuführung, insbesondere die Fallrohrleitung für Pellets oder auch die trichterförmige Aufweitung zum Einfüllen von Pellets, und/oder der Vorratsbehälter für Pellets doppelwandig, also mit wenigstens einer Doppelwandung ausgeführt. Bei einigen dieser Ausgestaltungen ist die Doppelwandung für eine freie Konvektion von Luft eingerichtet. Für eine erzwungene Konvention von Luft innerhalb der Doppelwandung ist bei einigen anderen Ausgestaltungen ein Gebläse vorgesehen. Vorzugsweise erfolgt eine Ansaugung von Konvektionsluft im möglichst kalten (unteren) Bereich des Einbauraums (der Wandung) oder des Ofens, um eine effiziente Kühlung zu erzielen, wobei die Doppelwandung von der Konvektionsluft durchspült wird.
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Bei manchen Ausgestaltungen ist das Brennermodul mit einem, z. B. elektrisch angetriebenen, Rauchgasgebläse ausgerüstet. Das Rauchgasgebläse ist aus der Perspektive der Brennkammer strömungsmäßig nach der Brennkammer angeordnet und sorgt für den für die Verbrennung benötigten Unterdruck.
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Bei manchen Ausgestaltungen ist das Brennermodul mit einem Frischluftkanal ausgerüstet, um Frischluft von einer Frischluftöffnung des Brennermoduls in die Brennkammer zu leiten. Bei anderen Ausgestaltungen ist die Frischluftöffnung unmittelbar an der Brennkammer angeordnet.
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Bei manchen Ausgestaltungen umfasst die Heizkassette und/oder der Ofen eine Frischluftleitung, um Frischluft für die Verbrennung gezielt von einem geeigneten Ort, beispielsweise von außerhalb des Raumes, in dem der Ofen aufgestellt ist, herbeizuleiten.
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Bei manchen dieser Ausgestaltungen ist eine Frischluftdichtung vorgesehen, die in der Betriebsposition (die Frischluftleitung) luftdicht an die Frischluftöffnung des Brennermoduls dichtet und in der Wartungsposition die Frischluftöffnung frei gibt. Die Frischluftdichtung ist beispielsweise aus einem flexiblen Material, etwa Silikon. Bei manchen anderen Ausgestaltungen ist die Frischluftdichtung hingegen an der Frischluftöffnung, sprich am Brennermodul angeordnet, wobei sie entsprechend in der Betriebsposition luftdicht an die Frischluftleitung dichtet und in der Wartungsposition die Frischluftleitung frei gibt. Wird das Brennermodul von der Wartungsposition in die Betriebsposition gebracht, wird bei manchen dieser Ausgestaltungen automatisch, sprich ohne weiteres Zutun, die Frischluftleitung gasdicht mit der Frischluftöffnung bzw. dem Frischluftkanal des Brennermoduls verbunden.
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Die 1 und 2 zeigen in einer Seitenansicht schematisch ein Beispiel einer Heizkassette 1 für einen Ofen zur Wärmeerzeugung z. B. in Gestalt eines Warmluftkachelofens. Die Heizkassette 1 ist in diesem Beispiel für Pellets als Brennstoff ausgerüstet. In den 1 bis 3 ist jeweils durch eine gestrichelte Linie eine Außenfläche einer Wandung eines Ofens eingezeichnet, um eine mögliche Montageposition der Heizkassette 1 relativ zu der Wandung des Ofens zu illustrieren.
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Die Heizkassette 1 ist mit einem Brennermodul 2 und einem Rauchgaswärmetauscher 3 ausgerüstet, wobei das Brennermodul 2 auf einem Führungselement 4 mit einem Teleskopauszug montiert ist. Dadurch ist das Brennermodul 2 relativ zu dem Rauchgaswärmetauscher 3 und der Pelletzuführung 14 verschiebbar, indem der Teleskopauszug des Führungselements 4 ein- bzw. ausgezogen wird. 1 zeigt das Brennermodul 2 in der Wartungsposition, in der es außerhalb der Wandung des Ofens positioniert ist und somit von dem Rauchgaswärmetauscher 3 und der Pelletzuführung 14 beabstandet ist. 2 zeigt das Brennermodul 2 in der Betriebsposition, bei der es (im Wesentlichen) innerhalb der Wandung des Ofens positioniert ist. Der Teleskopauszug gestattet das Brennermodul 2 um eine Strecke entsprechend der vollen Einbautiefe des Brennermoduls 2 zu bewegen. Dadurch lässt sich das Brennermodul 2 vollständig aus einem Innenraum des Ofens – wie eine Schublade – hervorzuziehen, sodass auch die Seiten des Brennermoduls 2, etwa für Wartungsarbeiten, zugänglich sind, ohne in den Innenraum des Ofens eingreifen zu müssen.
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Für eine vereinfachte Montage der Heizkassette 1 in einem Ofen zur Wärmeerzeugung ist das Führungselement 4 mit einer Befestigungseinrichtung 5 in Gestalt eines Montagerahmens mit Bohrlöchern ausgerüstet. Ergänzend zeigt 5 schematisch den Montagerahmen in einer perspektivischen Darstellung. Beispielsweise lässt sich bei der Montage der Heizkassette 1 zunächst der Montagerahmen an/in einer Wandung des Ofens, beispielsweise durch Verschraubung, befestigen. Anschließend lässt sich das Brennermodul 2 an dem Führungselement 4, welches somit bereits mittels des Montagerahmens hinsichtlich des Ofens fixiert ist, befestigen. Im Übrigen ist bei diesem Beispiel auch der Rauchgaswärmetauscher 3 an der Befestigungseinrichtung 5 – in diesem Fall der Montagerahmen – fixiert.
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Das Brennermodul 2 ist mit einem Wandelement für den Ofen zur Wärmeerzeugung ausgerüstet, das eine schwenkbare Ofentür 6 mit Sichtfenster 7 umfasst. Das Sichtfenster 7, das in 3 in einer Frontansicht der Heizkassette 1 dargestellt ist, bietet einen Einblick in eine Brennkammer des Brennermoduls 2. Die Ofentür 6 lässt sich sowohl in der Betriebsposition als auch in der Wartungsposition öffnen, etwa um Asche aus einem Aschebehälter, der unterhalb der Brennkammer angeordnet ist, zu entleeren.
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Für eine geringe Einbautiefe ist bei dem in den 1–3 dargestellten Beispiel der Rauchgaswärmetauscher 3 von der Frontseite (als Frontseite wird bei diesem Beispiel die Seite der Heizkassette 1, an der sich die Ofentür 6 befindet, bezeichnet) aus gesehen neben dem Brennermodul 2 (in Betriebsposition) angeordnet. Allerdings ist die Heizkassette 1 dafür eingerichtet, dass der Rauchgaswärmetauscher 3 – von der Frontseite aus gesehen – nach Belieben auch hinter oder auch links von dem Brennermodul 2 anordenbar ist. Hierzu ist die Heizkassette 1 mit einem drehbaren Rauchgasverbinder 8 mit einem 90°-Rohrbogen 9 ausgerüstet. Durch Drehen des Rauchgasverbinders 8 lässt sich, wie in 4 schematisch dargestellt, die Lage des Rauchgaswärmetauschers 3 flexibel (stufenlos) an verschiedenen Positionen innerhalb eines 180° umspannenden Bereichs relativ zu dem Brennermodul 2 anordnen. Dadurch lässt sich die Heizkassette 1 flexibel an unterschiedliche Bauformen von Öfen anpassen.
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In der Wartungsposition sind, wie in 1 dargestellt, eine Rauchgasöffnung 10, eine Frischluftöffnung 11 und eine Füllöffnung 12 für Pellets frei zugänglich. So lassen sich beispielsweise Reinigungsarbeiten bequem durchführen.
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Wie zuvor erläutert, ist das Brennermodul 2 für Pellets als Brennstoff eingerichtet. Hierzu ist das Brennermodul 2 mit einer Förderschnecke ausgerüstet, mit der sich Pellets von einem Vorratsbehälter 13 in die Brennkammer transportieren lassen. Der Vorratsbehälter 13 ist mit der Füllöffnung 12 ausgestattet. Zwar lassen sich Pellets auch in der Wartungsposition direkt in die Füllöffnung 12 einfüllen, jedoch ist die Heizkassette 1 mit einer Pelletzuführung 14 ausgerüstet, die ein Befüllen des Vorratsbehälters 13 auch in der Betriebsposition während des Betriebs des Brennermoduls 2 gestattet. Die Pelletzuführung 14 besitzt eine um 45° gegen die Vertikale geneigte Fallrohrleitung 15, welche bei anderen Beispielen vertikal verläuft oder auch unter anderen Winkeln, beispielsweise im Bereich von 0° bis 60°, gegen die Vertikale geneigt ist. Bei dem in 1–3 dargestellten Beispiel ist die Pelletzuführung 14 mit einem Einfülltrichter 16 mit Verschlussdeckel 17 ausgerüstet, wobei der Verschlussdeckel 17 bündig an einer Außenwand des Ofens oder leicht überstehend anordenbar ist. Der Einfülltrichter 16 ist von der Frontseite aus gesehen links angeordnet, um Pellets von außerhalb des Ofens bequem – auch während des Betriebs der Heizkassette – nachzufüllen. Bei anderen Beispielen ist der Einfülltrichter 16 an einer Rückseite oder rechts oder auch zur Frontseite hin angeordnet, indem die Fallrohrleitung 15 drehbar relativ zur Befestigungseinrichtung 5 ausgeführt ist. Vorzugsweise sind die Pelletzuführung 14 oder auch der Vorratsbehälter 13 für Pellets mit einer Doppelwandung ausgerüstet. Beispielsweise lässt sich eine Oberflächentemperatur durch eine freie oder (mittels eines zusätzlichen Gebläses) erzwungene Konvektion reduzieren, wobei vorzugsweise (kühle) Luft im Bereich des Bodens des Einbauraums (der Wandung) oder des Ofens angesaugt wird.
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Zurückkehrend zu dem in den 1–3 dargestellten Beispiel, ist die Füllöffnung 12 mit einer flexiblen Silikon-Dichtung ausgerüstet, die in der Betriebsposition (rauch-)gasdicht an die Pelletzuführung 14 dichtet. Da auch der Verschlussdeckel 17 die Pelletzuführung 14 im Wesentlichen luftdicht verschließt, ist das Brennermodul 2 in der Betriebsposition also zur Pelletzuführung 14 hin hermetisch abgedichtet, sodass keine Rauchgase in diesem Bereich entweichen können und auch keine Frischluft unbeabsichtigt über die Pelletzuführung 14 während des Betriebs in das Brennermodul 2 gezogen wird.
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Die für die Verbrennung der Pellets benötigte Frischluft wird über eine Frischluftleitung 18 zugeführt, die in der Betriebsposition luftdicht mittels einer Frischluftdichtung 21 an eine Frischluftöffnung 11 des Brennermoduls dichtet. Die Frischluftleitung 18 lässt sich bei der Montage in einem Kamin an einen externen Luftkanal anschließen, welcher beispielsweise Frischluft von außerhalb eines Gebäudes oder von einem anderen Raum als dem Raum, in dem sich der Ofen befindet, herbeiführt.
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Die bei der Verbrennung entstehenden Rauchgase werden aus dem Brennermodul 2 durch die Rauchgasöffnung 10 über den Rauchgasverbinder 8 zu dem Rauchgaswärmetauscher 3 geleitet. Hierzu hat der Rauchgasverbinder 8 eine flexible Rauchgasdichtung 20 aus Silikon, die in der Betriebsposition rauchgasdicht an die Rauchgasöffnung 10 des Brennmoduls 2 dichtet.
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Für eine ausreichende Frischluftzufuhr und Ableitung der Rauchgase ist ein elektrisch angetriebenes Rauchgasgebläse 19 in einen Rauchgaskanal des Brennermoduls 2 eingeschleift. Das Rauchgasgebläse 19 erzeugt einen Unterdruck in der Brennkammer, sodass über die Frischluftleitung 18 Frischluft nachströmt. Außerdem erzeugt das Rauchgasgebläse 19 einen Überdruck im Rauchgaskanal des Rauchgaswärmetauschers 3, wodurch Rauchgase letztlich durch einen an den Ofen angeschlossenen und mit dem Rauchgaswärmetauscher 3 verbundenen Kamin zuverlässig abgeführt werden. Hierzu ist, wie zuvor erläutert, die Pelletzuführung 14 in der Betriebsposition hermetisch gedichtet. Auch werden die Frischluftöffnung 11 und die Rauchgasöffnung 10 durch die Frischluftdichtung 21 und Rauchgasdichtung 20 automatisch abgedichtet, indem das Brennermodul 2 in die Betriebsposition gebracht wird und somit diese Dichtungen zum dichten Anliegen gebracht werden.
