DE1901160A1

DE1901160A1 - Heizsystem

Info

Publication number: DE1901160A1
Application number: DE19691901160
Authority: DE
Inventors: Piper James R
Original assignee: BALANCE FLO Inc
Current assignee: BALANCE FLO Inc
Priority date: 1968-01-10
Filing date: 1969-01-10
Publication date: 1969-09-04
Also published as: US3526361A; NL6900482A; FR2000109A1; DE1901160B2; GB1210830A; DE1901160C3; JPS5110027B1

Description

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BALANCE-FLO, INC., Newport Beach, Calif. / USA

Heizsystem

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Heizsystem mit Warmwasser als Wärmeübertragungsmedium.

In Wohnhäusern und Appartements sind normalerweise Heißwasserboiler vorhanden, die zum Kochen, Baden und andere häusliche Verwendungszwecke heißes Wasser erzeugen.

Zum Heizen der einzelnen Räume des Gebäudes ist ferner im allgemeinen eine vollkommen getrennte Heizanlage vorgesehen. Derartige, teilweise mit forsierter Luftzirkulation arbeitende Heizanlagen werden entweder mit Gas-, Elektrizität oder Heißdampf gespeist, wobei teilweise Wärmeaustauscher verwendet werden. Die bisher verwendeten Heizanlagen hatten jedoch den Nachteil, daß die Installation derselben schwierig und teuer war,- wobei bereits existierende, strukturelle Elemente des Gebäudes nicht mitverwendet werden.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Heizsystem zu schaffen, das diesen oben genannten Nachteil nicht aufweist und das unter Verwendung von bereits vorhandenen, strukturellen Elementen des Gebäudes sehr einfach und billig zum Installieren ist.

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Erflndungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das für häusliche Zwecke verwendete Heißwasser entlang einer Rohrleitung In einer geschlossenen Schleife unter Verwendung einer Wasserpumpe durch das Gebäude geführt ist, wobei wenigstens eine für die Entnahme von Warmwasser dienende Zweigleitung und eine für das Zuführen von Frischwasser entsprechend der Entnahme von Warmwasser aus dem Heizsystem dienende Wasserzufuhrleitung vorgesehen sind, und daß innerhalb der geschlossenen Schleife der Rohrleitung ein Heißwasserheizer und wenigstens ein mit einer Heizschlange versehener Wärmeaustauscher vorgesehen sind, durch welchen die zu erwärmende Luft zum Hindurchströmen gebracht ist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sollen im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen ist. Es zeigen; -.,.-;

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer vorteilhaften Ausführungsform eines in einem Gehäuse eingebauten Heizsystems gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine perspektivische Teilschnittansicht des in Fig. 1 dargestellten Heizsystems,

Fig. 3 eine Schnittansicht des Wärmeaustauschers entlang der Linie 3-3 von Fig. 2,

Fig. 4 eine schematische Ansicht einer abgewandelten Ausführuhgsform des Heizsystems mit einem innerhalb der Decke des zu beheizenden Raumes angeordneten Wärmeaustauscher und

Fig. 5 eine schematische Ansicht einer abgewandelten Äüsführungsform des Heizsystems mit einem In einer Seitenwandung des zu beheizenden Raumes angeordneten Wärmeaustauscher.

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Im folgenden soll auf die Zeichnung Bezug genommen werden, in welcher ein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnetes Heizsystem dargestellt ist, das eine in einem geschlossenen Kreislauf geführte Rohrleitung 11 für das Hindurchleiten des Heißwassers durch das Gebäude aufweist. Zur Vermeidung von Korrosion besteht die Rohrleitung 11 vorzugsweise aus Kupfer.

In Serie mit(der Rohrleitung 11 ist ein Heißwasserboiler 12 vorgesehen, wie er bei normalen Heizwassersystemen für Trink-! wasser verwendet wird, wodurch das Wasser auf eine Temperatur zwischen 60 und 66°C erhitzt wird. Der Heißwasserboiler 12 erwärmt einerseits das bereits in dem System 10 zirkulierende Wasser, andererseits Frischwasser das durch eine mit der Rohrleitung 11 verbundene, direkt stromaufwärts von dem Heißwasserboiler 12 angeordnete Zufuhrleitung 13 zuströmt. Vorzugsweise ist der Heißwasserboiler 12 derart ausgebildet, daß sich eine sehr rasche Wassererwärmung einstellt. Während der Thermostat des Heißwasserboilers 12 im allgemeinen ausreicht, um denselben einzuschalten, sobald das zirkulierende Wasser zu kalt ist bzw. sobald beim Abzapfen von heißem Wasser an einem Heißwasserhahn Frischwasser zugeführt wird, können innerhalb des Systems 10 zusätzliche Steuerelemente vorgesehen sind, um einen Temperaturabfall des zurückströmenden Heißwassers möglichst schnell zu erfassen.

Innerhalb des Systems 10 sind verschiedene Zweigleitungen bzw. Hähne vorgesehen, an welchen je nach Wunsch Heißwasser für häusliche Verwendungen entnommen werden kann. Obwohl dies nicht unbedingt erforderlich ist, kann an der Rohrleitung 11 ein Entlüftungsventil l4a vorgesehen sein, um innerhalb des Systems vorhandene Luft abzulassen. Normalerweise wird Jedoch diese Luft bereits durch die Hähne l4 nach außen geführt.

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Um das Wasser kontinuierlich durch die Leitung 11 zu zirkulieren, ist innerhalb der Rohrleitung 11 eine Pumpe 15 angeordnet, die vorzugsweise zwei Geschwindigkeitsbereich aufweist, damit das Heißwasser langsamer zirkuliert werden kann, solange geringfügige oder keine Heizwärme erforderlich Ist bzw. ein größeres Volumen zum Zirkulieren gebracht werden kann, sobald ein hoher Bedarf an Heizwärme benötigt wird. Ein auf die Temperatur des zurückströmenden Heißwassers ansprechender, die Pumpe 15 steuernder Thermostat 15a ist an der Rohrleitung 11 kurz vor dem Rückführpunkt des Heißwassers zu dem Heißwasserboiler 12 angeordnet.

Der in Fig. 2 dargestellte Wärmeaustauscher 20 weist eine Heizschlange 21 auf, die in Serie mit dem System IO angeordnet ist. Die innerhalb des Systems 10 vorhandene Anzahl der Wärmeaustauscher hängt von der benötigten Wärmemenge zum Heizen des Gebäudes ab. Die vorzugsweise ebenfalls aus Kupfer hergestellte Heizschlange 21 ist zwischen einem Paar von parallelen, strukturellen Elementen - beispielsweise Bodenträgern 22 - in dar Nähe eines zu beheizenden Raumes des Gebäudes angeordnet. Gegenüber der Heizschlange 21 - d. h. zwischen den Bodenträgern 22 — ist auf der anderen Seite des Raumes eine Trennwand 23 angeordnet, die mit einer als Lufteinlaß dienenden öffnung 24 versehen ist. Der Boden 25 des Raumes und eine dazu parallel verlaufende Wandung 26 bilden eine Kammer 27, die seitlich von den Bodenträgern 22, der Trennwand 23 und der Wärmeaustauscherschlange 21 begrenzt ist. Außerhalb der Kammer 27 ist ein elektrisches Gebläse 28 an der anderen Seite der Trennwand 23 angeschlossen. Das Gebläse 28 wird durch eine innerhalb des Raumes angeordnete Thermostatsteuerung 28a gesteuert. Der Luftauslaß des Gebläses 28 ist mit der öffnung 24 der Trennwand 23 verbunden, so daß sich innerhalb der Kammer 27 ein durch das Sebläse 28 erzeugter Luftstrom ergibt. Die Kammer 28 ist genügend groß,

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damit eine relativ langsame Luftbewegung innerhalb derselben stattfindet. Demzufolge ist der Wärmeaustausch zwischen der Luft und der Heizschlange 21 sehr gut, wobei nur eine geringe Lufturbulenz in der zu heizenden Zone eintritt. Dabei muß die ganze durch die Kammer strömende Luft an der Heizschlange 21 vorbeistreichen, bevor dieselbe in den zu erwärmenden Raum gelangt.

Zwischen den Trägern 22 sind an gegenüberliegenden Enden des Raumes innerhalb des Bodens Gitter 29, 30 angeordnet. Während das Gitter 29 das Einsaugen von kalter Luft aus dem Raum in Richtung des Gebläses 28 ermöglicht, erlaubt das Gitter 30 das Ausströmen der erwärmten Luft in Richtung des zu beheizenden Raumes. Eine Falltür 31 gewährleistet den Zugang zu dem elektrischen Gebläse 28 für überwachungs- und Reparaturzwecke. Die Kammer 27 kann mit einer Isolation 32 - beispielsweise Fiberglas - versehen sein, damit die WärmeVerluste klein gehalten werden. Um Staubentwicklung zu verhindern, sind zwischen dem Gebläse 28 und dem Gitter 29 ein Filter 33 vorgesehen, so daß die gesamte Luft vor dem Einströmen in die Kammer 27 gefiltert wird.

Zusätzlich zu den oben erwähnten Elementen kann das Warmwasser des Heizsystems 10 durch konventionelle Wärmeaustauscher zum Erwärmen anderer Elemente - beispielsweise des Wassers eines Schwimmbeckens - verwendet werden·. Dabei wird selbstverständlich das Wasser des Schwimmbeckens von dem trinkbaren Heißwasser getrennt gehalten. Obwohl dieses System insbesondere als Heizsystem vorteilhaft eingesetzt werden kann, kann durch Verwendung eines getrennten Systems mit gekühltem Wasser die vorliegende Erfindung ebenfalls als Kühlsystem verwendet werden.

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Abgewandelte Ausführungsformen des Heizsystems gemäß der Erfindung sind in Fig. 4 und 5 gezeigt, in welchen der Wärmeaustauscher 20 wahlweise in der Decke oder einer Seitenwandung des Gebäudes angeordnet ist. Vorhandene strukturelle Elemente - wie für die Konstruktion des Gebäudes verwendete Deckenträger oder Wandstützen - können für die Ausbildung der Kammer 27 und die Installation des Wärmeaustauschers 20 verwendet werden. ^ .

Während die Heizschlange 21 als einfache, in Serie mit-der Rohrleitung 11 liegende Rohrschlange beschrieben worden ist, so ist es einleuchtend, daß ebenfalls zwei oder mehrere . Heizschlangen bzw. Rohrleitungsabschnitte verwendet werden können, wobei trotzdem die Serienanordnung des ganzen Systems aufrechterhalten wird. -. -.

Die Betriebsweise des erfindungsgeraäßen Heizsystems ist wie folgt:

Durch den Heißwasserboiler 12 erhitztes Wasser wird mittels der Pumpe 15 kontinuierlich in einem geschlossenen Kreislauf durch die Leitung 11 gepumpt. Das gesamte heiße Wasser strömt durch die Heizschlange 21, die in Serie mit der , Rohrleitung 11 angeordnet ist. Sobald eine Erwärmung eines Raumes notwendig ist, schaltet der Thermostat 28a das Gebläse 28 ein, wodurch kalte Luft durch das Gitter 29 aus dem Raum abgesaugt und durch die Kammer 27 in Richtung der Heizschlange 21 gedrückt wird. Dabei wird die Luft erwärmt, die dann durch das Gitter 30 in den Raum zurückgeblasen wird. Sobald der Raum genügend erwärmt ist, schaltet der Thermostat 28a das Gebläse 28 ab, so daß das Einströmen von heißer Luft in den Raum unterbrochen wird. Das heiße, kontinuierlich auf etwa 60 bis66°C gehaltene Wasser strömt jedoch weiterhin durch die Heizschlange 21. Somit wird die

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Raumtemperatur Im Gegensatz zu. Dampf- und Strahlungsheizsystemen nicht beeinflußt, wenn das Gebläse 28 ausgeschaltet wird. Dies gilt ebenfalls während der Sommermonate, in welchen eine Erwärmung des Raumes im allgemeinen nicht als wünschenswert erscheint.

Aus dem oben Beschriebenen ergibt sich, daß das erfindungsgemäße Heizsystem konstruktionsmäßig und betrieblich sehr einfach ist, wobei die für die Installation und den Betrieb sich ergebenden Kosten vermindert sind. Die Kosten werden ferner dadurch erniedrigt, daß gewisse Anforderungen von bekannten Heizsystemen überflüssig erscheinen.

Da das erfindungsgemäße Heizsystem bei relativ niedrigen Temperaturen - d. h. zwischen 60 und 66⁰C - arbeitet, backt sich der Staub im wesentlichen nicht fest, so daß die Wandungen sehr sauber bleiben.

Bei dem erfindungsgemäßen Heizsystem sind teuere Ventile wie sie normalerweise bei Strömungsheizsystemen notwendig sind - überflüssig. Ferner sind die bei Heizsystemen mit forsierter Luftströmung auftretenden Luftschächte eliminiert. Da derartige Luftschächte nicht auftreten, ist die durch die Luftströmung sich ergebende Geräuschbildung äußerst minimal.

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Claims

-o- PATENTANSPROCEE

1. Heizsystem mit Warmwasser als Wärmeübertragungsmedium, dadurch gekennzeichnet, daß das für häusliche Zwecke verwendete Heißwasser entlang einer Rohrleitung (11) in einer geschlossenen Schleife unter Verwendung einer Wasserpumpe (15) durch das Gebäude geführt ist, wobei wenigstens eine für die Entnahme von Warmwasser dienende Zweigleitung (14) und eine für das Zuführen von Frischwasser entsprechend der Entnahme von Warmwasser aus dem Heizsystem (10) dienende Wasserzufuhrleitung (13) vorgesehen sind, und daß innerhalb der geschlossenen Schleife der Rohrleitung (11) ein Heißwasserhe.izer (12) und wenigstens ein mit einer Heizschlange (21) versehener Wärmeaustauscher (20) vorgesehen sind, durch welchen die zu erwärmende Luft zum Hindurchströmen gebracht ist.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserpumpe (15) hinsichtlich ihrer Durchflußmenge steuerbar ist.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (15) in Abhängigkeit der Temperatur des rückfliessenden Heißwassers gesteuert ist.

4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Heißwasserheizer (12) ein für Warmwassersysteme verwendeter, konventioneller Heißwasserboiler ist. . '

5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Wärmeaustauschers (20) ein Gebläse (28) vorgesehen ist.

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6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (28) von einem innerhalb des zu heizenden Raumes angeordneten Thermostaten (28a) gesteuert ist.

7. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch* gekennzeichnet, daß die Wasserzuführleitung (13) im Bereich der Rückführung des Warmwassers in den Heißwasserboiler (12) mit dem Heizsystem (10) verbunden ist.

8. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch' gekennzeichnet, daß der Wärmeaustauscher (20) zwischen zwei strukturellen Trägern (22) oder Balken des Gebäudes angeordnet ist und daß durch diese Träger (22) bzw. Balken, ferner durch eine Wandung des zu heizenden Raumes und eine in einem bestimmten Abstand davon geführte zweite Wandung (26) eine Kammer (27) gebildet ist, durch welche die Heizluft in Längsrichtung hindurchgeführt ist.

9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf der gegenüberliegenden Seite des Wärmeaustauschers (20) eine mit einer öffnung (24) versehene Trennwandung (23) vorgesehen ist, die mit der Luftaustrittsöffnung des Gebläses (28) in Verbindung steht.

10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß am Anfang und Ende der Kammer (27) je ein mit dem zu beheizenden Raum in Verbindung stehendes Gitter (29, 30) vorge-r sehen ist.

11. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Lufteinlaßgitter (29) und dem Gebläse (28) ein Luftfilter (33) vorgesehen ist.

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12. System nach einem der Ansprüche 8 bis H₉ dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (27) eine Wärmeisolation aufweist.

13· System nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (27) im Boden des zu beheizenden Raumes angeordnet ist.

14. System nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (27) in einer Seitenwandung des
zu beheizenden Raumes angeordnet ist.

15. System nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (27) in. der Decke des zu beheizenden Raumes angeordnet ist.

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