DE10302217A1 - Luftheizung mit integrierter Wärmeübertragung aus Abluft und Brenner - Google Patents

Luftheizung mit integrierter Wärmeübertragung aus Abluft und Brenner Download PDF

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Abstract

Die Erfindung vereinfacht Luftheizungssysteme mit Frischlufterwärmung, indem für die Beheizung auf einen Zwischenkreis mit warmem Heizungswasser verzichtet wird, die Luftkanäle 1, 2 und Gebläse 3, 4 für die Be- und Entlüftung können auch für den Brenner 5 verwendet werden und ein gemeinsamer Wärmetauscher 6 kann die Wärme aus Brenner und Abluft an die Zuluft übertragen. DOLLAR A Weiterhin wird eine einfache Lösung zur Brauchwassererwärmung vorgeschlagen.

Description

  • Stand der Technik und Probleme
  • Traditionell wurden Häuser oft mit einer Feuerung beheizt, die zugleich als Kochstelle diente. In modernen Heizungen wird meist Wasser erhitzt, das dann die Wärme indirekt über Heizkörper an die Luft weitergibt. Für Luftheizungen werden meist Wasser-Luft-Wärmetauscher im Zuluftstrom eingesetzt. Passivhäuser nutzen vorrangig die im Haus entstehende Wärme, auch der Kochstellen, wobei die in der Abluft enthaltene Wärme durch Wärmetauscher zurückgewonnen wird.
  • Diese Kombination aus Luft- und Wasserkreisläufen führt zu einer Vielzahl von Pumpen und Lüftern sowie Luftkanälen für die Zu- und Abluft, die Verbrennungsluft bei Gebläsebrennern und für das Wasser im Brenner und im Heizungskreislauf. Durch eine Integration von Brenner und Wasser-Wärmespeicher wird von einigen Herstellern versucht, die Zahl der Wasser-Pumpen etwas zu reduzieren.
  • Üblicherweise wird auch eine strikte Trennung zwischen Lüftungsanlagen und Abgasen der Heizung vorgenommen. Atmosphärische Brenner, die mit Raumluft betrieben werden, sind in Häusern mit Lüftungsanlagen sogar meist unzulässig. Diese Trennung ist aber in Anbetracht der Entwicklung von Brennern und Brennstoffzellen mit niedrigen Emissionen nicht mehr zwingend. Die Heizleistung gut gedämmter Wohneinheiten ist zudem geringer als die Leistung von Gasherden, die ganz selbstverständlich ihre Abgase in die Aufenthaltsräume ableiten. Ein Passivhaus mit Wärmerückgewinnung "gewinnt" mehr Wärme aus der Abluftströmung zurück, als durch die Feuerung zugeführt wird. Deshalb ist es sinnvoll, die Wärmerückgewinnung (z.B. mit Gegenstrom-Wärmetauschern) mit hohem Wirkungsgrad auszulegen. Die Wärmerückgewinnung ist dann nicht schlechter, als der für die Nutzung der Brennerwärme angemessene Standard, und somit kann derselbe Wärmetauscher auch für beide Aufgaben genutzt werden.
  • Neue Lösung
  • Erfindungsgemäß wird das Heiz- und Lüftungsystem dadurch vereinfacht, daß der Wärmeerzeuger die Wärme ganz oder teilweise an die aus dem Gebäude bzw. aus den beheizten Räumen abgeführte Luft abgibt. Diese Wärmezufuhr erfolgt, bevor diese Abluft einen Wärmetauscher durchströmt, der die Wärme an die Zuluft überträgt, und der somit auch die von dem Wärmeerzeuger zugeführte Wärme für die Raumheizung nutzbar macht.
  • Andere Möglichkeiten der Erfindung sehen eine Kopplung mit der Brauchwassererwärmung oder der Kochstelle vor.
  • Im einfachsten Fall könnte die Heizung als atmosphärischer Brenner in einer Abluftleitung realisiert werden (Anspruch 2), und damit außer der Regelung der Gaszufuhr und der Zündung auf weitere Regeleinrichtungen der Heizung verzichtet werden. Der damit verbundene Luftüberschuß bei der Verbrennung ist im Vergleich zu üblichen Heizungen mit atmosphärischen Brennern nicht so nachteilig, weil die betreffende (Ab-)Luftmenge ja ohnehin das Haus verläßt. Bei Entnahme der Verbrennungsluft aus der Zuluft (Anspruch 3) kann durch geeignete Anordnung gegenüber den Ventilatoren gewährleistet werden, daß nicht Abgase in den Zuluftstrom eindringen.
  • Ein definierter Luftstrom im Brennerbereich und die Vermeidung eines Nebenstroms bei ausgeschaltetem Brenner kann durch eine Regelung des Luftstroms in Abhängigkeit von der Temperatur erreicht werden (Anspruch 4), insbesondere durch unter Wärme sich verformende Bimetalle, die bei genügender Wärme in der Brennkammer eine den Luftstrom regelnde Klappe (weiter) öffnen, und die sie bei Kälte (abgeschaltetem Brenner) wieder schließen.
  • Da die Abluft aus den Innenräumen im allgemein kühler sein wird als die Verbrennungsabgase nach den ersten Wärmeabgaben, kann angestrebt werden, die Abgase als letztes (in Strömungsrichtung der Zuluft) mit der Zuluft in Kontakt zu bringen.
  • Dies erfolgt am einfachsten dadurch, daß die Brennkammer sich in räumlicher Nähe zu der Zuluftleitung befindet (Anspruch 5), z.B. innerhalb derselben, und damit von der Zuluft umströmt wird, was eine günstige Übertragung auch der entstehenden Strahlungswärme an die Zuluft bewirkt.
  • Möglich ist auch, daß das Abgas an geeigneter Stelle dem Wärmetauscher zugeführt wird. Hierzu könnten die Abgase bevorzugt an der Unterseite eines Wärmetauschers zugeführt werden, wo eher kühlere Luft zu erwarten ist (Anspruch 7). Es kann sinnvoll sein, eine erste Stufe der Wärmeübertragung von Abgas auf Zuluft vor der Vermischung mit der Abluft aus den Räumen vorzunehmen, um eine stärkere Wärmeübergabe von dem noch heißerem Abgasstrom zu erreichen (Anspruch 6).
  • Im Kombination mit einer Brauchwassererwärmung kann der Brenner im Betriebszustand "Wassererwärmung" vorrangig der Wärmeübertragung an das Wasser dienen. Wenn dieses genügend erwärmt ist, reduziert sich die Wärmeabgabe an das Wasser bzw. fällt auf Null, und die Abgase verlassen den Brenner mit ungeminderter Temperatur und gelangen in den Abluftstrom. Von dort werden die Abgase über die Wärmerückgewinnungseinheit, wo sie ihre restliche Wärme an die Zuluft abgeben, ins Freie geleitet. Bei entsprechendem Heizwärmebedarf kann die Wärmeabgabe an das Brauchwasser durch zusätzlichen Regeleingriff reduziert werden, so daß ein größerer Teil der von der Brennstoffzufuhr abhängigen Wärme für die Heizung verfügbar ist.
  • Die Wärmeübertragung an das Brauchwasser erfolgt vorteilhafterweise mit einem Zwischenkreislauf mit einem getrenntem Wärmeübertragungsmedium, das sich im Bereich des Brennraums erwärmt, und entweder entsprechend einer Schwerkraftheizung in flüssigem Zustand durch Auftrieb in Zirkulation kommt, oder verdampft und dadurch aufsteigt und auf der Warmwasserseite wieder kondensiert, oder aktiv umgepumpt wird. Bei genügender Temperatur auf der Warmwasserseite könnte das Medium insgesamt verdampfen, und z.B. in einen unterhalb angeordneten Ausgleichbehälter verdrängt werden, so dass dadurch die Wärmeübertragung an das Wasser zum Stillstand kommt.
  • Die Wärmeübertragung an das Wasser könnte auch durch ein von der Temperatur des durchströmenden Mediums abhängiges Ventil 23 unterbrochen werden, das sich schließt, wenn das zu erwärmende Wasser eine ausreichende Temperatur erreicht hat. Dieses Ventil würde vorzugsweise auf der unteren Seite des Speichers 24 des Warmwassers angeordnet werden, bei dem zu dem Brennerraum zurück führenden Rohr, so daß es sieh erst schließt, wenn der Wasserspeicher im Bereich des Wärmetauschers vollständig durcherwärmt ist. Bei geschlossenem Ventil stünde die Brennerleistung vollständig zur Raumerwärmung über den Luftwärmetauscher zur Verfügung.
  • Zur Übertragung der Brennerwärme auf das Brauchwasser dient im allgemeinen ein Wärmetauscher 22, der vorzugsweise innerhalb des Wasserspeichers 24 angeordnet wird. An denselben Wärmetauscher kann nun auch ein Solarkollektor 25 angeschlossen werden. Damit wird zunächst eine doppelte Nutzung dieses Wärmetauschers und damit eine Kostenminderung erreicht.
  • Diese Verbindung zwischen Solarkollektor und Brennerbereich ermöglicht es nun zusätzlich, das Wärmeübertragungsmedium unschwer auch in entgegengesetzter Richtung zur Übertragung von Sonnenwärme an die Raumwärme zu nutzen (Anspruch 13). Im allgemeinen wird zunächst das Warmwasser erwärmt. Bei durchgeheiztem Warmwassertank schließt sich ein Ventil 23. Bei solarer Wärmegewinnung wird das solar erwärmte Wärmeübertragungsmedium dann in den Brennerraum geführt. Bei ausgeschaltetem Brenner würde dann eine gewisse Luftströmung durch den Brennerraum ermöglicht werden, was wiederum durch thermisch gesteuerte Klappen erfolgen kann. Die Luft nimmt dann die Wärme zum Abluftstrom mit und erwärmt über den Wärmetauscher 6 der Lüftungsanlage auch die Zuluft und damit das Gebäude.
  • Da die damit erreichte solare Heizungsunterstützung einen eher untergeordneten Betriebszustand darstellt, kann die Abfolge zweier Wärmetauscher 21 und 6 dabei in Kauf genommen werden. Weitere mögliche Ausführungen ermöglichen noch gezieltere Wärmetransporte, erhöhen aber den regeltechnischen Aufwand.
  • Bei Anordnung des Brenners in einem Raum mit erhöhten Wärmeanforderungen, insbesondere einem Bad, könnte auch eine direkte Wärmeabgabe an diesen Raum angestrebt werden, bevor eine indirekte Erwärmung der anderen Räume durch den Wärmetauscher erfolgt, dem die restwarmen Abgase und der Abluftstrom aus diesem Raum zugeführt werden (Anspruch 14). Damit wird dem Nachteil der üblichen Luftheizungen von Passivhäusern, keine individuelle Regelbarkeit der verschiedenen Räume zu ermöglichen, begegnet.
  • Daraus können sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten abgeleitet werden, bei denen die Wärmeerzeugung für Warmwasser und die Erwärmung des Badraumes in einem Gerät erfolgt, das innerhalb des Badraums plaziert wird, während die übrigend Räume indirekt über ihre Zuluft beheizt werden, die wiederum von der Abluft des Bades und des genannten Gerätes erwärmt wird.
  • In zweckmäßiger Ausführung kann auch ein Gasherd so gestaltet werden, daß die warmen Abgase ohne Vermischung mit der Raumluft dem Abluftsystem zugeführt werden, und dort über die Wärmerückgewinnung zur Raumerwärmung beitragen (Anspruch 15). Dabei könnte in der Heizperiode eine quasi permanente Erwärmung der Kochstelle erfolgen, die einen isolierenden Deckel erhalten könnte, um die Wärmeabgabe an die Küche zu begrenzen. Bequem dabei wäre, daß in der Heizperiode immer eine vorgewärmte Kochplatte unter dem Deckel zur Verfügung steht. Möglich wäre auch, durch Offnen dieser bzw. weiterer Klappen kurzzeitig mehr Wärme an die Küche abzugeben, z.B. wenn ein Bewohner durchgefroren nach Hause kommt, und sich etwas aufwärmen möchte, was er bei einer Luftheizung ja nicht an einem konventionellen Heizkörper tun kann. Bei größeren Kochaktivitäten würde die Leistung des Herdes über den Bedarf der Heizung hinaus erhöht werden.
  • Die Kombination mit einem Gasherd könnte auch die Durchsetzbarkeit des Systems in Ländern verbessern, die sonst eine Zuführung von Abgasen in ein Abluftsystem, das Verbindung zu Aufenthaltsräumen hat, nicht erlauben würden. Evtl. wäre sogar eine Zuführung der Abluft des Herdes in den Küchenraum erforderlich, um eine klare Trennung zwischen Herd und Luftheizung herzustellen, wobei dann durch Anordnung der Abluft-Ansaugöffnungen in Herdnähe trotzdem eine möglichst unmittelbare Abfuhr der Verbrennungsprodukte erreicht würde. Die Klassifikation als "Gasherd" statt als "Heizungsanlage" könnte auch Anforderungen an Schornsteinfeger erleichtern.
  • Auch eine Küchenzentrale könnte um die Funktion der Warmwassererwärmung zu einer Wärmezentrale ergänzt werden. Dabei sind die erhöhten Anforderungen an die Wärmeisolierung und Wärmeübertragung bei der Erwärmung von Warmwasser außerhalb der Heizperiode zu beachten, weil dann ja die Restwärme im Abgas nicht mehr nutzbringend in die Heizung einfließt (Anspruch 16).
  • Schließlich können die Funktionen Kochstelle, Warmwassererwärmung und Einzelraumheizer einzeln oder gemeinsam mit der eigentlichen Wärmerückgewinnung, also insbesondere einem Luft-Luft-Gegenstromwärmetauscher, zu einem Gerät zusammengefaßt werden.
  • Vorteile
  • Von Vorteil ist insbesondere die Einsparung von zusätzlichen Luftkanälen, Dachdurchführungen, Ventilatoren, Pumpen und Kondensatleitungen für die Heizungsanlage, wenn derartige Anlagen bereits für das Lüftungssystem bereitgestellt werden. Der Brenner kann sehr einfach gestaltet werden. Der eingesparte Aufwand für die Wärmeübertragung im Brennerbereich kann für eine Verbesserung der Wärmerückgewinnung des Luft-Luft-Wärmetauschers im Zu- und Abluftsystem genutzt werden, die nun ja auch der Nutzung der von dem Brenner kommenden Wärme dient.
  • Die Lage des Brenners wird räumlich unabhängig, sofern er nur an das Abluftsystem angeschlossen wird. Damit kann er leicht die zusätzliche Funktion eines Gas-Einzelraumheizers oder eines Herdes übernehmen. Im Falle eines Gasherdes ist die Nutzung eines Energieträgers mit geringeren Umwandlungsverlusten als bei der Stromerzeugung vorteilhaft.
  • Weitere vorteilhafte Ausprägungen
  • Denkbar wäre eine Zuluftführung zu dem Heiz-Herd über eine Dunstabzugshaube. Nachteilig könnte dabei der höhere Strömungswiderstand in der Dunsthaube und die Verschmutzungsgefahr von Brenner, Abluftröhren und Wärmetauscher durch Fettreste und daraus entstehendem Ruß sein.
  • Die gemeinsame Abluftpumpe wird im allgemeinen vor einem Wärmetauscher, in dem die mit dem Abgas vermischte Abluft ihre Wärme an die Zuluft abgibt, angeordnet sein, um sie in einem weniger feuchten Klima zu betreiben, als es hinter dem Wärmetauscher auf der "kalten Seite" vorhanden ist. Die Abluftpumpe kann dabei auch vor dem Brenner angeordnet sein, jedenfalls wenn die Zufuhr der Verbrennungsluft nicht aus der Zuluft erfolgt.
  • Durch geeignete Ausströmungsrichtung und Düsengestaltung des zu verbrennenden Gases kann erreicht werden, daß die Strömung der Verbrennungsprodukte in die angestrebte Richtung unterstützt wird, und insbesondere ein Eindringen von Verbrennungsprodukten in die Zuluft vermieden wird.
  • Im Falle eines Verfahrens gemäß Anspruch 12 kann der Ausgleichsbehälter für das Wärmeübertragungsmedium mit einem der Zu- oder Abuftströme thermisch gekoppelt bzw. von Luft umströmt werden, so daß eine Überhitzung des Ausgleichsbehälters vermieden wird, und eine zuverlässige Kondensation von etwa einströmendem Dampf in dem Ausgleichsbehälter erfolgt.
  • Ausführungsbeispiel und Erläuterung der Zeichnung
  • 1 zeigt eine Ausprägung des Anspruchs 3: Der Bereich mit dem Brenner 5 befindet sich oberhalb einer Zuluftleitung 1. In abgeschaltetem Zustand des Brenners ist dieser Bereich kühl, und das z.B. aus Draht mit höherem Wärmeausdehnungskofeffizienten bestehende Element 9 zieht sich zusammen, und zieht damit die Klappe 10 zu, die um die Achse 11 gelenkig gelagert ist. Vorteilhaft ist eine gewisse Durchlüftung dieses Bereichs durch den Abluftstrom 2, durch Verwirbelung im Bereich von 8. Bei Entzünden des Brenners 5 erfolgt die Oxidation zunächst mittels des aus dem Abluftstrom stammenden Sauerstoffs. Die Erwärmung im Brennerbereich führt aber schnell zur Ausdehnung des Elements 9 und damit zu einer Öffnung der Klappe 10 (vergleiche Anspruch 4).
  • Weil durch den Zuluftventilator 3 und den Abluftventilator 4 der Druck auf der Zuluftseite des Brennerbereichs bei 7 höher ist als auf der Abluftseite bei 8, kommt es damit zur Zufuhr von genügend weiterer Luft für den Verbrennungsprozeß aus dem Zuluftstrom. Die hier am band der Zuluftleitung 1 dargestellte Anordnung des Brennerbereichs führt zu einem ersten Wärmeübergang an die Zuluft (Anspruch 5), und könnte durch wärmetauschende Rippen 12 unterstützt werden. Eine Abzweigung eines Teils der Zuluftstroms 16 bereits vor dem Wärmeübergang von dem Brennerbereich kann für Räume mit geringeren Wärmeanforderungen genutzt werden (Anspruch 8).
  • Im wesentlichen erfolgt die Beheizung jedoch erfindungsgemäß durch die Wärmeabgabe von dem Abluft-Abgas-Gemisch in dem Wärmetauscher 5 an die Zuluft. Die Einführung der Abgase an der Unterseite des Abluftstroms kann dazu beitragen, daß diese wärmeren Bestandteile etwa der Linie 13 folgen, und damit vorzugsweise an der unteren, sonst kälteren Seite des Wärmetauschers 5 die Zuluft erwärmen (Anspruch 7). Dieser Weg der Abgase kann durch ein Leitblech 14 unterstützt werden, auch dadurch, daß sich der Abluftventilator 4 an der "äußeren" Seite des Wärmetauschers befindet. Eine gewisse Vermischung mit dem Abluftstrom vor dem Eintritt in den Wärmetauscher könnte aber auch vorteilhaft sein, und würde bei Anordnung des Abluftventilators an der Stelle 15 or dem Wärmetauscher unterstützt werden.
  • In einer zweckmäßigen Ausführung von Anspruch 10 ff. gemäß 2 befindet sich der Brenner 5 wieder in einem Verbindungskanal von Zuluftstrom 1 und Abluftstrom 2, die von den Ventilatoren 3 und 4 angetrieben werden, auf der warmen Seite des Wärmetauschers 5. Der Brenner 5 erwärmt die Wand des Brennerraums und damit den Wärmetauscher 21. Das Wärmeübertragungsmedium erwärmt sich, verdampft eventuell, und bewegt sich dadurch zu dem nächsten Wärmetauscher 22 innerhalb des Warmwasserspeichers bzw. Kessels 24.
  • Bei genügender Erwärmung des Wasser schließt sich das Ventil 23, und die Wärmeübertragung an das Warmwasser kommt zum Erliegen. Die Wärmeerzeugung des Brenners überträgt sich somit auf den Luftstrom 16 durch den Brennerraum und wird somit dem Abluftstrom 2 zugeführt. Durch den Gegenstrom-Wärmetauscher 6 überträgt sich die Wärme auf die Zuluft 1 und wird damit zur Raumheizung genutzt.
  • In Verbindung mit einem Sonnenkollektor 25 und einer Umwälzpumpe 26 wird zur Übertragung der Solarwärme ein zusätzlicher bzw. erweiterter Wärmetauscher 27 genutzt, der einen Teil des Wasserkessels 24 erwärmt, der sich unterhalb des Bereichs befindet, der von dem mit dem Brenner 5 verbundenen Kreislauf erwärmt wird. Bei genügender Erwärmung des oberen Teils des Kessels schließt somit das Ventil 23, das den Durchfluß durch den oberen Teil des Kessels regelt. Wenn dann weitere Solarwärme zur Verfügung steht, wird das solar erwärmte Wärmeträgermedium durch den Wärmetauscher 21 und damit zum Brennerraum geführt. Während der Heizperiode wird die Luftzufuhr durch den Brennerraum geöffnet und Solarwärme an die zu der Wärmerückgewinnungsanlage 6 strömende Luft abgegeben. Wenn keine Heizwärme benötigt wird, wird die Luftzufuhr zum Brennerraum geschlossen. Dann strömt das solar erwärmte Wärmeträgermedium mit unverminderter Temperatur weiter zu dem Wärmetauscher 27 im unteren Teil des Kessels, und kann dort zusätzliche Wärme abgeben, bis auch das Wasser im unteren Teil des Kessels seine Solltemperatur erreicht hat.
  • Diese Ausführung nutzt den Sachverhalt, dass bei thermisch nutzbarer Sonneneinstrahlung meist auch keine aktive Hausbeheizung mit dem Brenner erforderlich ist, und damit eine Umkehr der Strömungsrichtung im Wärmetauscher 21 bei solarer Beheizung möglich ist.
  • In einer Wärmezentrale gemäß Anspruch 16 erfolgt die Abluftabfuhr aus der Küche über eine Dunsthaube 39 . Der Abluftstrom wird dann an den Brennern 32 vorbeigeführt, die von unten auf eine Glas-Kochplatte 33 gerichtet sind. Ein isolierender Deckel 34 sorgt für eine warme Kochplatte im Heizbetrieb. Der Luftstrom wird nun an einem weiteren Brenner 35 vorbeigeführt, der als Durchlauferhitzer für die Warmwassererwärmung in dem Wärmetauscher 36 fungiert. Eine weitere Klappe 37 ermöglicht die Wärmezufuhr zum Backofenbereich 33. Das Abluft-Abgas-Gemisch 39 wird in die Abluftanlage geführt, deren Wentilator 40 über eine "Intensiv"-Stellung verfügt, die bei Nutzung des Durchlauferhitzers oder der Dunsthaube in Betrieb geht. Die übrigen Abluftleitungen 41 verfügen über (Sturm-)Klappen 42, die sich in der Intensiv-Stellung durch die verstärkte Strömung automatisch schließen. Die Wärme wird wiederum durch einen Wärmetauscher für die Zuluft zurückgewonnen.

Claims (16)

  1. Verfahren zur Beheizung von Innenräumen, bei dem eine Be- und Entlüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung eingesetzt wird, und zusätzlich die nutzbare (Rest-)Wärme von gasförmigen Umwandlungsprodukten (im folgenden: Abgase) eines chemischen Wandlers (z.B. Brennkammer, Brennstoffzelle; im folgenden: Brenner) als Wärmequelle zur Lufterwärmung genutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung von Wärme der Abgase auf die Raumluft dadurch zustande kommt, daß die Abgase der Wärmerückgewinnungsanlage der Be- und Entlüftungsanlage zugeführt werden, die der Übertragung von Wärme aus dem Abluftstrom zu dem Zuluftstrom dient, und die Abgase gemeinsam mit dem Abluftstrom aus dem Gebäude abgeführt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Brenner im Verlauf einer Abluftleitung befindet, d.h. mit Abluft betrieben wird, und die Abgase damit unmittelbar dem Abluftsystem zugeführt werden, bevor das Gemisch aus Abluft und übrigem Abluftstrom der Wärmerückgewinnung zugeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Verbrennung benötigte Luft aus dem Zuluftstrom 1 entnommen wird, vorzugsweise an einer Stelle 7, die dadurch einen eher höheren Druck aufweist, daß sie sich in Bewegungsrichtung hinter dem Zuluftventilator 3 befindet, und daß die Abgase in den Abluftkanal 2 eingeführt werden, vorzugsweise an einer Stelle 8, die dadurch eher einen Unterdruck aufweist, daß sie sich in Bewegungsrichtung der Zuluft vor einem Ventilator 4 für die Abluft befindet.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Luftstrom durch den Brennerbereich in Abhängigkeit von der Temperatur in Nähe des Brenners geregelt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Brennkammer bzw. der chemische Wandler in räumlicher Zuordnung zu dem Zuluftstrom befindet.
  6. Verfahren zur Erwärmung von Zuluftströmen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung und Strömung der Gase in einem Wärmetauscher so erfolgt, daß auf der Abluftseite und in Strömungsrichtung der Abluft zunächst die Abgase eines Brenners und dann die Abluft von Innenräumen zugeführt werden, so daß die in Gegenrichtung strömende Zuluft zunächst von dem Gemisch aus Abgasen und Ablauft aus dem Innenräumen, dann von den wärmeren Abgasen erwärmt wird.
  7. Vorrichtung zur Erwärmung von Zuluftströmen gemäß einem der Anspruche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase dem Wärmetauscher vorzugsweise an einer Stelle zugeführt werden, an der ohne diese Abgase kältere Anteile der Zuluft den Raum zugeführt würden; vorzugsweise an der Unterseite des Wärmetauschers, während die Abluft von Innenräumen an anderer Stelle, vorzugsweise der Oberseite des Wärmetauschers zugeführt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorstehenden Anspruche bei der die Wärmeübertragung so gestaltet wird, das die Wärme von dem Brenner vorzugsweise zu dem Teil der Zuluftkanäle geführt wird, der zu (Wohn-) Räumen mit höheren Temperaturanforderungen führt.
  9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Brenner zugleich die Funktion der direkten Beheizung eines Raumes erfüllt, bevor die Abgase dem Abluftsystem zugeführt werden.
  10. Verfahren nach einer der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Wärme des Brenners zunächst dazu genutzt wird, Trinkwasser bzw. eine Flüssigkeit zu erwärmen, und dann die Abgase der Abluftleitung zugeführt werden.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem zwischen einem Speicher für Warmwasser und dem Brenner ein Wärmeübertragungsmedium zikulieren kann, dadurch gekennzeichnet, das die Wärmeübertragung von dem Brenner an das Warmwasser zum Erliegen kommt bzw. reduziert wird, wenn das Warmwasser eine genügende Temperatur erreicht hat
  12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem der Siedepunkt des Wärmeübertragungsmediums der Solltemperatur des Warmwassers ähnelt, und durch das Verdampfen des Übertragungsmediums im Bereich des Warmwassers die Wärmeübertragung zum Stillstand kommt.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei dem an dem Wärmetauscher, der die Wärme des Wärmeübertragungsmediums an den Warmwasserspeicher überträgt, auch ein Sonnenkollektor angeschlossen ist, und bei dem durch geeignete Regelung dafür gesorgt wird, daß das Wärmeübertragungsmedium auch dazu genutzt werden kann, Wärme von dem Sonnenkollektor an die den Brennraum durchströmende Luft zu übertragen, vorzugsweise bei ausgeschaltetem Brenner und bei fortgesetzter solarer Wärmezufuhr, nachdem das Warmwasser seine Solltemperatur bereits erreicht hat.
  14. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem ein Teil der Wärme aus dem Brenner zunächst gezielt einem Raum zugeleitet wird, in bzw. bei dem sich der Brennerbereich befindet, während die übrigen Räume indirekt über die Abluft-Wärmerückgewinnungsanlage beheizt werden.
  15. Vorrichtung zum Einsatz von in den vorstehenden Ansprüchen beschriebenen Verfahren, in der ein Brenner so gestaltet und angeordnet wird, dass die Vorrichtung zugleich als Kochstelle bzw. Herd genutzt werden kann.
  16. Integrierte Vorrichtung zum Einsatz mehrerer der in den vorstehenden Ansprüchen beschriebenen Verfahren, die zugleich als Herd, der Warmwasserwärmung und der Zufuhr von Wärme in ein Abluftsystem dient, und damit in Verbindung mit einer Lüftungs-Wärmerückgewinnungsanlage indirekt zur Gebäudeheizung auch anderer Räume beiträgt; die Wärmerückgewinnung kann ebenfalls integriert sein.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012113932A2 (de) 2011-02-25 2012-08-30 Heliocentris Energiesysteme Gmbh Lüftungs- und heizsystem
EP2778540A1 (de) * 2013-03-11 2014-09-17 Kübler GmbH Verfahren und Anordnung zum Beheizen von Gebäuden mit einer Infrarot-Heizung
NL1040279C2 (nl) * 2013-07-01 2015-01-05 Sieward Albert Nijhuis De huisventilatieketel, een integratie van huisventilator en combi verwarmingsketel.
DE102014226355A1 (de) 2014-12-18 2016-07-07 Vaillant Gmbh Lüftungsgerät

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2451547A1 (fr) * 1979-03-12 1980-10-10 Sofretes Procede perfectionne de chauffage de locaux avec ou sans production d'eau chaude sanitaire, par couplage de l'energie solaire avec une autre source d'energie et recuperation, et installation comportant application de ce procede
DE3728959A1 (de) * 1986-09-03 1988-03-17 Vaillant Joh Gmbh & Co Steuerschaltung fuer eine lueftungsanlage
DE8809074U1 (de) * 1987-07-15 1988-09-01 Joh. Vaillant Gmbh U. Co, 5630 Remscheid, De
GB2220475A (en) * 1988-06-09 1990-01-10 Johnson & Starley Ltd Ventilating systems
DE19824315A1 (de) * 1997-12-11 1999-06-24 Fraunhofer Ges Forschung Wärmepumpen-Kompaktvorrichtung mit integrierter Primärenergie-Wärmequelle zur kontrollierten Lüftung und Wärmeenergieversorgung von Niedrig-Energie-Gebäuden oder Passivhäusern sowie Verfahren hierzu
DE4243429C2 (de) * 1992-12-15 2002-11-21 Hansa Ventilatoren U Maschb Ne Verfahren zum Betrieb eines raumlufttechnischen Gerätes und raumlufttechnisches Gerät zur Durchführung des Verfahrens, insbesondere für Hallenbäder

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1131583B1 (de) * 1998-11-20 2004-04-14 Peter Häusler Vorrichtung und verfahren zum heizen und/oder lüften eines raumes

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2451547A1 (fr) * 1979-03-12 1980-10-10 Sofretes Procede perfectionne de chauffage de locaux avec ou sans production d'eau chaude sanitaire, par couplage de l'energie solaire avec une autre source d'energie et recuperation, et installation comportant application de ce procede
DE3728959A1 (de) * 1986-09-03 1988-03-17 Vaillant Joh Gmbh & Co Steuerschaltung fuer eine lueftungsanlage
DE8809074U1 (de) * 1987-07-15 1988-09-01 Joh. Vaillant Gmbh U. Co, 5630 Remscheid, De
GB2220475A (en) * 1988-06-09 1990-01-10 Johnson & Starley Ltd Ventilating systems
DE4243429C2 (de) * 1992-12-15 2002-11-21 Hansa Ventilatoren U Maschb Ne Verfahren zum Betrieb eines raumlufttechnischen Gerätes und raumlufttechnisches Gerät zur Durchführung des Verfahrens, insbesondere für Hallenbäder
DE19824315A1 (de) * 1997-12-11 1999-06-24 Fraunhofer Ges Forschung Wärmepumpen-Kompaktvorrichtung mit integrierter Primärenergie-Wärmequelle zur kontrollierten Lüftung und Wärmeenergieversorgung von Niedrig-Energie-Gebäuden oder Passivhäusern sowie Verfahren hierzu

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012113932A2 (de) 2011-02-25 2012-08-30 Heliocentris Energiesysteme Gmbh Lüftungs- und heizsystem
WO2012113932A3 (de) * 2011-02-25 2013-07-25 Heliocentris Energiesysteme Gmbh Lüftungs- und heizsystem
EP2778540A1 (de) * 2013-03-11 2014-09-17 Kübler GmbH Verfahren und Anordnung zum Beheizen von Gebäuden mit einer Infrarot-Heizung
NL1040279C2 (nl) * 2013-07-01 2015-01-05 Sieward Albert Nijhuis De huisventilatieketel, een integratie van huisventilator en combi verwarmingsketel.
DE102014226355A1 (de) 2014-12-18 2016-07-07 Vaillant Gmbh Lüftungsgerät

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