DE19806428A1 - Heizeinrichtung mit verbessertem Wirkungsgrad - Google Patents

Heizeinrichtung mit verbessertem Wirkungsgrad

Info

Publication number
DE19806428A1
DE19806428A1 DE1998106428 DE19806428A DE19806428A1 DE 19806428 A1 DE19806428 A1 DE 19806428A1 DE 1998106428 DE1998106428 DE 1998106428 DE 19806428 A DE19806428 A DE 19806428A DE 19806428 A1 DE19806428 A1 DE 19806428A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heat exchanger
combustion chamber
heating device
heat
flue gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE1998106428
Other languages
English (en)
Inventor
Anton Tauber
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PATRAM PATENT AND TRADEMARK AD
Original Assignee
PATRAM PATENT AND TRADEMARK AD
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by PATRAM PATENT AND TRADEMARK AD filed Critical PATRAM PATENT AND TRADEMARK AD
Publication of DE19806428A1 publication Critical patent/DE19806428A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24BDOMESTIC STOVES OR RANGES FOR SOLID FUELS; IMPLEMENTS FOR USE IN CONNECTION WITH STOVES OR RANGES
    • F24B7/00Stoves, ranges or flue-gas ducts, with additional provisions for convection heating 
    • F24B7/02Stoves, ranges or flue-gas ducts, with additional provisions for convection heating  with external air ducts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24BDOMESTIC STOVES OR RANGES FOR SOLID FUELS; IMPLEMENTS FOR USE IN CONNECTION WITH STOVES OR RANGES
    • F24B9/00Stoves, ranges or flue-gas ducts, with additional provisions for heating water 
    • F24B9/04Stoves, ranges or flue-gas ducts, with additional provisions for heating water  in closed containers

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung mit verbessertem Wirkungsgrad, wie diese im Oberbegriff des Anspruches 1 und des Anspruches 2 beschrieben ist.
Es ist bereits eine Heizeinrichtung gemäß DE 44 09 154 A1 bekannt, bei welcher au­ ßerhalb des Brennraums in einer Distanz zu den Brennraumwänden Wärmetauscher in Form von Rauchgaskanälen angeordnet sind, welche mit dem Inneren des Brennraums leitungsverbunden sind. In den Wärmetauschern oder im Bereich deren Auslaßöffnung bzw. dieser nachgeordnet, ist eine Absaugvorrichtung für die im Brennraum bei der Verbrennung der Brennstoffe entstehenden Rauchgase angeordnet. Durch mehrmaliges Umlenken der heißen Rauchgase in diesen Wärmetauschern wir eine verhältnismäßig lange und somit auch eine eine relativ hohe Innenoberfläche aufweisende Rauchgaslei­ tung gebildet, die einen hochgradigen Wärmeübergang von den heißen Rauchgasen zu den Wandungen des Wärmetauschers und in weiterer Folge an die Umgebungsluft der Heizeinrichtung begünstigt. Nachteilig ist hierbei, daß zur Erzielung großer Wärme­ übergangsflächen lange Rauchgasströmungskanäle mit Umlenkungen gebildet sind, welche den Abtransport von Verbrennungsrückständen, wie z. B. Ruß, erschweren.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die heißen Rauchgase einer Heizeinrichtung für die Erwärmung der Umgebungsluft besser zu nutzen.
Diese Aufgabe der Erfindung wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhaft ist dabei, daß sowohl eine große Wärmeaufnahmefläche als auch eine zumindest ebenso groß gestaltbare Wärmeabgabefläche geschaffen ist, ohne daß die Abmessungen der Heizeinrichtung dadurch wesentlich vergrößert sind. Das Ver­ hältnis zwischen der vom Wärmetauscher an die Umgebungsluft bzw. der an ein flüssiges Medium abgegebenen Wärmeenergie und der von den Rauchgasen entzoge­ nen Wärmeenergie wird zusätzlich durch die einen hohen Wärmeleitkoeffizienten bzw. eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisenden Materialien des Wärmetauschers in einfa­ cher Art und Weise verbessert. Zudem ist es vorteilhaft, daß durch die entsprechende Anordnung der Wärmetauscher Wärmetauschermaterialien mit verhältnismäßig niedri­ gem Schmelzpunkt eingesetzt werden können, die eine hohe Wärmeleitfähigkeit bei geringem Raumgewicht aufweisen. Zudem wird durch die als Fallkanäle ausgebildeten Rauchgaskanäle ohne Umkehrungen der Strömungsrichtung der Rauchgase der Ab­ transport von Schwebebestandteilen und/oder Ruß in den Rauchgasen auch bei niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten wesentlich verbessert, wodurch eine Reinigung der Heizeinrichtung bzw. der Rauchgaskanäle mit den Wärmetauschern erst nach ver­ hältnismäßig langem Heizbetrieb erforderlich ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird aber auch durch die im Anspruch 2 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhaft ist dabei, daß mit einer Heizeinrichtung mehrere unter­ schiedliche Räume bzw. Bereiche beheizt werden können, wobei für den Fall, daß die Heizeinrichtung als Pelletofen ausgebildet ist, die Beheizung bzw. Erwärmung der Räume automatisch über einen längeren Zeitraum, also insbesondere den Nachstunden erfolgen kann, ohne daß zusätzliches Brennmaterial nachgefüllt werden muß.
Von Vorteil ist dabei weiters eine Ausbildung nach Anspruch 3, da somit ein direkter Wärmeübergang durch Wärmeleitung vom Wärme aufnehmenden Teil des Wärme­ tauschers zum Wärme abgebenden Teil des Wärmetauschers bei niedrigem Wärmeleitwiderstand gegeben ist und daher die in den Rauchgasen enthaltene Wärmee­ nergie besonders rasch und zu einem hohen Prozentsatz an die Umgebungsluft der Heizeinrichtung übertragen werden kann.
Mit der Ausbildung nach Anspruch 4 wird in einfacher Art und Weise eine hohe Wär­ meübergangsfläche der Wärmetauscherteile bei kompakten Abmessungen des Wärmetauschers erreicht.
Von Vorteil ist aber auch eine Ausbildung nach Anspruch 5, da dadurch Verwirbelun­ gen der Rauchgase vermieden sind und somit ein geräuscharmer und leichtgängiger Abzug der Rauchgase ohne eine wesentliche Verkleinerung des Rauchgaskanalquer­ schnittes gegeben ist.
Mit der Ausgestaltung nach Anspruch 6 ist eine kostengünstige Herstellung der Hei­ zeinrichtung erzielbar, da die Wärmetauscher als seriengefertigtes, gezogenes bzw. gegossenes Stangenmaterial vorliegen. Zudem ist es von Vorteil, daß die Leistung der Wärmetauscher durch einfache Variation der Länge oder der Anzahl der Wärme­ tauscher individuell an die unterschiedlichsten Heizleistungen und Größen der Heizeinrichtung angepaßt werden kann.
Durch die Ausbildung nach Anspruch 7 ist ein ungehinderter Wärmeübergang vom Wärme aufnehmenden Teil des Wärmetauschers zum Wärme abgebenden Teil des Wär­ metauschers erreicht.
Mit der Ausbildung nach Anspruch 8 wird in vorteilhafter Art und Weise die Oberflächentemperatur des der Umgebung der Heizeinrichtung zugeordneten Wärme­ tauscherteils im Vergleich zu dem dem Rauchgas zugeordneten Wärmetauscherteil niedriger gehalten. Dadurch kann trotz gleichem Wärmeaufnahme- und Wärmeabgabe­ vermögen des Wärmetauschers eine Berührung des Wärmeabgabeteils des Wärme­ tauschers von Personen oder Tieren zu keinen Verbrennungen führen. Hingegen kann eine Berührung der temperierten Oberfläche des Wärme abgebenden Wärmetauscher­ teils als angenehm empfunden werden.
Möglich ist auch eine Ausbildung nach Anspruch 9, wodurch die maximale Oberflä­ chentemperatur des Menschen oder Tieren zugeordneten Wärmetauscherteils stets kleiner ist als die Oberflächentemperatur des dem Rauchgas zugeordneten Wärmetau­ scherteils. Bei entsprechender Auslegung der beiden Wärmetauscherteile ist es auch möglich, daß die maximale Oberflächentemperatur des berührbaren Wärmetauscher­ teils stets unterhalb der einer Verbrennung verursachenden Temperatur liegt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung ist in Anspruch 10 beschrieben, da dadurch ein Kon­ takt mit den gegebenenfalls heißen Wärmetauscherflächen ausgeschlossen ist und zudem vielfältige, optische Gestaltungsmöglichkeiten für die Heizeinrichtung entste­ hen.
Von Vorteil ist dabei eine Ausbildung nach Anspruch 11, da dadurch die Strömungsge­ schwindigkeit der aufgrund der Thermosiphonwirkung am Wärmetauscher entlang­ streichenden Umgebungsluft erhöht ist und somit ein intensiverer Wärmeentzug vom Wärme abgebenden Wärmetauscherteil durch die Umgebungs- bzw. Konvektionsluft erreicht ist, ohne daß zusätzliche elektrische Energie, z. B. für ein Konvektionsluftgeblä­ se, erforderlich ist.
Von Vorteil ist aber auch eine Ausbildung nach Anspruch 12, da dadurch mit gerin­ gem Materialaufwand Rauchgaskanäle gebildet sind, welche ohne Befestigung, also lediglich durch Einsetzen bzw. Einschieben eine ausreichende Lagestabilität aufweisen und dadurch Montageschritte eingespart werden können.
Eine vorteilhafte Weiterbildung ist dabei im Anspruch 13 beschrieben, da dadurch die Lage der lose eingesetzten U-Profile bzw. Blechzuschnitte zusätzlich gesichert ist.
Mit der vorteilhaften Weiterbildung nach Anspruch 14 wird in vorteilhafter Weise eine Verschmutzung der Rauchgaskanäle durch Schwebebestandteile im Rauchgas, wie z. B. Asche oder verkohlte Papierrückstände, vermindert.
Die Erfindung umfaßt auch einen Wärmetauscher gemäß Anspruch 15, insbesondere für eine Heizeinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche. Vorteilhaft ist dabei, daß der Wärmeübergang vom Wärme abgebenden Medium zum Wärme aufnehmenden Medium rasch und effizient erfolgt.
Vorteilhaft ist dabei eine Ausbildung nach Anspruch 16, da somit ein besonders kostengünstiger und seriengefertigter Wärmetauscher gebildet ist, dessen Leistung be­ sonders einfach angepaßt werden kann.
Von Vorteil ist dabei eine Ausbildung nach Anspruch 17, da somit eine rasche und ein­ fache Montage des Wärmetauschers lediglich durch Ein- oder Aufschieben desselben möglich ist. Weiters ist in vorteilhafter Weise die Wärmeleitung im Wärmetauscherpro­ fil durch die Wärmeleitfähigkeit der den Wärmetauscher tragenden Teile bzw. Materialien nicht beeinträchtigt. Zudem wird ohne zusätzliche Maßnahmen eine zuver­ lässige Abdichtung zwischen der Wärmeaufnahme- und der Wärmeabgabeseite des Wärmetauschers erreicht, da zumindest die Nutseitenwände im montierten Zustand eine elastische Vorspannkraft auf die Seitenflächen der den Wärmetauscher tragenden Teile der Heizeinrichtung ausüben.
Von Vorteil ist auch eine Weiterbildung nach Anspruch 18, da somit temperaturbeding­ te Wärmeausdehnungen des Wärmetauschers und des den Wärmetauscher tragenden Teils der Heizeinrichtung vom Dichtelement aufgenommen werden und so unter allen Bedingungen eine zuverlässige Abdichtung, ohne einem Verziehen des Wärme­ tauschers gewährleistet ist.
Es ist aber auch eine Ausbildung nach Anspruch 19 von Vorteil, da der zwei- bzw. mehrteilige Wärmetauscher besonders einfach am bzw. in der jeweiligen Rauchgaska­ nalwand montiert werden kann. Der im montierten Zustand mehrteilige, durch eine Verschraubung oder Verschweißung der Wärmetauscherteile aber einstückige, Wärmetauscher gewährleistet bei entsprechend großen Kontaktflächen zwischen den Wärmetauscherteilen ebenso einen guten Wärmeübergang.
Weiters umfaßt die Erfindung auch einen Wärmetauscher gemäß Anspruch 20, insbe­ sondere für eine Heizeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14. Von Vorteil ist dabei, daß die Geschwindigkeit des Wärmetransportes von den heißen Rauchgasen auf die Umgebungsluft gesteigert werden kann. Zudem kann dadurch eine örtliche Überhitzung von Wärmetauscherteilen auf der Rauchgasseite vermieden wer­ den, so daß für diese Wärmetauscherteile auch Werkstoffe verwendet werden können, die eine relativ geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen.
Von Vorteil ist aber auch eine Weiterbildung nach Anspruch 21, wonach eine rasche und beliebige Anpassung des Wärmetauschers an äußere Erfordernisse möglich ist und somit auch das äußere Erscheinungsbild der Heizeinrichtung einfach verändert werden kann.
Mit der Ausbildung nach Anspruch 22 wird mit Vorteil ein geschlossener Kreislauf er­ reicht. Somit können aber auch eventuell auftretende Korrosionsprobleme hint­ an gehalten werden.
Vorteilhaft ist weiters eine Ausbildung nach Anspruch 23, da damit für den Wärmeaus­ tausch eine große Oberfläche zur Verfügung gestellt werden kann.
Mit den vorteilhaften Weiterbildungen nach den Ansprüchen 24 und 25 wird mit Vor­ teil eine weitere Steigerung der für den Wärmeaustausch zur Verfügung stehenden Oberfläche erreicht, wobei aufgrund der Möglichkeit des hohen Vorfertigungsgrades der einzelnen Wärmetauscherteile eine kosten- und zeitsparende Montage der Heizein­ richtung möglich ist.
Durch den Strömungsverlauf nach Anspruch 26 ist es möglich, einen hohen Wirkungs­ grad des Wärmeaustausches zu erzielen.
Die Kreislaufführung des Fluids nach Anspruch 27 ermöglicht mit Vorteil eine kostengünstige Verwendung spezieller Additiva im Fluid zum Schutz des Wärme­ tauschers, z. B. zur Verhinderung einer möglichen Korrosion.
Durch die Anordnung einer Fördereinrichtung nach Anspruch 28 kann die Effizienz des Wärmetauschers weiter gesteigert werden.
Durch die Wahl von Werkstoffen nach Anspruch 29 wird mit Vorteil ein rascher Wär­ meübergang von den Rauchgasen in das Fluid ermöglicht.
Die Weiterbildung nach Anspruch 30 vermindert auf vorteilhafte Weise die durch die Strömung des Fluids verursachte Reibung, so daß die Fördereinrichtung bezüglich der Leistung geringer dimensioniert werden kann.
Es ist aber auch eine Ausbildung nach Anspruch 31 von Vorteil, wonach der Wirkungs­ grad des Wärmetauschers aufgrund der Kombination des Wärmeabtransportes durch ein Fluid mit der Wärmeleitung in dem das Fluid umgebenden Werkstoff erhöht wer­ den kann.
Von Vorteil bei der Ausgestaltung nach Anspruch 32 ist, daß der Betrieb des Wärme­ tauschers über einen langen Zeitraum störungsfrei möglich ist.
Mit einer Ausbildung nach Anspruch 33 wird mit Vorteil eine rasche Übertragung der Wärme vom Rauchgas auf die Umgebungsluft erreicht.
Es ist aber auch eine Ausbildung nach Anspruch 34 von Vorteil, womit der Wirkungs­ grad des Wärmeaustausches gesteigert werden kann.
Weiters ist aber auch eine Ausbildung nach Anspruch 35 möglich, womit mit Vorteil eine automatische Anpassung der Förderleistung der Fördereinrichtung an die Heizlei­ stung des Ofens und damit auch eine weitestgehende Schonung der Fördereinrichtung möglich ist.
Bei einer Heizeinrichtung gemäß Anspruch 36 und 37 ist von Vorteil, daß die Wärme­ tauscher im Brennraum so angeordnet sind, daß ein möglichst großes Volumen für den Wärmeaustausch ausgenutzt werden kann. Dazu können z. B. über den gesamten Um­ fang des Brennraumes entsprechende Wärmetauscher angeordnet sind, wodurch ein möglichst großes Volumen eines Fluids auf eine möglichst hohe Temperatur erwärmt werden kann, so daß das damit mehrere Räume bzw. Bereiche, welche mit Wärmeabga­ bevorrichtungen versehen sind, beheizt werden können.
Bei einer Ausgestaltung der Heizeinrichtung nach Anspruch 38 ist von Vorteil, daß die Heizeinrichtung in einem bewohnten Raum aufgestellt sein kann, wobei die Wärmetau­ scher derart ausgebildet sind, daß eine freie Sicht auf die Flamme im Brennraum durch die Brennraumtüre gegeben ist. Somit kann also die entspannende und beruhigende Wirkung von offenen Flammen auf die Seele eines Menschen auch bei erfindungs­ gemäßen Heizeinrichtungen dieser Art zur Geltung kommen.
Vorteilhaft ist auch eine Ausgestaltung nach Anspruch 39, womit erreicht werden kann, daß die Abkühlung der Rauchgase im Brennraum soweit hintangehalten werden kann, daß eine unvollständige Verbrennung des Brennstoffes nicht zu erwarten ist.
Mit den Umlenkblechen in einer Heizeinrichtung nach Anspruch 40 wird mit Vorteil erreicht, daß die Rauchgase auf ihrem Weg in den Kamin mehrmals die Bewegungsrich­ tung ändern müssen, beispielsweise von oben nach unten, von vorne nach hinten, diagonal, etc., geführt werden und somit der Wirkungsgrad des Wärmetauscher verbes­ sert werden kann.
Schließlich ist bei den Weiterbildung der Heizeinrichtung nach den Ansprüchen 41, 42 und 43 von Vorteil, daß damit die Heizeinrichtung mit einem Wärmetauscher ausgerü­ stet werden kann, welche eine hohe Wärmeübertragung auf das Fluid ermöglicht.
Dieser Vorteil wird dadurch erreicht, daß aufgrund der gewählten Ausbildung der Wär­ metauscher, insbesondere der Dimensionen der Strömungskanäle, die Strömung des Fluids als turbulent anzusehen ist, wie dies besonders für Reynoldszahlen größer 2320 gilt, so daß der Wärmeübertragungskoeffizient aufgrund der Beziehungen zwischen dem Wärmeübertragungskoeffizient, der Nußeltschen Zahl und der Reynoldskennzahl einen höheren Wert erreicht als für laminare Strömungen.
Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäß ausgebildete Heizeinrichtung, in Frontansicht, ge­ schnitten, gemäß den Linien I-I in Fig. 2, in vereinfachter, schematischer Darstellung;
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Heizeinrichtung nach Fig. 1, geschnitten, gemäß den Linien II-II in Fig. 1, in vereinfachter, schematischer Darstellung;
Fig. 3 die Hälfte einer anderen Ausführungsvariante der erfindungsgemäß ausgebil­ deten Heizeinrichtung, in Draufsicht, geschnitten;
Fig. 4 die Hälfte einer weiteren Ausführungsvariante der erfindungsgemäß ausge­ bildeten Heizeinrichtung, in Draufsicht, geschnitten;
Fig. 5 die Seitenansicht der Heizeinrichtung gemäß Pfeil V in Fig. 3;
Fig. 6 eine weitere Ausführungsvariante einer erfindungsgemäß ausgebildeten Heizeinrichtung, in Draufsicht, geschnitten;
Fig. 7 eine weitere Ausführungsvariante einer erfindungsgemäß ausgebildeten Heizeinrichtung, in Frontansicht, geschnitten, gemäß den Linien VII-VII in Fig. 8;
Fig. 8 eine Draufsicht auf die Heizeinrichtung, geschnitten, gemäß den Linien VIII-VIII in Fig. 7;
Fig. 9 eine weitere Ausführungsvariante einer erfindungsgemäß ausgebildeten Heizeinrichtung, in Seitenansicht, geschnitten;
Fig. 10 einen Teil einer weiteren Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Heizeinrichtung in Frontansicht, geschnitten und in vereinfachter schemati­ scher Darstellung.
Fig. 11 einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Heizeinrichtung in Draufsicht, geschnitten und verein­ fachter, schematischer Darstellung;
Fig. 12 einen Ausschnitt der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung nach Fig. 11 in Seitenansicht geschnitten;
Fig. 13 einen Teil einer weiteren Ausführungsvariante in Draufsicht geschnitten ge­ mäß der Linie XIII-XIII in Fig. 14;
Fig. 14 eine stark vereinfachte Darstellung des Ausschnitts der Ausführungsvarian­ te der Fig. 13 in Frontansicht geschnitten gemäß den Linien XIV-XIV in Fig. 13;
Fig. 15 einen Teil einer weiteren Ausführungsvariante in Draufsicht geschnitten ge­ mäß den Linien XV-XV in Fig. 16;
Fig. 16 den Teil der Ausführungsvariante der Fig. 15 in Frontansicht geschnitten gemäß der Linie XVI-XVI in Fig. 15;
Fig. 17 einen Ausschnitt einer Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Hei­ zeinrichtung in Draufsicht geschnitten gemäß der Linie XVII-XVII in Fig. 18 in stark vereinfachter Darstellung;
Fig. 18 den Ausschnitt in der Heizeinrichtung der Fig. 17 in Frontansicht geschnit­ ten gemäß der Linie XVIII-XVIII in Fig. 17;
Fig. 19 eine schematische Darstellung des Strömungsverlaufs des Fluids durch die Wärmetauscher der Ausführungsvariante der Fig. 17;
Fig. 20 einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsvariante einer erfindungsge­ mäßen Heizeinrichtung in stark vereinfachter Darstellung geschnitten nach der Linie XX-XX in Fig. 21;
Fig. 21 den Teil einer Heizeinrichtung nach Fig. 20 geschnitten gemäß den Linien XXI-XXI in Fig. 20;
Fig. 22 eine mögliche Ausführungsvariante für die Anordnung des Wärmetauschers im Brennraum der Heizeinrichtung in stark vereinfachter schematischer Dar­ stellung und Draufsicht;
Fig. 23 eine mögliche Ausführungsvariante für die Anordnung des Wärmetauschers im Brennraum der Heizeinrichtung in stark vereinfachter schematischer Dar­ stellung und Draufsicht;
Fig. 24 eine mögliche Ausführungsvariante für die Anordnung des Wärmetauschers im Brennraum der Heizeinrichtung in stark vereinfachter schematischer Dar­ stellung und Draufsicht;
Fig. 25 eine mögliche Ausführungsvariante für die Anordnung des Wärmetauschers im Brennraum der Heizeinrichtung in stark vereinfachter schematischer Dar­ stellung und Draufsicht.
In den Fig. 1 und 2 ist eine Heizeinrichtung 1 zur Verbrennung von Brennstoffen 2 in fester Form, z. B. Holz, Kohle, Koks, Briketts oder dgl. gezeigt. Abweichend von der dargestellten Ausführungsform ist es selbstverständlich im Rahmen der Erfindung möglich, flüssige Brennstoffe, wie z. B. Heizöl, oder gasförmige Brennstoffe 2, wie z. B. Erdgas mit der entsprechend adaptierten bzw. ausgebildeten Heizeinrichtung 1 zu verbrennen und so eine schematisch durch Wellenlinien angedeutete Umgebungsluft 3 im Bereich um die Heizeinrichtung 1 zu erwärmen.
Die nachfolgend beschriebene, erfindungsgemäße Ausbildung ist selbstverständlich auch bei den sogenannten Pellet-Öfen zur Verbrennung von Pellets aus Biomasse ein­ setzbar bzw. auch bei sonstigen aus dem Stand der Technik bekannten Heizeinrichtun­ gen anwendbar.
Die Verbrennung der Brennstoffe 2 erfolgt in einem von einem Brennraummantel 4, von einer Brennraum-Bodenplatte 5 und von einer Brennraum-Deckplatte 6 zumindest teilweise umgrenzten Brennraum 7. Der Brennraummantel 4 ist hierbei durch Seiten­ wände 8, 9, eine Rückwand 10 und eine Frontwand 11 gebildet, in welcher vor allem bei einer Heizeinrichtung 1 zur Verbrennung fester Brennstoffe 2 eine Durchgangsöff­ nung 12 zur Beschickung des Brennraums 7 mit Brennstoff 2 oder zur Reinigung des Brennraums 7 angeordnet ist. Die Durchgangsöffnung 12 ist dabei mit einer Brenn­ raumtüre 13 verschließbar.
Selbstverständlich ist es abweichend vom dargestellten Ausführungsbeispiel auch mög­ lich, daß der Brennraum 7 kreisförmige, trapezförmige oder sonstige Grundrißformen aufweist. Die Zündung und Zufuhr der Brennstoffe 2 kann dabei automatisch erfolgen, so daß in Verbindung mit einem Raumthermostat und einer entsprechenden Steuervor­ richtung auch eine automatische Beheizung von Räumen und eine Steuerung der Heizleistung möglich ist.
Weiters ist im gezeigten Ausführungsbeispiel in der Brennraum-Bodenplatte 5 ein Rost 14 angeordnet, über welchen Verbrennungsrückstände 15 von den Brennstoffen 2 abgesondert und in einem Aufnahmebehälter 16, wie z. B. einer Aschenlade, gesam­ melt werden.
Eine im Brennraum 7 erforderliche Verbrennungsluft 17 kann - wie hinreichend be­ kannt - über den Rost 14 als Primärluft dem Glutstock und/oder über Durchbrüche im Brennraummantel 4 im Bereich der Brennraum-Deckplatte 6 als Sekundärluft den Flammen zugeführt werden. Mit entsprechenden Zuluftregelvorrichtungen ist es mög­ lich, die dem Brennraum 7 zugeführte Verbrennungsluft 17 einzustellen bzw. zu regeln. Gegebenenfalls kann auch eine eigene Zuleitung für die Verbrennungsluft 17 angeordnet sein, welche relativ kalte Verbrennungsluft 17 aus kühleren Bereichen um die Heizeinrichtung 1 zuführt. Die Zuluftregelvorrichtungen sind bevorzugt im Be­ reich der Frontwand 11 oder auf der Brennraumtüre 13 angeordnet.
Die bei der Verbrennung der Brennstoffe 2 entstehende Rauchgase 18 - schematisch durch wellenförmige Pfeile angedeutet - werden über Durchbrüche 19 zum Brennraum 7, bevorzugt Brennraummantel 4 im Bereich der Brennraum-Deckplatte 6 oder in der Brennraum-Deckplatte 6 selbst, über eine Einlaßöffnung 20 in zumindest einen Rauch­ gaskanal 21, 22 geleitet. Dies erfolgt bevorzugt unter der Sogwirkung eines im Rauchgaskanal 21, 22 angeordneten oder eines einer Auslaßöffnung 23 der Rauchgas­ kanäle 21, 22 nachgeordneten Rauchgasgebläses 24.
Abgangs- bzw. druckseitig ist das Rauchgasgebläse 24 beispielsweise mit einem Ka­ min bzw. Schornstein leitungsverbunden, wodurch die Rauchgase 18 ins Freie gelangen können.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel verlaufen die Rauchgaskanäle 21, 22 im wesentli­ chen parallel zu den Seitenwänden 8, 9 des Brennraummantels 4 und werden durch Wände 25, 26 der Heizeinrichtung 1, die im gezeigten Ausführungsbeispiel eine stati­ sche Funktion der Heizeinrichtung 1 übernehmen, zumindest teilweise begrenzt und bilden somit gleichzeitig Rauchgaskanalwände 27, 28. Auf diesen bzw. in diesen vom Brennraummantel 4 distanzierten und den Brennraummantel 4 außen umgebenden Rauchgaskanalwänden 27, 28 ist zumindest ein Wärmetauscher 29, 30 angeordnet, wel­ cher die entsprechende Rauchgaskanalwand 27, 28 durchsetzt. Somit ragt ein Wärmetauscherteil 31 jedes Wärmetauschers 29, 30 in den Rauchgaskanal 21, 22 und wird daher von den heißen Rauchgassen 18 aus dem Brennraum 7 umströmt. Ein wei­ terer Wärmetauscherteil 32 jedes Wärmetauschers 29, 30 ist der Umgebungsluft 3 um die Heizeinrichtung 1 zugeordnet. Die Wärmetauscherteile 31, 32 sind über einen ge­ genseitig verbindenden und die jeweilige Wand 25, 26 durchsetzenden Verbindungssteg 33 zum entsprechenden, einstückigen Wärmetauscher 29, 30 verbun­ den. Die Wärmetauscherteile 31, 32 bilden also mit dem Verbindungssteg 33 ein einstückiges Wärmetauscherprofil 34.
Die Wärmetauscher 29, 30 weisen jeweils eine den Wärmeübergang begünstigende, vergrößerte Oberfläche durch von den Wärmetauscherteilen 31, 32 abstehende Wärme­ tauscherelemente 35, wie z. B. Rippen 36, auf. Eine Wärmeaufnahmefläche 37 des den heißen Rauchgasen 18 im Rauchgaskanal 21, 22 zugeordneten Wärmetauscherteils 31, kann somit trotz kompakter Abmessungen des Wärmetauschers 29, 30 relativ groß dimensioniert sein.
Gleiches gilt für den der Umgebungsluft 3 zugeordneten Wärmetauscherteil 32. Dieser ist ebenfalls mit den eine Wärmeabgabefläche 38 des Wärmetauscherteils 32 vergrö­ ßernden Wärmetauscherelementen 35 versehen.
Die Wärmeübergangsflächen des die Wärme aufnehmenden Wärmetauscherteils 31 und des die Wärme abgebenden Wärmetauscherteils 32 können somit trotz kleiner Ab­ messungen des Wärmetauschers 29, 30 erheblich vergrößert werden.
Die Wärmetauscherelemente 35 verlaufen bevorzugt in Strömungsrichtung der Rauch­ gase 18 im Rauchgaskanal 21, 22 um Turbulenzen bzw. Verwirbelungen in der Strömung der Rauchgase 18 zu vermeiden und einen leichtgängigen Abzug derselben zu ermöglichen. Die Wärmetauscherelemente 35 können die Rauchgaskanäle 21, 22 dabei in mehrere Rauchgasteilkanäle unterteilen, wobei jedoch bevorzugt die Wärme­ tauscherelemente 35 nicht am Brennraummantel 4 anliegen bzw. mit diesem kontaktiert sind.
Um besagte Turbulenzen bzw. Verwirbelungen zu vermeiden, können die Wärmetau­ scherelemente 35 bevorzugt so angeordnet sein, daß deren Längsachse annähernd parallel zur Strömungsrichtung der Rauchgase 18 verläuft.
Selbstverständlich ist es auch möglich, die Wärmetauscher 29, 30 oder auch nur einen Wärmetauscherteil 31 oder 32 ohne abstehende Wärmetauscherelemente 35 mit ebener Oberfläche auszubilden.
Gegebenenfalls kann der der Umgebungsluft 3 zugewandte Wärmetauscherteil 32 von einem Verkleidungselement 39 teilweise abgedeckt sein um eine unachtsame Berüh­ rung desselben zu verhindern. Dies ist vor allem beim Erreichen hoher Temperaturen des Wärmetauscherteils 32 von Vorteil, da dadurch Verbrennungen der Haut von Men­ schen oder Tieren nahezu ausgeschlossen werden können.
Die Verkleidungselemente 39 sind jeweils mittels Halteelementen 40 in einer Distanz 41 zu den die Wärmetauscher 29, 30 tragenden Wänden 25, 26 gehalten.
Die Distanz 41 ist dabei bevorzugt derart gewählt, daß das Verkleidungselement 39 nicht am Wärmetauscher 29 oder 30 anliegt. Somit ist gleichzeitig zwischen der ent­ sprechenden Wandung 25, 26 und dem Verkleidungselement 39 ein Konvektionsluft­ kanal 42, 43 geschaffen. Weiters ist das Verkleidungselement 39 bevorzugt von einer Aufstandsfläche 44 der Heizeinrichtung 1 beabstandet, wodurch eine Strömungsverbin­ dung zwischen dem Konvektionsluftkanal 42, 43 und der Umgebung der Heizein­ richtung 1 besteht und so die Umgebungsluft 3 in den Konvektionsluftkanal 42, 43 ein­ strömt und aufgrund der Thermosiphonwirkung im Konvektionsluftkanal 42, 43 aufsteigt, den Wärmetauscherteil 32 umströmt bzw. an diesem entlangstreicht und die Wärme entzieht. Bevorzugt im Bereich einer die Heizeinrichtung 1 nach oben abschlie­ ßenden Deckplatte 45 strömt eine erwärmte, schematisch durch Pfeile angedeutete Konvektionsluft 46 aus dem Konvektionsluftkanal 42, 43 in die Umgebung und sorgt für eine Erhöhung der Umgebungslufttemperatur.
Die Wärmetauscher 29, 30 ermöglichen also einen intensiven Entzug der in den heißen Rauchgasen 18 enthaltenen Wärmeenergie und eine Übertragung derselben an die Um­ gebungsluft 3, wodurch der Wirkungsgrad der Heizeinrichtung 1 wesentlich erhöht ist.
Das Verhältnis abgegebener Wärmemenge zu zugeführter Wärmemenge kann weiters dadurch verbessert werden, indem die Wärmetauscher 29, 30 aus Materialien mit ho­ hem Wärmeleitkoeffizienten bzw. hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet sind. Bevorzugt werden für die Wärmetauscher 29, 30 Materialien eingesetzt, welche einen höheren Wärmeleitkoeffizienten als übliche Materialien zur Bildung der Heizeinrichtung 1, wie z. B. Stahl, Eisen oder Gußeisen, aufweisen. Dies sind beispielsweise Wärmetauscher 29, 30 bzw. Wärmetauscherprofile 34 aus Aluminium, Kupfer, etc.
Die Halterung der Wärmetauscher 29, 30 in den Rauchgaskanalwänden 27, 28 bzw. in den Wänden 25, 26 der Heizeinrichtung 1 erfolgt bevorzugt mittels an gegenüber lie­ genden Längsseitenflächen 47, 48 des Wärmetauschers 29, 30 angeordneten Nuten 49, 50. Eine Nutbreite 51 der Nuten 49, 50 ist dabei derart bemessen, daß sie gleich oder geringfügig kleiner ist als eine Dicke 52 der zur Aufnahme des Wärmetauschers 29, 30 vorgesehenen Rauchgaskanalwand 27, 28. Eine Stegbreite 53 des Verbindungssteges 33 ist durch die Anordnung der Nuten 49, 50 also etwas kleiner als die Breite des Wär­ metauscherteils 31 oder 32.
Die zur Halterung des Wärmetauschers 29, 30 vorgesehene Rauchgaskanalwand 27, 28 weist eine Ausnehmung mit den Abmessungen des Verbindungssteges 33 auf, wodurch beim Ein- bzw. Aufschieben des Wärmetauschers 29, 30 in diese Ausnehmung die Nu­ ten 49, 50 in Eingriff mit den Randbereichen um die Ausnehmung der Rauchgaskanal­ wand 27, 28 kommen.
Durch die vorhergehend beschriebene Dimensionierung der Nuten 49, 50 üben Nutsei­ tenwände 54, 55 der Nuten 49, 50 eine elastische Vorspannkraft auf die Seitenflächen der Rauchgaskanalwand 27, 28 aus, wodurch im eingesetzten Zustand des Wärme­ tauschers 29, 30 der Rauchgaskanal 21, 22 vom Konvektionsluftkanal 42, 43 bzw. der Umgebungsluft 3 gasdicht abgeschlossen ist.
Diese elastische Vorspannkraft ist dabei derart hoch gewählt, daß auch bei höheren Temperaturen des Wärmetauschers 29, 30 ein gasdichter Rauchgaskanal 21, 22 gege­ ben ist, da das Elastizitätsmodul der verwendeten Wärmetauscherwerkstoffe temperaturabhängig ist und insbesondere bei steigenden Temperaturen abnimmt.
Bei einem hohem Wärmeausdehnungskoeffizienten des Materials der Wärmetauscher 29, 30 oder des Materials der Rauchgaskanalwand 27, 28 ist bevorzugt ein Nutgrund 56 der Nuten 49, 50 mit einem hitzebeständigen Dichtelement 57, z. B. einer Asbest­ schnur 58, ausgelegt. Dieses liegt im eingesetzten Zustand des Wärmetauschers 29, 30 dichtend am Nutgrund 56 und an den Stirnkanten der Ausnehmung in der Rauchgaska­ nalwand 27, 28 an und nimmt zudem wärmebedingte Ausdehnungen des Wärme­ tauschers 29, 30 bzw. der Rauchgaskanalwand 27, 28 auf, da das Dichtelement 57 ela­ stisch verformbar ist. Somit werden gleichzeitig Verspannungen des Wärmetauschers 29, 30 oder Verformungen der Rauchgaskanalwand 27, 28 auch bei relativ hohen Wär­ meausdehnungen verhindert.
Bevorzugt sind auch die beiden Stirnflächen der Wärmetauscherprofile 34 mit Nuten entsprechend der vorhergehend beschriebenen Ausbildung und gegebenenfalls mit ei­ nem Dichtelement versehen. Gegebenenfalls können bei entsprechend miteinander verschweißbaren Materialien die ebenflächigen Stirnseiten der Wärmetauscherprofile 34 aber auch mit den Rauchgaskanalwänden 27, 28 über Kehlnähte verschweißt sein. Selbstverständlich ist es auch möglich, das Dichtelement 57 auf die Kanten der Ausnehmung in der Rauchgaskanalwand 27, 28 aufzuschieben und gegen ebene Seiten­ flächen der Wärmetauscher 29, 30 anzudrücken.
Um eine Verschweißung der zumeist unterschiedlichen Werkstoffe des Wärme­ tauschers 29, 30 und der diesen aufnehmenden Rauchgaskanalwand 27, 28 zu erübrigen, ist die Ausnehmung bevorzugt einem Ende der Rauchgaskanalwand 27 bzw. 28 zugeordnet, wonach beim Einschieben des Wärmetauschers 29, 30 dieser in etwa bündig mit der Stirnkante der Rauchgaskanalwand 27 bzw. 28 abschließt. Eine diesem Stirnendbereich zugeordnete Verschlußplatte kann dann mit dem Rauchgaskanal 21 bzw. 22 verschweißt sein, wobei die Stirnfläche der Wärmetauscher 29, 30 mit dieser Verschlußplatte zusammenwirkt und eine Verschweißung für eine entsprechende Ab­ dichtung zwischen dem Wärmetauscher 29, 30 und der Verschlußplatte erübrigt ist.
Die Seitenwände 8, 9 des Brennraums 7 werden bevorzugt durch zu U- bzw. C-Form abgekantete Blechzuschnitte 59, 60 gebildet, welche sich auf der Brennraum- Bodenplatte 5 abstützen. Die Schenkel jedes Blechzuschnittes 59, 60 verlaufen dabei parallel zur Rückwand 10 bzw. zur Frontwand 11 und der Steg der abgekanteten Blech­ zuschnitte 59, 60 ist jeweils von den Wänden 25, 26 distanziert angeordnet. Die vorhergehend beschriebene Ausbildung und Anordnung der Blechzuschnitte 59, 60 bil­ det die Rauchgaskanäle 21, 22 demnach als Fallkanäle aus, wobei die Länge der Schenkel bzw. des Steges der Blechzuschnitte 59, 60 den Querschnitt der Rauchgaska­ näle 21, 22 bestimmt.
Selbstverständlich ist es jedoch möglich, die Seitenwände 8, 9 des Brennraums 7 durch ebenflächige Bleche oder feuerfeste Steinplatten zu bilden, welche mit der Rückwand 10 und der Frontwand 11 zumindest bereichsweise verschweißt bzw. verbunden sind.
Die Innenfläche des Brennraums 7 ist zumindest teilweise mit Schamottesteinen 61 ausgekleidet, wobei bei entsprechender Verlegung derselben ein Verrutschen bzw. Umfallen der lose in den Brennraum 7 eingesetzten Blechzuschnitte 59, 60 verhindert werden kann. Die Distanz zwischen den beiden zueinander beabstandeten Stegen der Blechzuschnitte 59 und 60 kann überdies durch die diese verbindende Brennraum- Deckplatte 6 gesichert werden, wodurch ein Kippen der Blechzuschnitte 59, 60 ausge­ schlossen ist.
Selbstverständlich ist es anstelle der Schamottesteine 61 möglich, andere Arten von feuerfesten Steinen mit einem hohen Schmelzpunkt und einer geringen Wärmeausdeh­ nung, wie z. B. Silica, Magnesit oder dgl., einzusetzen.
Die Brennraum-Deckplatte 6 und die Deckplatte 45 der Heizeinrichtung 1 sind im we­ sentlichen parallel und in einer Distanz zueinander angeordnet, wodurch zwischen diesen ein Verteilkanal 62 für die Rauchgase 18 aus dem Brennraum 7 zu den beiden Rauchgaskanälen 21, 22 gebildet ist.
In den Fig. 3 und 4 sind andere Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäß ausgebil­ deten Heizeinrichtung 1 gezeigt, wobei für vorhergehend bereits beschriebene Teile gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Die Heizeinrichtung 1 nach Fig. 3 bzw. 4 ist jeweils im wesentlichen spiegelbildlich ausgebildet. Aufgrund höherer Übersicht­ lichkeit ist daher jeweils nur eine Hälfte der Heizeinrichtung 1 dargestellt.
Hierbei sind die Rauchgaskanäle 21, 22 über Durchbrüche 19 in den Seitenwänden 8, 9 im Bereich der Brennraum-Deckplatte 6 mit dem Brennraum 7 verbunden. Die Seiten­ wände 8, 9 des Brennraums 7 bilden hierbei gleichzeitig einen Teil der tragenden Wände 25, 26 der Heizeinrichtung 1 und stützen sich demnach auf der Aufstandsfläche 44 der Heizeinrichtung 1 ab.
Die vom Inneren des Brennraums 7 abgewandten Seitenflächen der Wände 25, 26 bil­ den dabei zumindest einen Teil der Wandungen der Rauchgaskanäle 21, 22.
Die weiteren Wandungen des Rauchgaskanals 21 werden - wie aus Fig. 3 ersichtlich - durch den im wesentlichen zu U-Form abgekanteten Blechzuschnitt 59 gebildet, wobei der Steg des im wesentlichen U-förmig abgekanteten Blechzuschnittes 59 parallel zur Seitenwand 8 verläuft und die Schenkel des Blechzuschnittes 59 entgegen der Zen­ trumsrichtung des Brennraums 7 senkrecht von der Seitenwand 8 abstehen. Die Stege des Blechzuschnittes 59 sind mit der Seitenwand 8 verschweißt bzw. formschlüssig und gasdicht über beliebige, formschlüssige Verbindungen wie z. B. Schwalbenschwanz- oder Falzverbindungen miteinander verbunden. Der somit einen Fallkanal für die Rauchgase 18 aus dem Brennraum 7 darstellende Blechzuschnitt 59 ist am auf die Strö­ mungsrichtung der Rauchgase 18 bezogenen Ende durch die Brennraum-Bodenplatte 5 oder durch eine eigene, tiefer angesetzte Verschlußplatte oder dgl. begrenzt.
Die Auslaßöffnungen 23 am Ende jedes Rauchgaskanales 21, 22 sind durch Durchbrü­ che 63, 64 in den Wänden 25, 26 in von der Frontwand 11 aus betrachteter Richtung nach der Rückwand 10 des Brennraums 7 gebildet. An die Auslaßöffnungen 23 der Rauchgaskanäle 21, 22 schließt ein Sammelkanal 65 an, welcher die Rauchgaskanäle 21, 22 zusammenführt. An diesen Sammelkanal 54 ist in weiterer Folge das Rauch­ gasgebläse 24 zur Absaugung der durch den Sammelkanal 65 geleiteten Rauchgase 18 angeschlossen. Der Sammelkanal 65 ist dabei bevorzugt durch einen U-förmig abge­ kanteten Blechteil und die Rückwand 10 gebildet, wobei die Schenkel des U-förmigen Blechteils mit der Rückwand 10 und den Wänden 25, 26 zumindest bereichsweise ver­ schweißt sind.
In der durch den Steg des Blechzuschnittes 59 gebildeten Rauchgaskanalwand 27 ist der einstückige Wärmetauscher 29 angeordnet, wobei der in den Rauchgaskanal 21 ra­ gende Wärmetauscherteil 31 vom heißen Rauchgas 18 umströmt ist und so den heißen Rauchgasen 18 durch die große Wärmeaufnahmefläche 37 zu einem hohen Prozentsatz die Wärmeenergie entzieht. Die vom Wärmetauscherteil 31 aufgenommene Wärmeener­ gie wird durch Wärmeleitung direkt - ohne Zwischenschaltung von den den Wärme­ übergang behindernden Teilen bzw. Materialien der Heizeinrichtung 1 - auf den der Umgebungsluft 3 zugeordneten Wärmetauscherteil 32 des Wärmetauscherprofils 34 übertragen. Durch das eine höhere Wärmeleitfähigkeit als der Blechzuschnitt 59 auf­ weisende Wärmetauscherprofil 34 erfolgt die Wärmeübertragung vergleichsweise rascher und besonders verlustfrei. Die große Wärmeabgabefläche 38 des Wärmetau­ scherteils 32 gibt die übertragene Wärmeenergie dann gleichmäßig an die den Wärmetauscherteil 32 umgebende bzw. umströmende Umgebungsluft 3 ab.
Insbesondere der, der Umgebungsluft 3 zugeordnete Wärmetauscherteil 32 des Wärme­ tauscherprofils 34 bzw. mehrere Wärmetauscherteile 32 beim Einsatz mehrerer Wärmetauscherprofile 34 können durch eine entsprechende Form- und/oder Farbge­ bung und/oder Anordnung gleichzeitig als Designelemente der Heizeinrichtung 1 eingesetzt werden und so zur Erhöhung des optischen Gesamteindruckes der Heizein­ richtung 1 beitragen. Vielfältige, optisch unterschiedlich gestaltete Heizeinrichtungen 1 sind demnach lediglich durch Verwendung unterschiedlich ausgebildeter und ange­ ordneter Wärmetauscherprofile 34 kostengünstig herzustellen.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Heizeinrichtung 1 durch die Ausbildung des Wärmetauschers 29 eine gewölbte Seitenfläche auf.
Weiters ist im gezeigten Ausführungsbeispiel die Wärmeabgabefläche 38 des Wärmetauscherteils 32 größer als die Wärmeaufnahmefläche 37 des Wärmetauscher­ teils 31, wodurch die Oberflächentemperatur des von Menschen oder Tieren berührbaren Wärmetauscherteils 32 stets niedriger gehalten werden kann, als eine Oberflächentemperatur des dem Rauchgas 18 zugewandten Wärmetauscherteils 31. Die Vergrößerung der Wärmeabgabefläche 38 kann durch Vergrößerung der Wärmetau­ scherelemente 35 oder durch Erhöhung der Anzahl der Wärmetauscherelemente 35 bzw. der Rippen 36 erfolgen. Unterschiedliche Volumina des Wärmetauscherteils 31 und des Wärmetauscherteils 32 wirken sich ebenfalls auf die Oberflächentemperaturver­ hältnisse und auf das Wärmespeichervermögen des Wärmetauschers 29 aus.
Um eine rasche und verlustfreie Wärmeübertragung vom Wärmetauscherteil 31 auf den Wärmetauscherteil 32 zu erreichen, soll die Querschnittsfläche des Verbindungsste­ ges 33 zumindest 10% der Querschnittsfläche des kleinsten Wärmetauscherteils 31 oder 32 in der gleichen Ebene betragen.
Wie am besten in Fig. 4 ersichtlich, kann der Wärmetauscher 30 gleichzeitig den Rauchgaskanal 22 bilden. Hierbei besteht das Wärmetauscherprofil 34 aus einem Mit­ telsteg und aus mehreren, auf beiden Seiten vom Mittelsteg abstehenden und in einer Distanz zueinander angeordneten Wärmetauscherelementen 35, wie z. B. Rippen 36. Der Mittelsteg dieses Wärmetauscherprofils 34, welcher im wesentlichen in einer pa­ rallelen und zur Seitenwand 9 distanzierten Ebene verläuft, bildet mit den beiden äußersten Wärmetauscherelementen 35 die Rauchgaskanalwand 28, welche die Rauch­ gase 18 von der Umgebungsluft 3 abgrenzt. Die Wärmetauscherelemente 35 unterteilen den Rauchgaskanal 22 in mehrere Rauchgasteilkanäle, indem sie an der äu­ ßeren Seitenfläche der Seitenwand 9 anliegen. Diese als Fallkanäle ausgebildeten Rauchgasteilkanäle weisen somit insgesamt eine hohe Wärmeaufnahmefläche 37 auf.
Dieser aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, wie z. B. Aluminium, Kup­ fer, bestehende Wärmetauscher 30 ist bevorzugt über Befestigungsmittel 66, wie z. B. Schrauben an der Seitenwand 9 des Brennraums 7 befestigt.
Die der Umgebungsluft 3 zugeordneten Wärmetauscherelemente 35 können gegebenen­ falls von einem Abdeckelement 67 überdeckt sein oder bei der Herstellung des Wärmetauscherprofils 34 kann in einer Distanz und parallel zum Mittelsteg ein Verbin­ dungssteg an die Wärmetauscherelemente 35 angeformt werden, wodurch mehrere Konvektionsluftkanäle 43 für die Umgebungsluft 3 gebildet sind.
Fig. 5 zeigt die Seitenansicht der Heizeinrichtung 1 gemäß Fig. 3. Hierbei sind an den Stirnseiten des Wärmetauscherprofils 34, zusätzlich zu den Nuten 49, 50 an den gegen­ überliegenden Längsseitenwänden, Nuten 68, 69 an der oberen und unteren Stirnfläche des Wärmetauscherprofils 34 eingearbeitet.
Im Blechzuschnitt 59 ist eine Ausnehmung 70 mit der Breiten- und Längenabmessung des Verbindungssteges 33 gebildet. Eine zweiteilige Ausbildung des Blechzuschnittes 59 ermöglicht dann das Einschieben des zweiteiligen Blechzuschnittes 59 in die Nuten 49, 50, 68, 69 des Wärmetauscherprofils 34. Stoßstellen 71, 72 des zusammengesetz­ ten Blechzuschnittes 59 können dann bei eingesetztem Wärmetauscher 34 verschweißt werden, wodurch das Wärmetauscherprofil 34 im Blechzuschnitt 59 unverrückbar fi­ xiert ist. Durch das Ineinandergreifen der Nuten 49, 50, 68, 69 mit den Randbereichen um die Ausnehmung 70 ist weiters eine gasdichte Anordnung des Wärmetauscherpro­ fils 34 im Blechzuschnitt 59 gewährleistet. Gegebenenfalls können die Nuten 49, 50, 68, 69 des Wärmetauscherprofils 34 mit einem umlaufenden, hitzebeständigen Dichte­ lement entsprechend der vorher beschriebenen Ausführung versehen sein. Die verhältnismäßig kurzen Schweißnähte an den Stoßstellen 71, 72 stören das optische Er­ scheinungsbild der Heizeinrichtung 1 nicht und weiters ist die Verschweißung gleicher Materialien wesentlich einfacher durchzuführen.
In Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung 1 dargestellt, wobei für vorhergehend bereits erwähnte Teile gleiche Bezugszeichen verwendet werden.
Hierbei sind die Wärmetauscher 29, 30 an der Brennraumtüre 13 angeordnet, wobei der Verbindungssteg 33 zwischen den Wärmetauscherteilen 31 und 32 die Brennraum­ türe 13 durchsetzt und die zu beiden Seiten der Brennraumtüre 13 angeordneten Wärmetauscherteile 31, 32 zu einem einstückigen Wärmetauscherprofil 34 verbindet.
Der Rauchgaskanal 21, in dem die heißen Rauchgase 18 aus dem Brennraum 7 die Wärmetauscherteile 31 umströmen ist durch den im Querschnitt im wesentlichen U-förmigen Blechzuschnitt 59 gebildet. Der Blechzuschnitt 59 ist bevorzugt an der dem Brennraum 7 zugewandten Seite der Brennraumtüre 13 angeordnet und gegebenenfalls gelenkig mittels einer Gelenksverbindung 77 oder abnehmbar mittels einer Kupplungs­ vorrichtung 78 mit der Brennraumtüre 13 verbunden.
Der Blechzuschnitt 59 bildet also einen Teil des Brennraummantels 4 und kann gegebe­ nenfalls auf der dem Brennraum 7 zugewandten Seite mit Schamottesteinen 61 versehen sein.
Der Blechzuschnitt 59 bildet demnach mit der Innenseite der Brennraumtüre 13 einen Fallkanal für das Rauchgas 18 aus, wobei der Eintritt der Rauchgase 18 im Bereich der nicht dargestellten Brennraum-Deckplatte erfolgt. Die Auslaßöffnung 23 des Rauchgas­ kanals 21 befindet sich dabei unterhalb der Brennraum-Bodenplatte 5. Sammelkanäle 73, 74 schließen an diese Auslaßöffnung 23 an und führen die abgekühlten Rauchgase 18 aus dem Rauchgaskanal 21 zum Rauchgasgebläse 24.
Die Sammelkanäle 73, 74 verlaufen dabei bevorzugt beidseits des Aufnahmebehälters für die Verbrennungsrückstände.
Die Wärmetauscherelemente 35 des Wärmetauschers 29 sind dabei durch pyramiden­ stumpfförmige Erhebungen 75 gebildet. Die Wärmetauscherelemente 35 des Wärmetauschers 30 bilden beispielsweise pilzförmige Erhebungen 76.
Rußablagerungen an der Wärmeaufnahmefläche 37 der Wärmetauscherteile 31 sind durch die Ausbildung gemäß Fig. 6 besonders einfach zu entfernen, wodurch die Wir­ kung der Wärmetauscher 29, 30 auch nach längerem Heizbetrieb gewährleistet bleibt. Eine gute Zugänglichkeit zu den Wärmetauscherteilen 31 ist dabei durch das Aus­ schwenken bzw. Öffnen der Brennraumtüre 13 und durch ein Abnehmen oder Wegschwenken des Blechzuschnittes 59 gegeben.
Die Wärmetauscherteile 32 auf der vom Brennraum 7 abgewandten Seite der Brenn­ raumtüre 13 können gegebenenfalls - wie in strichlierten Linien dargestellt - von einem Verkleidungselement 39 abgedeckt sein, wobei zwischen der Brennraumtüre 13 und dem Verkleidungselement 39, wie vorhergehend bereits beschrieben, der Konvek­ tionsluftkanal 42, gebildet ist.
In den Fig. 7 und 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hei­ zeinrichtung 1 gezeigt, wobei für vorhergehend bereits erwähnte Teile gleiche Bezugszeichen verwendet werden.
Hierbei ist die Heizeinrichtung 1 durch ein den Brennraum 7 bildendes Brennraumge­ häuse 79 und aus zumindest zwei in einer Distanz 80 zu den Seitenwänden 8, 9 und/oder der Rückwand 10 des Brennraumgehäuses 79 angeordnete Rauchgaskanäle 21, 22 gebildet.
Diese Rauchgaskanäle 21, 22 stützen sich auf der Aufstandsfläche 44 der Heizeinrich­ tung 1 ab und tragen das Brennraumgehäuse 79 über Verbindungsleitungen 81, 82, welche den Brennraum 7 mit den Rauchgaskanälen 21, 22 verbinden. Ein durch die Di­ stanz 80 zwischen den Rauchgaskanälen 21, 22 und dem Brennraummantel 4 des Brennraumgehäuses 79 gebildeter Freiraum 83 ist über Aussparungen 84 in den Wän­ den 25, 26 im Bereich der Aufstandsfläche 44 mit der Umgebung der Heizeinrichtung 1 verbunden. Da der Freiraum 83 in senkrechter Richtung zur Aufstandsfläche 44 un­ begrenzt ist bildet dieser den Konvektionsluftkanal 42, 43 der Heizeinrichtung 1 aus. Die Umgebungsluft 3 kann demnach im Bodenbereich durch die Aussparungen 84 in den Konvektionsluftkanal 42, 43 einströmen, den Brennraummantel 4 bzw. das Brenn­ raumgehäuse 79 umströmen und im oberen Endbereich der Heizeinrichtung 1 als erwärmte Konvektionsluft 46 den Konvektionsluftkanal 42, 43 verlassen. In der vom Brennraummantel 4 bzw. vom Brennraumgehäuse 79 distanzierten Wand 25, 26 bzw. in den Rauchgaskanalwänden 27, 28 sind die Wärmetauscher 29, 30 angeordnet. Der Wärmetauscherteil 32 ragt dabei wiederum in den Konvektionsluftkanal 42, 43 und der an diesen über den Verbindungssteg 33 angeformte Wärmetauscherteil 31 ragt in den Rauchgaskanal 21, 22. Trennwände 85, 86 in den Rauchgaskanälen 21, 22 unterteilen jeden Rauchgaskanal 21, 22 in mehrere Rauchgasteilkanäle 87, 88. Jedem Rauchgasteil­ kanal 87, 88 ist jeweils ein eigener Wärmetauscherteil 31 bzw. jeweils ein eigener Wärmetauscher 29, 30 zugeordnet und jeweils über eine eigene Verbindungsleitung 81, 82 mit Rauchgasen 18 aus dem Brennraum 7 beschickbar. Die auf die Strömungs­ richtung der Rauchgase 18 bezogenen Enden der Rauchgasteilkanäle 87, 88, welche sich bevorzugt in Bodennähe der Heizeinrichtung 1 befinden, sind zum gemeinsamen Sammelkanal 65 geführt, welcher die abgekühlten Rauchgase 18 zum Rauchgasgebläse 24 leitet.
Die Rauchgaskanäle 21, 22 mit den darin eingesetzten Wärmetauschern 29, 30 stellen eigenständige Baugruppen der Heizeinrichtung 1 dar und tragen das Brennraumgehäu­ se 79 im wesentlichen nur über die Verbindungsleitungen 81, 82. Der modulartige Aufbau dieser Heizeinrichtung 1 mit den zueinander beabstandeten Rauchgaskanälen 21, 22 und dem zwischen diesen über die Verbindungsleitungen 81, 82 aufgehängten Brennraumgehäuse 79 hat weiters den Vorteil, daß die Rauchgaskanäle 21, 22 im äuße­ ren Bereich der Heizeinrichtung 1 angeordnet sind und so eine gute Zugänglichkeit z. B. für Reinigungszwecke gegeben ist. Zudem ist diese Anordnung von Vorteil, da die Rauchgaskanäle 21, 22 einerseits von der Konvektionsluft 46 in den Konvektions­ luftkanälen 42, 43 umströmt sind und andererseits der gesamte äußere Bereich bzw. der Sichtbereich der Heizeinrichtung 1 von der Umgebungsluft 3 der Heizeinrichtung 1 umgeben sind.
Bevorzugt ist die äußere Rauchgaskanalwand jedes Rauchgaskanals 21, 22 ver­ schwenkbar oder abnehmbar, um die Innenflächen der Rauchgasteilkanäle 87, 88 bzw. die Wärmeaufnahmeflächen 37 der Wärmetauscher 29, 30 gut zugänglich reinigen zu können, wodurch das maximale Wärmeübertragungsvermögen der Wärmetauscher 29, 30 auch nach längerem Heizbetrieb gewährleistet werden kann.
In Fig. 9 ist eine weitere Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung 1 in Art eines Pellet-Ofens gezeigt, wobei für vorhergehend bereits beschriebene Teile gleiche Bezugszeichen verwendet werden.
Hierbei verläuft der Rauchgaskanal 21 mit dem in diesen hineinragenden Wärme­ tauscher 29 parallel zur Brennraum-Deckplatte 6 und ist im wesentlichen durch den oberen Teilbereich des Brennraummantels 4, durch die Brennraum-Deckplatte 6 und die Deckplatte 45 der Heizeinrichtung 1 gebildet. Die Einlaßöffnung 20 für die Rauch­ gase 18 aus dem Brennraum 7 in den Rauchgaskanal 21 ist durch eine Ausnehmung in der Brennraum-Deckplatte 6 im Bereich der Frontwand 11 bzw. durch eine verkürzte der Brennraum-Deckplatte 6 gebildet. Die Auslaßöffnung 23 für den Austritt der Rauchgase 18 aus dem Rauchgaskanal 21 ist durch eine Ausnehmung in der Deckplatte 45 im Bereich einer Rückwand der Heizeinrichtung 1 gebildet. Ein Rauchgasrohrstut­ zen 89 zum Anschluß von Rauchrohrleitungen schließt dichtend an die Auslaßöffnung 23 an.
In der Deckplatte 45 ist im Bereich zwischen dem Rauchgasrohrstutzen 89 und der Frontwand 11 eine Aussparung 90 angeordnet. In diese Aussparung 90 ist der Wärmetauscher 29 eingesetzt, wobei der Wärmetauscherteil 31 in den Rauchgaskanal 21 ragt und der der Umgebungsluft 3 zugeordnete Wärmetauscherteil 32 liegt an den Randbereichen der Aussparung 90 auf der Deckplatte 45 bzw. auch auf der oberen Stirnkante der Frontwand 11 auf. Die Auflageflächen zwischen der Deckplatte 45 und dem Wärmetauscher 29 dichten dabei den Rauchgaskanal 18 von der Umgebung der Heizeinrichtung 1 ab. Beide Wärmetauscherteile 31, 32 weisen jeweils die den Wär­ meübergang begünstigende vergrößerte Wärmeaufnahmefläche 37 bzw. Wärmeabgabe­ fläche 38 durch eine Vielzahl von Wärmetauscherelementen 35 auf. Die Wärmetausche­ relemente 35, welche beispielsweise durch Rippen 36 gebildet sind, sind bevorzugt derart ausgerichtet, daß deren Längserstreckung in Strömungsrichtung der Rauchgase 18 im Rauchgaskanal 21 verläuft. Dadurch wird der Strömungsquerschnitt im Rauch­ gaskanal 21 nur geringfügig verkleinert und Strömungsgeräusche bzw. Verwirbelun­ gen der Rauchgase 18 im Rauchgaskanal 21 werden weitgehendst vermieden.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die beiden Wärmetauscherteile 31, 32 zu einem einstückigen Wärmetauscher 29 zusammengesetzt, wobei die Längserstreckung der Wärmetauscherelemente 35 am Wärmetauscherteil 32 winkelig, z. B. rechtwinkelig, zur Längserstreckung der Wärmetauscherelemente 35 am Wärmetauscherteil 31 ver­ läuft. Die Kontaktflächen beider Wärmetauscherteile 31, 32 sind dabei möglichst ebenflächig ausgebildet, um eine große Kontaktfläche und somit einen guten Wärmeü­ bergang zwischen den beiden Wärmetauscherteilen 31, 32 zu erhalten. Beide Wärmetauscherteile 31, 32 können miteinander verschweißt oder verschraubt sein.
Dieser zweiteilige, zusammengesetzte Wärmetauscher 29 besteht dabei bevorzugt aus einer Type eines Wärmetauscherprofils 34 mit Wärmetauscherteilen 31, 32 unterschied­ licher Länge.
Das Wärmetauscherprofil 34 ist dabei entweder ein gezogenes oder stranggegossenes Profil, dessen Material einen höheren Wärmeleitkoeffizienten als die üblicher Weise verwendeten Materialien der Heizeinrichtung 1, wie z. B. Stahl, Eisen, Gußeisen oder auch Schamotte, aufweist. Diese Materialien des Wärmetauscherprofils 34 sind dem­ nach beispielsweise Aluminium, Kupfer, etc.
Die in Fig. 9 gezeigte Heizeinrichtung umfaßt weiters sämtliche Komponenten zur Bil­ dung eines Pellet-Ofens wie z. B. einen Vorratsbehälter 91 für den Brennstoff 2, insbesondere die Pellets, eine Fördervorrichtung 92 zum Transport der Pellets aus dem Vorratsbehälter 91 in eine Aufnahmeschale 93 im Brennraum 7, in welcher die Ver­ brennung der Pellets stattfindet.
Die Rückwand 10 des Brennraums 7 weist dabei eine hohe thermische Isolierwirkung auf und schützt so den Vorratsbehälter 91 bzw. den darin gelagerten Brennstoff vor Überhitzung.
Der stark vereinfachte, schematisch dargestellte Pellet-Ofen gemäß Fig. 9 ist dabei nicht auf die in dieser Figur dargestellte Ausbildung des Rauchgaskanals 21 und des Wärmetauschers 29 beschränkt. Vielmehr ist es selbstverständlich auch möglich, die in den Fig. 1 bis 8 gezeigten Ausbildungen der Rauchgaskanäle 21, 22 und der Wärmetauscher 29, 30 auf einen Pellet-Ofen gemäß dem Stand der Technik zu übertra­ gen.
Da bei allen vorhergehend beschriebenen Anordnungen der Wärmetauscher 29, 30 ein direkter Kontakt mit den Flammen im Brennraum 7 ausgeschlossen ist, kann der Schmelzpunkt der Materialien für den hochwärmeleitenden Wärmetauscher 29, 30 niedriger liegen als der Schmelzpunkt von Eisen, Gußeisen oder Stahl. Die maximale Rauchgastemperatur in den Rauchgaskanälen 21, 22 mit den Wärmetauschern 29, 30 liegt zudem niedriger als der Schmelzpunkt der meisten Metalle.
In Fig. 10 ist die linke Hälfte einer weiteren Ausführungsvariante einer erfindungs­ gemäßen Heizeinrichtung in Frontansicht, geschnitten und vereinfacht dargestellt.
Anders als in den voranstehend beschriebenen Ausführungsvarianten wird der Wärmetauscher, der wiederum aus den Wärmetauscherteilen 31 und 32 besteht, in die­ sem Fall von einem Fluid, z. B. Wasser durchströmt.
Als Leitvorrichtung für dieses Fluid dient ein Strömungskanal 100, der beispielsweise als Rohrschlange ausgebildet sein kann. Der Querschnitt dieses Strömungskanals 100 ist bevorzugt kreisförmig, es sind jedoch auch sämtliche anderen Querschnittsformen, wie beispielsweise quadratisch, rechteckig, etc. möglich.
Dieser Strömungskanal 100 ist bevorzugt rohrförmig ausgebildet, wobei insbesondere als Werkstoff für den Strömungskanal 100 Materialien verwendet werden sollen, die eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen sollen, z. B. Kupfer, Aluminium, Kupferlegie­ rungen, etc. Dadurch kann sichergestellt werden, daß einerseits die Wärmeübertragung von den heißen Rauchgasen 18 in den Wärmetauscher und andererseits die Wärmeüber­ tragung aus dem Wärmetauscher in die Umgebungsluft rasch und mit hoher Effizienz erfolgt. Zudem wird der Wärmeaustausch dadurch begünstigt, daß durch das bevorzugt im Kreislauf geführte Fluid die aus den Rauchgasen 18 übertragene Wärme rasch aus dem Rauchgaskanal 21 bzw. 22 (in Fig. 10 nicht dargestellt) in den Konvektionsluftka­ nal 42 bzw. 43 (in Fig. 10 nicht dargestellt) transportiert werden kann.
Sowohl die Rauchgaskanäle 21, 22 als auch die Konvektionskanäle 42, 43 können, wie bereits in den vorangehenden Figuren beschrieben, ausgeführt sein.
Zur Erhöhung der für die Wärmeübertragung zur Verfügung stehenden Oberfläche kön­ nen auch bei dem Wärmetauscher der Fig. 10 Wärmetauscherelemente 35 an einzelnen Teilen des Strömungskanals 100 bzw. über den gesamten Strömungskanal 100 ange­ bracht sein. Diese Wärmetauscherelemente 35 bestehen bevorzugt wieder aus einem Material hoher Leitfähigkeit. Sie können beispielsweise, wie in Fig. 10 strichliert dar­ gestellt, die Form von länglichen Lamellen zeigen. Es ist jedoch auch möglich, die Wärmetauscherelemente 35 in beliebigen Formen, beispielsweise kegelstumpfförmig, pilzförmig, etc., auszuführen. Insbesondere ist es auch möglich, die Wärmetauscherele­ mente 35 in Form von kreisrunden Scheiben auszuführen mit einer zentrisch angeord­ neten Aussparung, deren Größe und Form jener des Strömungskanal 100 entsprechen kann. Somit können bei der Herstellung des Strömungskanals 100 diese Wärmetausche­ relemente 35 ohne Probleme auf den Strömungskanal 100 aufgeschoben werden.
Von Vorteil erweist es sich dabei, wenn die Aussparungen der Wärmetauscherelemen­ te 35 im Querschnitt geringfügig kleiner ausgeführt werden als der Querschnitt des Strömungskanals. Dadurch können die Wärmetauscherelemente 35 ohne zusätzliche Herstellungsschritte für die Verbindung mit dem Strömungskanal 100, z. B. Schweißen einfach durch Aufschieben auf den Strömungskanal 100 ortsfest plaziert werden.
Möglich ist es jedoch auch, daß der Strömungskanal 100 in gewissen Abständen um­ laufende Nute aufweist, deren Breite in etwa der Dicke der Wärmetauscherelemente 35 entspricht. Werden nun die Wärmetauscherelemente 35 mit geringfügig kleineren Ab­ messungen für die zentrische Aussparung ausgeführt, so können die Wärmetauscherele­ mente 35 in diesen Nuten plaziert werden, so daß sie gegen ein Verrutschen auf dem Strömungskanal 100 gesichert sind.
Das Fluid kann im Strömungskanal 100 stehend angeordnet sein, jedoch erweist es sich als vorteilhaft, wenn es den Strömungskanal 100 durchströmt. Dazu kann an belie­ biger Stelle des Strömungskanals 100 eine Fördereinrichtung 101, beispielsweise eine gegebenenfalls elektrisch angetriebene Pumpe angeordnet sein. Vorzugsweise ist diese Fördereinrichtung 101 im Konvektionsluftkanal 42 - bzw. entsprechend im Konvek­ tionsluftkanal 43 (in Fig. 10 nicht dargestellt) - kurz vor der der Bodenaufstandsfläche 44 näher liegenden Durchführung des Strömungskanals 100 vom Konvektionsluftkanal 42 in den Rauchgaskanal 21 plaziert. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß bei geeigne­ tem Strömungsverlauf des Fluids letzteres an dieser Stelle eine geringe Temperatur aufweist, welche etwa der die Heizeinrichtung 1 umgebenden Lufttemperatur entspre­ chen kann.
Selbstverständlich ist es auch möglich, daß für den Fall, daß mehrere Wärmetauscher der Heizeinrichtung 1 zugeordnet sind, die erzwungene Konvektion im Strömungska­ nal 100 durch eine einzige Fördereinrichtung 101 erreicht wird, wobei die Förderein­ richtung 101 in einem Sammelkanal angeordnet sein kann, in dem die Strömungskanä­ le 100 sämtlicher Wärmetauscher münden.
Der erzwungene Konvektion erweist sich als vorteilhaft, da die freie Konvektion in vielen Fällen nicht ausreicht, um eine ausreichende Effizienz des Wärmetauschers zu erzielen.
Die in Fig. 10 dargestellte Fördereinrichtung 101 ist bevorzugt als elektrische Pumpe ausgeführt, wobei diese über eine Leitung 102 mit einer Energiequelle 103 verbunden ist.
Vorteilhaft ist es auch, wenn die Leistung der Fördereinrichtung 101 automatisch an die jeweilige Heizleistung der Heizeinrichtung 1 angepaßt wird. Dazu ist es möglich, daß die Fördereinrichtung 101 mit einer Steuereinrichtung 104 über eine Leitung 102 verbunden ist und der Steuereinrichtung 104 zumindest ein Temperaturfühler 105, bei­ spielsweise ein Thermoelement, im Bereich des Brennraumes 7 und/oder in vom Rauchgas 18 durchströmten Bereichen, über eine Leitung 102 zugeordnet ist. Aus der gemessenen Temperatur, welche sich als Folge der Heizleistung der Heizeinrichtung 1 ergibt, kann über die Steuereinrichtung 104 das jeweilige Fördervolumen der Förde­ reinrichtung 101 angepaßt werden. Damit kann ein wirtschaftlicher und effizienter Betrieb des Wärmetauschers erreicht werden.
Selbstverständlich ist es möglich, daß das Fluid in jeder beliebigen Richtung durch den Strömungskanal 100 gefördert wird, doch hat sich der im folgenden beschriebene Strömungsverlauf als besonders vorteilhaft erwiesen.
Das Fluid wird durch den der Aufstandsfläche 44 näherliegenden Verbindungssteg 33 aus dem Konvektionsluftkanal 42 in den Rauchgaskanal 21 geführt. Dazu weist der Verbindungssteg 33 bevorzugt einen lichten Querschnitt auf, der jenem des Strömungs­ kanals 100 entspricht. In der Folge wird das Fluid mit Hilfe der Fördereinrichtung 101 durch den Strömungskanal 100 in Richtung Deckplatte 45 gefördert und durch den der Deckplatte 45 näher liegenden Verbindungssteg 33 wieder in den Konvektionsluftka­ nal 42 überführt, in dem es zum Abschluß durch den Strömungskanal 100 in Richtung Fördereinrichtung 101 strömt.
Durch einen derartigen gewählten Strömungsverlauf ist es auf vorteilhafte Weise mög­ lich, daß einerseits kühles Fluid und heiße Rauchgase 18 und andererseits warmes Fluid und kühlere Konvektionsluft im Gegenstrom geführt werden. Damit kann auf­ grund der allgemeinen Kenntnisse über Wärmetauscher, die im Gegenstromprinzip arbeiten, ein hoher Wirkungsgrad des Wärmetauschers erreicht werden.
Selbstverständlich ist aber jeder andere Strömungsverlauf des Fluides in bezug auf das Rauchgas möglich, wie beispielsweise Gleichstrom, Kreuzstrom, Querstrom, etc.
Der Strömungsverlauf der Konvektionsluft wurde bereits vorab ausführlich beschrie­ ben.
Zur Verminderung von Strömungsverlusten erweist es sich als vorteilhaft, wenn die innere Oberfläche des Strömungskanals glatt ausgeführt wird, wodurch der Reibungs­ verlust aufgrund des strömenden Fluids herabgesetzt werden kann.
Als vorteilhaft erweist es sich ebenfalls, wenn jene Teile der Heizeinrichtung 1, durch welche das Fluid geführt werden soll, also beispielsweise die Wand 25 in Fig. 10, be­ reits während der Herstellung mit einem entsprechenden Verbindungssteg 33 ausgerüstet werden. Die Verbindungsstege 33 können dabei mit den entsprechenden Teilen der Heizeinrichtung 1, insbesondere rauchgasdicht verschweißt werden, so daß ein Übertreten der Rauchgase 18 aus dem Rauchgaskanal 21 in den Konvektionsluftka­ nal 42 verhindert wird.
Die Wärmetauscherteile 31 und 32 können dann in der Folge während der Endmon­ tage der Heizeinrichtung 1 mit den Verbindungsstegen 33 so verbunden werden, daß ein Austreten des Fluids aus dem Strömungskanal 100 möglichst verhindert wird. Beispielsweise ist es möglich, die Wärmetauscherteile 31 und 32 mit den Verbindungs­ stegen 33 zu verschweißen oder wie in Fig. 10 dargestellt, zu verschrauben. Letztere Verbindungsart bringt den Vorteil mit sich, daß ein einfacher Austausch eventuell schadhafter Wärmetauscherteile 31, 32 ohne Probleme und rasch erfolgen kann.
Wie bereits erwähnt, können die Wärmetauscherteile 31, 32 als einfache Rohrschlange ausgeführt sein. Diese können bei entsprechender Festigkeit des ausgewählten Werk­ stoffes für die Wärmetauscherteile 31, 32 ohne weitere Halterung an der Heizeinrichtung 1 angebracht sein. In diesem Fall wird ihr Gewicht und das Gewicht des darin strömenden Fluids über die Verbindungsstege 33 auf die Wand 25 abgetra­ gen.
Es ist jedoch auch möglich, sofern dies erforderlich ist, den Wärmetauscherteilen 31, 32 weitere Befestigungen zuzuordnen, so daß diese sicher in der Heizeinrichtung 1 gehaltert werden können.
Die in Fig. 10 gezeigte Anordnung der Wärmetauscherteile 31, 32, bei der der Haupt­ teil des Strömungskanals 100 annähernd parallel zur Aufstandsfläche 44 geführt ist, ist nicht limitierend. Vielmehr ist es möglich, den Hauptteil des Strömungskanals 100 nach jeder beliebigen Richtung auszurichten, z. B. senkrecht, waagrecht, diagonal, etc.
Bevorzugt können die Wärmetauscherteile 31, 32 einteilig durch beispielsweise geeig­ netes Biegen eines Rohres ausgebildet sein, jedoch können die Wärmetauscherteile 31, 32 auch mehrteilig ausgeführt sein, beispielsweise durch Zusammensetzen von gera­ den und gebogenen Rohrstücken, wobei die einzelnen Teile vorzugsweise so miteinander verbunden sind, z. B. durch Verschweißen, daß ein Austreten des Fluids verhindert wird.
Es ist auch möglich, daß der Hauptstrom des Fluids nach jedem Durchtritt durch die Wand 25 auf mehrere Teilströme gesplittet wird, bzw. daß im Rauchgaskanal 21 und/oder Konvektionsluftkanal 42 mehrere gesonderte Gruppen von Wärmetauschern angeordnet sind, die vor und nach jedem Durchtritt durch die Wand 25 wiederum zu einem Hauptkanal zusammengefaßt werden können. Dies ist jedoch nicht Vorausset­ zung, insbesondere können auch mehrere Verbindungsstege 33 gesondert für die jeweiligen einzelnen Wärmetauscher der Heizeinrichtung 1 zugeordnet sein.
Die in Fig. 10 gezeigte Anordnung des Wärmetauschers ist nicht limitierend, insbeson­ dere kann der oder können die Wärmetauscher in jedem geeigneten Bereich der Heizeinrichtung 1 angeordnet sein, beispielsweise in oder auf der Deckplatte 45 in oder auf einer nicht gezeigten Frontwand, etc.
Weiters ist es möglich, daß bei geeigneter designmäßiger Ausführung eines Wärmetau­ scherteils 32 auf ein Verkleidungselement 39 verzichtet wird. Da in diesem Fall immer die Gefahr besteht, daß Hautteile von Menschen oder Tieren durch Verbrennungen ver­ letzt werden können, erweist es sich als vorteilhaft, den Wärmetauscherteil 32 aus einem Material zu fertigen, das eine höhere Leitfähigkeit als der Werkstoff des Wärme­ tauscherteils 31 aufweist und die Oberfläche des Wärmetauscherteils 32 zusätzlich zu vergrößern. Damit kann die Wärmeabgabe an die Umgebungsluft beschleunigt werden und sind insbesondere jene Teile des Wärmetauscherteils 32, für die die Gefahr einer unbeabsichtigten Berührungen besteht, auf einem hautverträglichen Temperaturniveau.
Selbstverständlich ist es auch möglich, daß die in den Fig. 1 bis 9 gezeigten Wärme­ tauscher zusätzlich mit Strömungskanälen, beispielsweise Bohrungen versehen werden und daß durch diese Strömungskanäle ein Fluid strömt. Dazu ist es jedoch erforder­ lich, daß zur Herstellung eines geschlossenen Kreislaufes für das Fluid in den Bereichen, in denen das Fluid in den gezeigten Wärmetauscher eintritt bzw. diesen wieder verläßt, Sammelkanäle angeordnet werden, über die der Übertritt des Fluids aus dem Wärmetauscherteil 31 in den Wärmetauscherteil 32 bzw. umgekehrt ermög­ licht wird.
Andererseits kann jeweils einer Bohrung des Wärmetauscherteils 31 und einer Boh­ rung des Wärmetauscherteils 32 zumindest ein separater Verbindungskanal zugeordnet werden. Von Vorteil ist jedoch bei der zuerst genannten Methode, daß die Konvektion des Fluids mit nur einer Fördereinrichtung 101 erzwungen werden kann.
Als Vorteil erweist es sich, wenn ein Wärmetauscher, wie er beispielsweise in den Fig. 1 bis 9 gezeigt ist, mit zusätzlichen Strömungskanälen 100 beliebigen Querschnitts versehen wird, da dadurch eine nachträgliche Montage durch Tausch der entsprechenden Wärmetauscherteile und somit eine einfache Anpassung an die jeweils gegebenen Erfordernisse möglich wird. Es können damit den jeweiligen Wünschen der Kunden entsprechende Heizeinrichtungen 1 zu Verfügung gestellt werden. Selbstver­ ständlich ist auch eine Kombination eines mit zusätzlichen Bohrungen versehenen Wärmetauschers, wie er beispielsweise in den Fig. 1 bis 9 gezeigt ist, mit einem beispielsweise in Fig. 10 gezeigten Wärmetauscher möglich. So kann im Rauchgaska­ nal 21 bzw. 22 ein Wärmetauscher angeordnet sein, der als Rohrschlange mit oder ohne Wärmetauschelemente 35 ausgebildet ist und der über Verbindungsstege 33 mit entsprechendem Innenquerschnitt mit einem mit Bohrungen versehenen Wärme­ tauscher nach den Fig. 1 bis 9 verbunden ist. Somit kann wieder ein geschlossener Kreislauf für das Fluid erreicht werden. Andererseits kann damit aber der Heizeinrich­ tung 1, insbesondere aber den sichtbaren Teilen des Wärmetauchers ein beliebiges Design verliehen werden und ist es andererseits möglich, auf einfache Weise die wär­ meabstrahlende Oberfläche des Wärmetauschers so zu vergrößern, daß damit eine kontinuierliche und als angenehm empfundene Wärmeabstrahlung erfolgen kann.
Selbstverständlich sind aber alle denkbaren Kombinationen der gezeigten Wärmetau­ scherteile untereinander möglich und sind derartige Kombinationen nicht auf die beschriebenen limitiert.
Es gibt aber auch die Möglichkeit, in der Heizeinrichtung 1 unterschiedliche Wärme­ tauschersysteme zu installieren, beispielsweise einen fluiddurchströmten Wärme­ tauscher und/oder einen nicht Fluid durchströmten Wärmetauscher. Dabei kann bei ent­ sprechender Konstruktion der Rauchgaskanäle 21, 22 die in Form von Wärme in das Rauchgas 18 eingetragene Energie einerseits von einem Wärmetauscher, wie er in den Fig. 1 bis 9 beschrieben ist, entzogen werden und andererseits ist es möglich, durch die zusätzliche Übertragung die gesamte oder einen Teil der Wärmeenergie auf das Fluid zu übertragen, um einen hohen Wirkungsgrad des Wärmetauschers zu erzielen.
Von Vorteil erweist es sich, wenn bei mit Strömungskanälen 100 versehenen Wärme­ tauscherteile 31, 32 der Fig. 1 bis 9 diese Strömungskanäle 100 rauchgasseitig und/oder umgebungsluftseitig möglichst nahe an den vom Rauchgas beziehungsweise von der Umgebungsluft umströmten Oberflächen der Wärmetauscherteile 31, 32 ange­ ordnet sind. Mit einer derartigen Ausbildung ist eine rasche Übertragung der Wärme an die Umgebungsluft möglich, so daß der Weg, der durch Wärmeleitung in den Wär­ metauscherteilen 31, 32 zurückgelegt werden muß, möglichst gering gehalten werden kann. Die Distanz der Strömungskanäle 100 zu den mit Rauchgas bzw. Umgebungsluft umströmten Oberflächen der Wärmetauscherteile 31, 32 sollte dabei bei einer Gesamt­ breite B der Wärmetauscherteile 31, 32 zwischen B/4 und B/2 zu den entsprechenden Oberfläche betragen.
Von Vorteil ist auch, wenn das Fluid, welches in den Strömungskanälen 100 zirkuliert, mit bestimmten Additiva versetzt wird, die beispielsweise eine mögliche auftretende Korrosion der Werkstoffe für die Strömungskanäle 100, eine Algenbildung im Fluid etc. verhindern.
In den Fig. 11 und 12 ist ein Detail einer weiteren Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Heizeinrichtung 1 in Draufsicht bzw. Seitenansicht geschnitten und stark vereinfacht dargestellt.
Die Heizeinrichtung 1 ist dabei insbesondere als Pelletofen ausgeführt, wobei die ge­ zeigten Wärmetauscher 29, 30 nicht auf derartige Öfen beschränkt sind, sondern vielmehr auch in den vorausgehend beschriebenen Varianten einsetzbar sind.
Die Wärmetauscher 29, 30 bestehen wiederum aus den Wärmetauscherteilen 31, 32. Allerdings ist in dem dargestellten Beispiel einer Ausführungsvariante der Wärmetau­ scherteil 31 nicht, wie bisher beschrieben, in einem Rauchgaskanal 21, 22 angeordnet, sondern ist direkt im Brennraum 7 der Heizeinrichtung 1 plaziert. Getrennt werden die beiden Wärmetauscherteile 31, 32 durch die Seitenwände 8, 9 bzw. sind diese über zumindest einen Verbindungssteg miteinander verbunden. Da die Wärmetauscher 29, 30 von einem Fluid, z. B. Wasser, durchströmt werden, ist dieser Verbindungssteg 33 mit einem lichten Querschnitt versehen, der eine ausreichende Strömungsgeschwindig­ keit des Fluids ermöglicht.
Die Wärmetauscher 32 sind zum Teil in den Rauchgaskanälen 21, 22 und zum Teil die Rauchgaskanalwände 27, 28 durchbrechend angeordnet. Dabei ist eine Anordnung, wie in den vorangehenden Figuren beschrieben, von Vorteil, da damit die Wärmetauschertei­ le 32 einfach in die Rauchgaskanalwände 27, 28 eingesetzt werden können und dabei gleichzeitig eine rauchgasdichte Verbindung, ggf. unter Zuhilfenahme einer rauchgas­ beständigen Dichtung hergestellt werden kann, so daß ein Austritt von Rauchgasen 18 aus den Rauchgaskanälen 21, 22 in die Umgebungsluft wirkungsvoll verhindert wer­ den kann. Insbesondere die Ausbildung einer Nut, wie voranstehend beschrieben, erweist sich dabei als sehr vorteilhaft.
Die Wärmetauscherteile 31, 32 der Fig. 11 bzw. Fig. 12 sind bevorzugt mit einem un­ teren und einem oberen Sammelkanal 106 bzw. 107 au 56269 00070 552 001000280000000200012000285915615800040 0002019806428 00004 56150sgestattet, welche über Strömungskanäle 100 miteinander verbunden werden. Diese Strömungskanäle sind im vorliegenden Fall als Rohrleitungen ausgeführt. Denkbar sind jedoch auch andere Aus­ führungen, insbesondere Strömungskanäle 100 mit beliebigen Querschnitten, z. B. rechteckig, quadratisch, elliptisch, etc.
Zur Herstellung eines geschlossenen Kreislaufes zwischen den Wärmetauscherteilen 31, 32 werden letztere über die Fördereinrichtung 101, z. B. in eine elektrische Pumpe, welche über die Leitung 102 mit der Energiequelle 103 verbunden ist, miteinander ver­ bunden. Obwohl in der Fig. 11 für den linken bzw. rechten Wärmetauscher 29, 30 jeweils getrennte Fördereinrichtungen 101 vorgesehen sind, ist es auch denkbar, die Wärmetauscherteile 31, 32 der Wärmetauscher 29, 30 zu einem einzigen Kreislauf zu­ sammenzuschließen und somit das Auslangen mit nur einer Fördereinrichtung 101 zu finden.
Sämtliche Teile der Wärmetauscher 29, 30 werden selbstverständlich so miteinander verbunden, daß ein Austreten des Fluids verhindert werden kann. Insbesondere ist da­ bei an ein Verschweißen, Verschrauben oder dgl. zu denken.
Die Wärmetauscherteile 32 können z. B. auch an der der Umgebungsluft zugewandten Oberfläche mit Wärmetauscherelementen 35 versehen sein, welche eine großflächige Abgabe der vom Brennraum bzw. den Rauchgasen abgeführten Wärme an die Umge­ bungsluft ermöglicht. Dabei sind die Wärmetaucherelemente 35 nicht auf die in Fig. 11 gezeigte Form beschränkt, sondern sind vielmehr beliebige Ausführungsvarianten möglich, sofern sie dem Zweck der Oberflächenvergrößerung dienlich sind.
Wie in Fig. 11 strichliert angedeutet, ist es möglich, die Heizeinrichtung 1 im Bereich der Rauchgaskanalwände 27, 28 mit Verkleidungselementen 39 zu versehen, welche über Halteelemente 40 an den Rauchgaskanalwänden 27, 28 befestigt sind. Damit ist es einerseits möglich, einen zusätzlichen Konvektionsraum zwischen den Rauchgaska­ nalwänden 27, 28 und den Verkleidungselementen 39 zu schaffen und andererseits einen wirkungsvollen Schutz vor den heißen Oberflächen der Wärmetauscher 29, 30 zur Verfügung zu stellen. Zudem können die Verkleidungselemente 39 auch optischen Gestaltungen dienen und können beispielsweise aus emaillierten Metallplatten, Kerami­ kelementen, etc., gebildet sein.
Die Wärmeübertragung auf die Umgebungsluft der Heizeinrichtung 1 erfolgt nun der­ art, daß die von dem Brennmaterial, beispielsweise Pellets aus biologischem Material, welches über eine Fördervorrichtung 92 einer Aufnahmeschale 93 zugeführt wird, durch Strahlung direkt an die Wärmetauscherteile 31 bzw. das darin geführte Fluid und durch Wärmeübertragung der mit den heißen Rauchgasen transportierten Wärme in das Fluid eingebracht wird. In der Folge treten die bereits etwas abgekühlten Rauch­ gase über die Einlaßöffnung 20 in die Rauchgaskanäle 21, 22, ein und übertragen dabei wiederum einen Teil der mitgeführten Wärme durch Umspülen der Strömungska­ näle 100 auf das Fluid, so daß die Rauchgase 18 beim Verlassen der Rauchgaskanäle 21, 22 über die Auslaßöffnungen 23, durch welche sie in der Folge einem nicht darge­ stellten Rauchgasrohrstutzen, welcher an einen Kamin angeschlossen sein kann, zugeführt werden, einen Großteil ihrer Wärme abgegeben haben. Selbstverständlich ist es dabei möglich, in den Rauchgaskanälen 21, 22 Leiteinrichtungen für das Rauchgas vorzusehen (in Fig. 11 bzw. 12 nicht dargestellt), wodurch ein mehrmaliges Umlenken der Rauchgase 18 und somit eine bessere Wärmeübertragung auf das Fluid erreicht wird.
Das Fluid wird mit Hilfe der Fördereinrichtung 101 vorzugsweise zuerst in die Wärme­ tauscherteile 31 eingeleitet, tritt danach über die mit lichtem Querschnitt versehenen Verbindungsstege in die Wärmetauscherteile 32 ein und verläßt diese wieder in Richtung der Fördereinrichtungen 101. Auf seinem Weg durch das Kreislaufsystem nimmt das Fluid die aus der Verbrennung stammende Wärme in den Wärmetauscher­ teil 31 bzw. 32 durch Wärmeübertragung auf und gibt sie in der Folge durch Wärmeleitung über die Wärmetauscherelemente 35 an die Umgebungsluft ab. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn als Material für die Wärmetauscherelemente 35 Werkstoffe mit hoher Leitfähigkeit vorgesehen sind, z. B. Kupfer, Aluminium, etc.
Wie besser aus Fig. 12 zu ersehen ist, welche ein Detail der Heizeinrichtung 1 in Seite­ nansicht geschnitten gemäß den Linien XII-XII in der Fig. 11 zeigt, sind die Fördereinrichtung 101 und die damit verbundenen, den geschlossenen Kreislauf her­ stellenden Verbindungskanäle 108, bevorzugt im hinteren einer Brennraumtüre 13 gegenüberliegenden Bereich der Heizeinrichtung 1 angeordnet. Dadurch kann, insbe­ sondere wenn die Verkleidungselemente 39 diesen Bereich überdecken, der Heizeinrichtung 1 ein formschönes Äußeres gegeben werden.
Wie weiters der Fig. 12 zu entnehmen ist, ist die Auslaßöffnung 23 für die Rauchgase 18 bevorzugt im Bereich einer Brennraumbodenplatte 5 angeordnet, so daß eine Über­ hitzung des in Fig. 9 gezeigten Vorratsbehälters 91 der vorzugsweise in diesem Bereich angeordnet ist, wirkungsvoll verhindert werden kann und somit eine Selbstent­ zündung des darin gespeicherten Brennstoffes 2 (siehe Fig. 9) nicht zu erwarten ist.
In den Fig. 13 bis 25 sind Ausschnitte von weiteren Ausführungsvarianten einer erfin­ dungsgemäßen Heizeinrichtung 1 gezeigt. Dabei wurde bewußt eine stark vereinfachte Darstellung gewählt, um das Verständnis zu verbessern bzw. die Übersichtlichkeit nicht zu beeinträchtigen.
Die Heizeinrichtung 1 ist in den dargestellten Varianten als Pelletofen ausgeführt, je­ doch können die darin angeordneten Wärmetauscher in sämtlichen denkbaren Heizeinrichtungen 1, beispielsweise Kohleöfen, Holzöfen, etc., angebracht sein und sind diese nicht auf die dargestellten Varianten limitiert.
Sämtliche in den Fig. 13 bis 25 dargestellten Ausführungsvarianten von Heizeinrichtun­ gen 1 sind insbesondere als sogenannten Kaminöfen ausgeführt und erfüllen dabei einen zweifachen Zweck. Erstens geben sie einen Teil der darin durch Verbrennung des Brennstoffes, welcher über die Fördervorrichtung 92 der Aufnahmeschale 93 zuge­ führt wird, erzeugten Wärme durch Wärmestrahlung über die Frontwand 11 bzw. der darin angebrachten Brennraumtüre 13 direkt an die Umgebungsluft der Heizeinrich­ tung 1 ab. Der weitaus größte Teil der erzeugten Wärme wird jedoch mit Hilfe von bevorzugt fluiddurchströmten Wärmetauschern einem Strömungssystem 109, welches insbesondere aus Leitungen 110 besteht, in denen das Fluid im Kreislauf geführt wird, zugeführt. Die Leitungen 110 können einen beliebigen Querschnitt, beispielsweise quadratisch, rechteckig, rund, oval, etc., aufweisen, sind jedoch bevorzugt mit kreisför­ migem Querschnitt ausgebildet. Das Strömungssystem umfaßt weiters zumindest eine Wärmeabgabevorrichtung 111, welche beispielsweise als Radiator ausgebildet sein kann. Somit ist es möglich, die in der Heizeinrichtung 1 erzeugte Wärme über die Wär­ meabgabevorrichtungen 111 an vom Aufstellungsort der Heizeinrichtung 1 verschiedene Bereiche und/oder Räume abzugeben, wodurch eine Art Zentralheizsy­ stem entsteht.
Selbstverständlich ist es in diesem Zusammenhang auch möglich, daß die Teile des Wärmeerzeugungs- und -abgabesystems als tatsächliches Zentralheizsystem ausgebil­ det sind und das die Heizeinrichtung 1 beispielsweise in einem Kellerraum plaziert ist. Damit kann auch auf eine besondere äußere Formgebung der Heizeinrichtung 1, wie sie beispielsweise in den folgenden bzw. vorangehenden Seiten beschrieben wird bzw. worden ist, verzichtet werden und können insbesondere die Wärmetauscher 29 über den gesamten Umfang der Feuerungsstelle, an der die Verbrennung stattfindet, bei­ spielsweise der Aufnahmeschale 93 angeordnet sein, so daß eine direkte Abstrahlung von Wärme an die Umgebungsluft des Aufstellungsraumes der Heizeinrichtung 1 zweckmäßigerweise beinahe vermieden werden kann.
Zum Unterschied dazu sollte jedoch bei den dargestellten Ausführungsvarianten der Heizeinrichtung 1, die beispielsweise als Kaminöfen ausgebildet sein können, eine freie Sicht auf die Feuerstelle gewährleistet werden, so daß eine Anordnung von Wärmetauschern 29 im Bereich der Brennraumtüre 13 vermieden werden sollte. Dies hat neben dem Nutzen der direkten Wärmeabstrahlung an den Aufstellungsort der Hei­ zeinrichtung 1 vor allem auch den Zweck, daß ein die Heizeinrichtung 1 verwendender Mensch vor den frei sichtbaren Flammen Ruhe und Entspannung finden kann. Dazu ist es jedoch erforderlich, daß zumindest ein Teil der Brennraumtüre 13 aus durchsichti­ gem Material, beispielsweise bevorzugt feuerbeständigem Glas, besteht.
Wie in Fig. 13 nun gezeigt ist bzw. teilweise auch in Fig. 14, welche jeweils eine Draufsicht, geschnitten nach den Linien XII-XIII in Fig. 14 bzw. eine Frontansicht, ge­ schnitten nach den Linien XIV-XIV in Fig. 13 eines Details der Heizeinrichtung 1 zeigt, umfaßt ein Heizungssystem 112 jeweils einen Wärmetauscher 29 im Bereich der beiden Seitenwände 8, 9 der Heizeinrichtung 1 sowie einen Wärmetauscher 29 im Be­ reich der den Brennraum 7 nach hinten abschließenden Rückwand 10 sowie zumindest eine Fördereinrichtung 101, welche beispielsweise wieder als elektrische Pumpe ausge­ bildet und über die Leitung 102 mit einer Energiequelle 103 verbunden sein kann, beispielsweise dem öffentlichen Stromnetz, zumindest eine Wärmeabgabevorrichtung 111 und die voranstehend genannten, die Teile verbindenden Leitungen 110. Auf der vom Brennraum 7 abgewendeten Seite der Rückwand 10 ist bevorzugt ein in Fig. 13 nicht dargestellter Vorratsbehälter 91 angeordnet (siehe Fig. 9). Dieser Vorratsbehälter 91 ist üblicherweise den Dimensionen der Heizeinrichtung 1 angepaßt, d. h. mit dem darin gespeicherten Brennmaterial kann die Verbrennung maximal einige Tage auf­ rechterhalten werden. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, den Vorratsbehälter, insbesondere dann, wenn es sich um Zentralheizsysteme handelt, in seinen Dimensionen so zu wählen, daß eine stetige Verbrennung über einen langen Zeitraum ohne ein Nachfüllen von Brennmaterial möglich ist. Es ist aber auch mög­ lich, beispielsweise dann, wenn die Heizeinrichtung in eine Wand integriert wird, den Vorratsbehälter hinter dieser Wand zu plazieren, so daß dieser Vorratsbehälter auch hierbei wieder in seinen Dimensionen so gewählt werden kann, daß eine lange Be­ triebsdauer mit einer einmaligen Füllung des Vorratsbehälters mit Brennstoff möglich ist, ohne daß dieser Vorratsbehälter störend auf den Benutzer der Heizeinrichtung 1 wirkt.
Die Heizeinrichtung, kann weiters, wie in Fig. 13 bzw. Fig. 14 gezeigt, seitliche Ver­ kleidungselemente 39, welche über Halteelemente 40 mit den Seitenwänden 8, 9 verbunden sind, anzuordnen. Damit kann, wie bereits erwähnt, ein unbeabsichtiges Be­ rühren der eventuell heißen Oberfläche der Seitenwände 8, 9 der Heizeinrichtung 1 vermieden werden. Andererseits dienen diese Verkleidungselemente 39 auch dem Zweck der äußeren Gestaltung der Heizeinrichtung 1. Selbstverständlich ist es mög­ lich, daß diese Verkleidungselemente 39 nicht nur in den Seitenbereichen der Heizeinrichtung 1 angeordnet sind, sondern insbesondere auch über den gesamten Um­ fang, wobei wiederum darauf zu achten ist, daß der Blick auf die Aufnahmeschale 93 freigehalten wird.
Die Wärmetauscher können wie bereits voranstehend beschrieben ausgeführt sein, bei­ spielsweise kann ein oberer mit einem unteren Sammelkanal 106, 107 über Strömungskanäle 100 verbunden sein. Die Verbindung der einzelnen Teile des Strö­ mungssystems erfolgt bevorzugt stoffschlüssig, z. B. durch Schweißen, um ein Austreten des darin strömenden Fluids zu verhindern.
Die Strömungskanäle 100 sowie die Leitungen 110 können, wie bereits in der voranste­ henden Beschreibung erwähnt, einen lichten Querschnitt aufweisen, der beispielsweise rechteckig, quadratisch, elliptisch, kreisförmig, etc., ist. Bevorzugt werden jedoch kreisförmige Querschnitte verwendet. Selbstverständlich können auch die entsprechen­ den Teile in den folgenden Ausführungsvarianten derart ausgebildet sein und wird deshalb in den zugehörigen Beschreibungen nicht extra darauf verwiesen.
Das in den Wärmeabgabevorrichtungen 111 abgekühlte Fluid wird bevorzugt durch er­ zwungene Konvektion mit Hilfe der Fördereinrichtung 101 dem Sammelkanal 106 des der Seitenwand 8 nächstliegenden Wärmetauschers 29 zugeführt. Von dort durch­ strömt es in der Folge die Strömungskanäle 100 in Richtung Sammelkanal 107, gelangt über eine Leitung 110 in den Sammelkanal 107 des Wärmetauschers 29, welcher im Bereich der Rückwand 10 angeordnet ist und strömt in diesem bzw. in diesem zugeord­ neten Verbindungskanälen 100 in Richtung Sammelkanal 106 dieses Wärmetauschers 29, welcher im Bereich der Brennraumbodenplatte 5 angeordnet ist. Dieser Sammelka­ nal 106 steht wiederum über eine Leitung 110 mit dem Sammelkanal 106 des im Bereich der Seitenwand 9 plazierten Wärmetauschers 29. Über die Strömungskanäle 100 gelangt das Fluid schließlich in den Sammelkanal 107 dieses Wärmetauschers 29 und verläßt über die Leitung 110, welche durch die Rückwand 10 im Bereich der Sei­ tenwand 9 geführt ist, das Wärmetauschersystem im Brennraum 7, um die aufgenommene Wärme schließlich in den Wärmeabgabevorrichtungen 111 wieder ab­ zugeben. Somit ist der Kreislauf für das Fluid über die Wärmeabgabevorrichtung 111 geschlossen.
Die bei der Verbrennung erzeugte Wärme wird bei dieser Ausführungsvariante vor­ nehmlich durch Strahlung in das Fluid eingetragen, erfolgt jedoch zum Teil auch über die in den Fig. 13 und 14 nicht gezeigten Rauchgase 18. Aus Übersichtlichkeitsgrün­ den wurde auf die Darstellung der Rauchgasführung, insbesondere deren Abtransport aus dem Brennraum 7, verzichtet. Diese kann jedoch aus den Beschreibungen zu den voranstehenden Figuren entnommen werden.
Die vorab stehende Beschreibung des Strömungsverlaufes des Fluids ist nicht zwin­ gend und kann deshalb jede denkbare Strömungsrichtung Verwendung finden. Es sollte dabei jedoch darauf geachtet werden, daß die Rauchgase 18 im Brennraum 7 bzw. der Brennraum 7 insgesamt nicht so weit abkühlt, daß die Verbrennung des Brennstoffes ineffizient und unvollständig wird. Dies gilt besonders auch bei all jenen Ausführungsvarianten, in denen ein Wärmetauscher 27 direkt im Brennraum 7 angeord­ net ist.
Zur Kontrolle der Strömungsgeschwindigkeit bzw. zur automatischen Anpassung an die Heizleistung kann die Fördereinrichtung 101 mit der Steuereinrichtung 104 über eine Leitung 102 verbunden sein, die ihrerseits über eine Leitung 102 mit dem Tempe­ raturfühler 105, welcher im Brennraum 7 angeordnet ist, in Verbindung steht. Dadurch wird es möglich, die Leistung der Fördereinrichtung 101, d. h. das jeweilige Fördervolu­ men, an die Temperatur im Brennraum 7 und somit an die Heizleistung der Heizeinrichtung 1 automatisch anzupassen und entsprechend zu regeln. Selbstverständ­ lich ist es möglich, daß im Brennraum 7 mehrere Temperaturfühler 105 angeordnet sind, welche ihrerseits wiederum über Leitungen 102 mit der Steuereinrichtung 104 verbunden sind. Eine derartige Anordnung, wie sie in Fig. 13 beispielsweise strichpunktiert gezeigt ist, kann natürlich in sämtlichen erfindungsgemäßen Ausfüh­ rungsvarianten einer Heizeinrichtung 1 Verwendung finden. Insbesondere ist es in diesem Falle auch möglich, daß die Energieversorgung der Fördereinrichtung 101 über die Steuereinrichtung 104 erfolgt.
Die Fig. 15 und 16 zeigen Ausschnittsweise eine weitere Ausführungsvariante für ei­ nen fluiddurchströmten Wärmetauscher 29 sowie dessen Anordnung in der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung 1 vereinfacht und geschnitten gemäß den bezeich­ nenenden Linien in den beiden Figuren.
Als Wärmetauscher 29 ist im dargestellten Fall ein Schlangenwärmetauscher gewählt, wobei dieser als Rohr ausgeführt ist, welches meanderförmig in den Rauchgaskanälen 21, 22 sowie einem im Bereich der Rückwand 10 situierten Rauchgaskanal 113 ange­ ordnet ist.
Natürlich ist die Bevorzugung eines Schlangenwärmetauschers nicht limitierend aufzu­ fassen und sind auch andere Bauarten, beispielsweise Platten-, Rippen-, Rohr-, Lamellen-, Spiral-, Block-, Wendelwärmetauscher, etc., möglich. Als Werkstoffe für die Wärmetauscher kommen dabei bevorzugt Aluminium, Nickel bzw. Nickellegierun­ gen, Kupfer, legierter Stahl, Tantal, Zirkon, Titan, etc., zur Verwendung. Dies trifft auch auf sämtliche andere erfindungsgemäßen Ausführungsvarianten zu.
Das Wärmetauschersystem umfaßt wiederum neben dem Wärmetauscher 29 eine Fördereinrichtung 101, Leitungen 110 sowie Wärmeabgabevorrichtungen 111.
Die Führung des Fluids, insbesondere die Strömungsrichtung ist bevorzugt wie in vor­ anstehender Beschreibung zu den Fig. 13 und 14 gewählt, kann aber selbstverständlich auch anders erfolgen.
Zum Unterschied zur Ausführungsvariante der Fig. 13 und 14 sind die Wärmetauscher 29 wie bereits erwähnt, im vorliegenden Fall nicht direkt im Brennraum 7 der Heizein­ richtung 1, sondern in den diesen umgebenden Rauchgaskanälen 21, 22, 113 angeord­ net. Das Rauchgas 18 gelangt durch die Auswirkung eines nicht dargestellten Rauchgasgebläses über die Einlaßöffnung 20 in den Rauchgaskanal 21. In diesem so­ wie in den Rauchgaskanälen 22, 113 sind nun mehrere Umlenkbleche 114 angeordnet, so daß das Rauchgas 18 auf seinem Weg zu dem der Auslaßöffnung 23 nachgeordneten Rauchgasrohrstutzen 89 mehrmals umgelenkt wird und der Wirkungsgrad des Wärmea­ ustausches dadurch verbessert werden kann. Dazu ist es jedoch erforderlich, daß eine Länge 115 der Umlenkbleche 114 kleiner ist als eine Gesamtlänge 116 der Seitenwän­ de 8, 9. Die einzelnen Umlenkbleche 114 sind in den Rauchgaskanälen 21, 22, 113 bevorzugt so angeordnet, daß abwechselnd in diesen Rauchgaskanälen 21, 22, 113 ein Durchlaß 117 im Bereich der Brennraum-Bodenplatte 5, sowie ein Durchlaß 118 im Bereich der Brennraum-Deckplatte 6 freigegeben wird und das Rauchgas 18 somit schlangenförmig durch die einzelnen Rauchgaskanäle 21, 22, 113 geleitet wird.
Die Umlenkbleche 114 sind bevorzugt rechteckig und mit den entsprechenden Ausspa­ rungen für die Rohrschlange der Wärmetauscher 29 ausgeführt, können aber selbstverständlich jede beliebige Form annehmen. Beispielsweise können sie Oberflä­ chenvergrößerungen in Form von z. B. Zacken, etc., aufweisen, wodurch eine Verwirbelung der Rauchgase und ein besserer Wärmeaustausch erzielt werden kann. Die Umlenkbleche 114 können weiters einteilig ausgebildet sein, können aber auch an die entsprechenden Erfordernisse der jeweils gewählten Bauart für den Wärmetauscher 29 bezüglich der Montage angepaßt werden. Die Wärmetauscher 29, welche insbeson­ dere dicht miteinander verbunden sind, können über entsprechende in den Fig. 15, 16 nicht gezeigte Halterungen an den Rauchgaskanalwänden 27, 28 und/oder den Seiten­ wänden 8, 9 befestigt werden.
Das Rauchgas 18 wird bei der gewählten Ausführungsvariante über die Auslaßöffnung 23 dem Rauchgaskanal 22 der Heizeinrichtung 1 entzogen. Diese Auslaßöffnung 23 ist zum Unterschied zu voranstehend beschriebener Ausführung allerdings, wie dies die Draufsicht der Fig. 16, geschnitten gemäß den Linien XVI-XVI in Fig. 15, zeigt, im Bereich der Brennraum-Deckplatte 6 angeordnet. Um auch hier wieder eine entspre­ chende Kühlung des Brennstoffes in dem nicht gezeigten Vorratsbehälter 91 zu erreichen, kann beispielsweise eine Kühlung des Vorratsbehälters 91 mit einem abge­ zeigten Teil der benötigten Verbrennungsluft erfolgen.
Zur Kennzeichnung der Strömung der Rauchgase 18 in den Strömungskanälen 21, 22, 113 können Pfeile 119, 120 herangezogen werden. Dabei bedeuten gerade Pfeile 119, daß die Rauchgase durch den Durchlaß 117 in die nächste, durch einen Teil der Rauch­ gaskanalwände 27, 28 den Umlenkblechen 114 sowie einen Teil der Seitenwände 8, 9 gebildete Rauchgaskanalkammer 121 geführt werden. Gebogene Pfeile 120 sollen da­ bei eine Überführung der Rauchgase 18 durch den Durchlaß 118 andeuten.
Die Einlaßöffnung 20 befindet sich bevorzugt im Bereich der Brennraum-Bodenplatte 5 in dem der Brennraumtüre 13 nächstgelegenen Teil der Seitenwand 8. Dadurch ist teilweise ein Gegenstromprinzip zu erreichen, so daß das kühle Fluid über die Wan­ dung der Wärmetauscher 29 mit denjenigen Rauchgasen 18 in Kontakt tritt, welche am heißesten sind. Mit einer derartigen Strömungsführung kann der Wirkungsgrad des Wärmeaustausches zwischen Rauchgasen 18 und dem Fluid - wie dies die Praxis zeigt - gesteigert werden.
Es sind aber natürlich auch andere Strömungsprinzipien, wie beispielsweise Gleich­ strom, Querstrom, Kreuzstrom, etc., möglich, falls dies erforderlich bzw. erwünscht ist. Dazu ist allerdings die Anordnung der Leitungen 110, welche das Fluid zu bzw. von den Wärmetauschern 29 führen, sowie die Rauchgasführung entsprechend zu adap­ tieren.
Die Fig. 17 bis 19 zeigen ausschnittsweise eine erfindungsgemäße Heizeinrichtung 1, welche mit Wärmetauschern 29 im Bereich der Seitenwände 8, 9 der Rückwand 10 so­ wie einer nicht gezeigten Deckplatte 45 versehen ist. Selbstverständlich wäre es auch noch möglich, einen weiteren Wärmetauscher 29 im Bereich der Brennraum-Boden­ platte 5 anzuordnen, jedoch wurde aus Übersichtlichkeitsgründen darauf verzichtet.
Die Wärmetauscher 29 können beim vorliegenden Beispiel wiederum aus Sammelkanä­ len 106, 107 sowie dazwischen angeordnete Strömungskanäle 100 bestehen. Diese Strömungskanäle sind, wie dies Fig. 17 am besten zeigt, mit elliptischem Querschnitt ausgebildet, wodurch eine Oberflächenvergrößerung der Strömungskanäle 100 und so­ mit ein besserer Wärmeübergang von den heißen Rauchgasen 18 auf das Fluid erreicht werden kann.
Da das gesamte Wärmeaustauschsystem teilweise wieder aus den bereits beschriebenen Teilen, wie Leitungen 110, zumindest einer Fördereinrichtung 101 und zumindest einer Wärmeabgabe­ vorrichtung 111 besteht, wird auf diese Teile des Wärmetauschersystems nicht mehr eingegangen.
Wie Fig. 17 zeigt, sind den Seitenwänden 8, 9 in Richtung Brennraum 7 bevorzugt hitzebestän­ dige Isolationsplatten 122 vorgeordnet. Diese Isolationsplatten 122 können beispielsweise aus Schamotte, Magnesit, Vermiculit gebildet sein, wobei die in den Fig. 17, 18 gezeigten Dimen­ sionen beispielhaft zu verstehen sind.
Wie bereits in den Beschreibungen zu den voranstehenden Figuren angedeutet, besteht bei einer Anordnung von Wärmetauschern 29 im Bereich des Brennraumes 7 immer die Problematik, daß aufgrund der Wärmeübertragung von den Rauchgasen auf das Fluid bzw. durch direkte Strahlung die Temperatur im Brennraum 7 soweit erniedrigt wird, daß der Verbrennungsvorgang nicht optimal abläuft, d. h., daß die Verbrennung unvollständig wird und somit das Rauchgas 18 außer den üblichen Bestandteilen nicht unbeträchtliche Menge gesundheitsgefährdender Bestandteile mitführen kann. Durch die Anordnung dieser Isolationsplatten 122 kann diese Problematik mit Vorteil umgan­ gen werden und es versteht sich deshalb von selbst, daß derartige Isolationsplatten 122 in sämtlichen Ausführungsvarianten der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung 1 ange­ ordnet sein können.
Wie der Fig. 17 weiters zu entnehmen ist, werden die Rauchgase 18 aufgrund der Sogwirkung eines nicht gezeigten Rauchgasgebläses durch die Einlaßöffnungen 20 in die Rauchgaskanäle 21, 22 gefördert. Wie besser der Fig. 18 zu entnehmen ist, befin­ den sich diese Einlaßöffnungen 20 im oberen Bereich der Seitenwände 8, 9 und sind bevorzugt in jenem Teil der Seitenwände 8, 9 plaziert, welcher der Brennraumtüre 13 am nächsten liegt (siehe Fig. 17).
Die Isolationsplatten 122 sind in ihrer Höhenabmessung bevorzugt so ausgebildet, daß zwischen den Isolationsplatten 122 und der Brennraum-Deckplatte 6 eine Öffnung 123 freibleibt, so daß die Rauchgase 18 aus dem Brennraum 7 durch die Einlaßöffnungen 20 in die Rauchgaskanäle 21, 22 eintreten können.
In den Rauchgaskanälen 21, 22 sowie dem Rauchgaskanal 113 sind wiederum Umlenk­ bleche 114 angeordnet, bei dieser Ausführungsvariante allerdings beinahe horizontal. Sind diese Umlenkbleche 114 in ihren Dimensionen so bemessen, daß ihre Länge be­ vorzugt kürzer als die Rauchgaskanallänge ist und in der Folge in den Rauchgaskanälen 21, 22, 113 so angeordnet, daß abwechselnd ein Durchlaß 117 frei­ bleibt, so erfolgt die Strömung des Rauchgases 18 in diesen Rauchgaskanälen 21, 22, 113 schlangenlinienartig gemäß den durchgezogenen Pfeilen 119 bzw. den strichlierten Pfeilen 125. Durch diese mehrmalige Umleitung der Rauchgase 18 ist, wie bereits voranstehend beschrieben, ein besserer Wirkungsgrad des Wärmeaustau­ sches zu erzielen.
Um eine noch bessere Umspülung der Strömungskanäle 100 durch das Rauchgas zu er­ reichen, können an den Rauchgaskanalwänden 27, 28 sowie der Rückwand 10 und/oder den Seitenwänden 8, 9 und einer Brennraumrückwand 126 beispielsweise dornartige Erhebungen angebracht sind, die eine Verwirbelung der Rauchgase 18 be­ wirken.
Der Wärmetauscher 29, welcher im Bereich der Brennraum-Deckplatte 6 angeordnet ist, deckt bevorzugt die gesamte Fläche, die durch die Anordnung der restlichen Wärmetauscher 29 aufgespannt wird, ab, kann aber selbstverständlich in seinen Dimen­ sionen kleiner bzw. größer gewählt werden. Der Rauchgaskanal 124, in welchem sich dieser Wärmetauscher 29 befindet, kann, obwohl dies in Fig. 18 nicht dargestellt ist, ebenfalls mit Umlenkblechen 114 ausgestattet werden. Insbesondere sollen diese Um­ lenkbleche 114 dabei so in diesem Rauchgaskanal 124 angeordnet sein, daß der Wärmetauscher 29 trotz der Anordnung des Rauchgasrohrstutzens 89 oberhalb dieses Wärmetauschers 29 vom Rauchgas 18 mehrmals umspült wird, bevor es den Rauchgas­ kanal 124 verläßt. Dazu können die Umlenkbleche 114 beispielsweise nahezu senkrecht in Richtung Brennraum-Deckplatte 6 angeordnet sein.
In Fig. 19 ist schematisch die Führung des Fluids durch die einzelnen Wärmetauscher 29 für diese Ausführungsvariante dargestellt. Die Fördereinrichtung 101 befindet sich dabei wiederum an einer kühlen Stelle, beispielsweise im Bereich der Bodenaufstands­ platte der Heizeinrichtung 1, um eine mögliche Temperaturbelastung so weit wie möglich zu vermeiden. Damit ist ein wartungsfreier Betrieb der Fördereinrichtung 101 über einen langen Zeitraum zu erzielen.
Das Fluid wird bevorzugt vor dem Eintritt in die Wärmetauscher 29, welche sich im Bereich der Seitenwände 8, 9 und der Rückwand 10 befinden, also die Wärmetauscher 29, welche in der Fig. 19 links, rechts und oberhalb dargestellt sind, aufgeteilt, so daß über entsprechende Leitungen 110 das Fluid mit nahezu gleicher Temperatur in besag­ te Wärmetauscher 29 eintritt. Nach dieser ersten Vorerwärmung wird das Fluid in der Folge durch jenen Wärmetauscher 29 geführt, welcher oberhalb des Brennraumes 7 im Bereich der Brennraum-Deckplatte 6 angeordnet ist, d. h. jenen, der in Fig. 19 in der Mitte dargestellt ist und erfährt dort seine endgültige Erwärmung, bevor es aus diesem Wärmetauscher 29 austritt und in der Wärmeabgabevorrichtung 111 seine Wärme an die Umgebungsluft abgibt.
Eine derartige Führung des Fluids hat den Vorteil, daß das Fluid einerseits in den Rauchgaskanälen 21, 22, 113, 124 nahezu im Kreuzstrom zum Rauchgas 18 geführt wird und das andererseits das Fluid in jenen Wärmetauscher zuletzt eintritt, welcher aufgrund der Wärmestrahlung der offenen Flamme von den Wärmetauschern 29 die höchste Temperatur aufweist, so daß mit keinem Temperaturschock zu rechnen ist.
Obwohl die Umlenkbleche 114 in den voranstehend beschriebenen Ausführungsvarian­ ten entweder beinahe horizontal oder annähernd vertikal beschrieben worden sind, ist es selbstverständlich möglich, das ein- bzw. mehrteilige Umlenkbleche 114 in den Rauchgaskanälen 21, 22 bzw. 113, 124 in jeder beliebigen Raumrichtung, also z. B. auch diagonal angeordnet sein können.
Da bei dieser Ausführungsvariante, wie bereits erwähnt, der Wärmetauscher 29, wel­ cher sich im Bereich der Brennraum-Deckplatte 6 befindet, die gesamte Fläche, die durch die restlichen Wärmetauscher aufgespannt wird, abdeckt, ist es möglich, die ent­ sprechenden Sammelkanäle 106, 107 der einzelnen Wärmetauscher 29, insbesondere der Wärmetauscher 29, die im Bereich der Seitenwände 8, 9 angeordnet sind, mit dem Anfangs besagten Wärmetauscher 29 durch beispielsweise einfache Steckverbindungen miteinander zu verbinden. Damit kann bei entsprechender Ausführung der Verbindung bzw. einer allfälligen Anordnung von Dichtungen ein leichter Austausch der einzelnen Wärmetauscher erreicht werden.
In den Fig. 20 und 21 ist schematisch eine Ausführungsvariante der Heizeinrichtung 1 gezeigt, bei welcher die Wärmetauscher 29, 30 aus den Wärmetauscherteilen 31, 32 gebildet werden, wobei sich der Wärmetauscherteil 32 in Richtung Brennraum 7 und die Wärmetauscherteile 31 in Richtung der Rauchgaskanäle 21, 22 erstrecken. Auf­ grund der gewählten Ausführung können die Sammelkanäle 106, 107 ineinander übergehen, d. h., einteilig für die beiden Wärmetauscherteile 31, 32 ausgeführt sein. Bei der Herstellung der Wärmetauscher 29, 30 bzw. der Montage der Heizeinrichtung 1 erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Seitenwände 8, 9 mehrteilig, z. B. dreiteilig ausgeführt werden, wobei ein Mittelteil 127 bereits bei der Montage der Wärmetauscher 29 in diese eingefügt wird. Durch die Ausbildung von Nuten 128 in etwa im Bereich der Mittellängsachse der Sammelkanäle 106, 107 können die restli­ chen Teile der Seitenwände 8, 9 einfach in diese Nuten 128 gesteckt werden und ist die Montage somit erleichtert. Bei entsprechender Ausführung der Nuten 128 bzw. der zugehörigen Stege der Seitenwände 8, 9 ist damit auch eine rauchgasdichte Verbin­ dung der entsprechenden Teile zu erzielen.
Die Rauchgase 18 werden wiederum durch die Einlaßöffnung 20, welche in den Seiten­ wänden 8, 9 sowohl im Bereich der Brennraumtüre 13 als auch im Bereich der Brennraum-Deckplatte 6 angeordnet sind, in die Rauchgaskanäle 21, 22, welche durch die Seitenwände 18, 19 und die Rauchgaskanalwände 27, 28 sowie durch Teile der Brennrückwand 126 und Teile der Frontwand 11 gebildet werden, geleitet. Von dort verlassen sie über Auslaßöffnungen 23 im unteren, seitlichen Bereich der Brennraum­ rückwand 126 die Rauchgaskanäle 21, 22 und werden durch ein nicht gezeigtes Rauchgasgebläse einer Abzugsvorrichtung, beispielsweise dem Kamin zugeführt.
Das Fluid kann entweder, wie in Fig. 20 gezeigt, über eine einzelne Fördereinrichtung 101 im Kreis geführt werden bzw. ist es möglich, das Fluid in zumindest zwei getrenn­ ten Kreisläufen zu führen.
Vorzugsweise wird das Fluid den Sammelkanälen 106 der Wärmetauscherteile 31 zuge­ führt, wobei in den Strömungskanälen 106 eine Trennwand 129 angeordnet ist, um ein sofortiges Übertreten des Fluides in den Wärmetauscherteil 32 zu vermeiden. Durch die Strömungskanäle 100 strömt das Fluid in Richtung Sammelkanäle 107 und tritt in der Folge in die Strömungskanäle 100 der Wärmetauscherteile 32 über und wird schließlich über die Sammelkanäle 106 der Wärmetauscherteile 32 der Wärmetauscher 29 über Leitungen 110 abtransportiert. Die Leitungen 110 sind dabei so ausgeführt, daß die beiden Teilströme aus den Wärmetauscherteilen 32 zu einem einzigen Gesamt­ strom für das Fluid vereinigt werden.
Das Fluid in den Strömungskanälen 100 der Wärmetauscherteile 32 wird vornehmlich durch die Strahlungswärme der heißen Flamme erwärmt, so daß hierbei wiederum dar­ auf zu achten ist, daß die Temperatur im Brennraum 7 durch das strömende Fluid zu stark herabgesetzt wird. Aus diesem Grunde erweist sich eine Vorwärmung des Fluids in den Rauchgaskanälen 21, 22 als vorteilhaft.
Selbstverständlich ist es auch bei dieser Ausführungsvariante möglich, daß in den Rauchgaskanälen 21, 22, obwohl nicht gezeigt, Umlenkbleche bzw. andersartig ausgeführte Vorrichtungen zur Erzielung eines höheren Wirkungsgrades des Wärmeau­ stauschers, d. h., zur Erzielung einer gezielten Umspülung der Strömungskanäle 100 durch das Rauchgas 18 angeordnet sein können.
Wie weiters der Fig. 20 zu entnehmen ist, kann im Bereich der Brennraumrückwand 126 eine Isolationsplatte 122 angeordnet sein, so daß einer möglichen Überhitzung des dahinter angeordneten Vorratsbehälters 91 (Fig. 20 nicht gezeigt) bzw. des darin be­ findlichen Brennstoffes wirkungsvoll entgegengetreten werden kann.
Wie bei allen bereits beschriebenen Ausführungsvarianten erweist es sich auch bei die­ ser Ausführungsvariante als vorteilhaft, wenn die Fördereinrichtung 101 in Bereichen angeordnet ist, die keinen großen Temperaturschwankungen unterliegen.
In sämtlichen Ausführungsbeispielen kann es weiters vorteilhaft sein, wenn für die Leitung 110 ein Werkstoff verwendet wird, welcher eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist bzw. daß die Leitungen 110 an geeigneten Stellen zusätzlich isoliert werden, um eine vorzeitige Wärmeabgabe, d. h., eine Wärmeabgabe außerhalb der Wärmeabga­ bevorrichtung 111 zu vermeiden.
Die Fig. 22 bis 25 zeigen schließlich weitere Möglichkeiten zur Anordnung bzw. wei­ tere Bauarten von Wärmetauschern 29, insbesondere Wärmetauscherteilen 32 im Brennraum 7 der Heizeinrichtung 1. Dabei wurde bewußt eine stark vereinfachte Dar­ stellung gewählt, da diese Figuren einzig den Zweck einer Aufzeigung möglicher Ausführungsbeispiele von Wärmetauschern 29 haben.
Damit ist einerseits zu verdeutlichen, daß die Erfindung nicht auf die in den Ausfüh­ rungsvarianten gezeigten Wärmetauscher zu beschränken ist und ist es andererseits selbstverständlich, daß sämtliche, benötigte Bauteile des gesamten Wärmetauschersy­ stems, wie sie in voranstehenden Ausführungen beschrieben worden sind auch hier Verwendung finden können. Insbesondere soll beispielsweise durch die strichlierte Darstellung von Isolationsplatten 122 zum Ausdruck gebracht werden, daß durch deren Anordnung zwischen der Aufnahmeschale 93 und den Wärmetauschern 29 zusätzliche Strömungsleiteinrichtungen geschaffen werden können, wodurch ein beidseitiges umströmen der Wärmetauscher 29, insbesondere der Strömungskanäle 100 durch das Rauchgas 18 erzielt werden kann (siehe beispielsweise angedeutet in Fig. 23 durch Pfeil 120).
An dieser Stelle soll nochmals klar gestellt werden, daß die Anordnung der Wärmetau­ scher 29 in den Ausführungsvarianten der Fig. 13 bis 25 im Brennraum so getroffen werden soll, daß von der Frontwand 11 her die Flamme sichtbar ist, jedoch ein mög­ lichst großes verbleibendes Volumen im Brennraum 7 zum Wärmeübergang von der Flamme auf das zu erwärmende Fluid zur Verfügung stehen soll.
Dabei ist es sowohl möglich, die Rauchgase 18 im Bereich der Brennraum-Deckplatte 6 oder oberhalb oder auch im Bereich der Brennraum-Bodenplatte 5 abzusaugen, also die Rauchgase 18, beispielsweise auf beiden Seiten des Wärmetauschers 29 zuerst auf der Brennrauminnenseite und dann in einem Kanal, insbesondere den Rauchgaskanälen 21, 22, 113, 124 auf der Brennraumaußenseite entlangzuführen. Diese Kanäle können im Bereich der Brennraumrückwand 126 und/oder beider Seitenwände 8, 9 angeordnet sein. Vor allem ist eine Lösung möglich, bei der zwischen dem Wärmetauscher 29 und der Aufnahmeschale 93 eine hoch temperaturfeste Isolierung, insbesondere die Isolier­ platten 122 angeordnet ist, wobei dann die Rauchgase 18 den Wärmetauscher 29 auf beiden Seiten umspülen und zwar entweder durch in gleiche Richtung durchströmende Rauchgase 18 oder durch im Gegenzug aufeinanderfolgend durchströmende Rauchgase 18, wobei das abwechselnde Umspülen der Wärmetauscher 29 auch beginnend von ei­ ner Seitenwand 8 die Brennraumrückwand 126 bis zur nächsten Seitenwand 9 erfolgen kann.
Selbstverständlich ist die Ausbildung der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung 1 der Fig. 11 bis 25 nicht auf sogenannte Pelletkaminöfen beschränkt sondern können damit vielmehr sämtliche für Heizzwecke heranzuziehende Einrichtungen ausgerüstet wer­ den, so daß damit bei entsprechender Ausrüstung der Heizeinrichtungen 1 ein langes und selbständiges Erwärmen bzw. Aufrechterhalten einer Temperatur in einem belie­ bigen Raum, welcher insbesondere vom Aufstellungsort der Heizeinrichtung 1 verschieden sein kann, möglich ist. Die so geschaffene Art eines Zentralheizungssy­ stems kann selbstverständlich zu einem echten Zentralheizsystem umgerüstet werden, so daß die Notwendigkeit der freien Sicht auf die Flamme im Inneren den Brennraumes nicht mehr gegeben ist und auch dieser Bereich zum Wärmeaustausch herangezogen werden kann. In der Folge ist es eventuell auch möglich, zusätzliche Wärmetauscher im Bereich der Bodenaufstandsfläche der Heizeinrichtung anzuordnen.
Wird die Heizeinrichtung 1 in einem nicht bewohnten Raum beispielsweise einem Kel­ lerraum aufgestellt, so kann diese auch mit einem Vorratsbehälter ausgerüstet werden, welcher Dimensionen aufweist, die in bewohnten Räumen nicht möglich sind und ist somit ein langes automatisches Beheizen von Räumen ohne das Erfordernis eines stän­ digen Nachfüllens von Brennmaterial möglich.
Diese Möglichkeit besteht aber auch, wenn die Heizeinrichtung 1 und der Vorratsbehäl­ ter 91 in getrennten Räumen angeordnet werden und über einen Durchbruch in einer Wand, durch welche die Fördervorrichtung 92 geführt ist, verbunden werden.
Selbstverständlich ist es bei den gezeigten Ausführungsvarianten auch möglich, die Wärmetauscher 29, 30 so auszuführen, daß beispielsweise zwei Rohre unterschiedli­ chen Durchmessers konzentrisch angeordnet werden, wobei das Fluid im inneren Strömungskanal 100 und die Rauchgase 18 im äußeren Strömungskanal 100 geführt werden. Denkbar ist aber auch die umgekehrte Variante. Auf eine detaillierte Beschrei­ bung wurde jedoch verzichtet, da eine entsprechende Ausführung der Rauchgaskanäle ohne weiteres möglich ist und nicht gezeigt werden braucht. Mit einer derartigen Aus­ bildung eines Wärmetauschers 29 ist der Vorteil eines geringen Platzbedarfes zu erzielen.
Wie bei allen dargestellten Varianten von fluiddurchströmten Wärmetauschern anhand von Messungen gezeigt werden kann, zeigt eine Änderung des Strömungsverhaltens des Fluids und/oder der Rauchgase 18 von laminar auf turbulent günstige Auswirkun­ gen auf den Wirkungsgrad des Wärmetauschers 29. Durch eine derartige Ausbildung des Strömungsprofils (laminare Strömung zeichnet sich bekanntlich durch die Ausbil­ dung von Schichten gleicher Strömungsgeschwindigkeit aus) ist eine intensive Durchmischung des Strömungsmediums, also des Fluids zu erreichen. Damit kann aber eine Temperaturschichtung innerhalb des Fluids aufgrund der unterschiedlichen, zur Rohrmitte hin ansteigenden Strömungsgeschwindigkeit verhindert werden und kann somit eine annähernd gleichmäßige Temperaturverteilung im Fluid zu erreicht werden.
Bekanntlich erfaßt der Wärmeübergangskoeffizient α die zahlreichen Einflüsse, die im jeweiligen speziellen Fall für die im Wärmeübergang ausgetauschte Wärmemenge maßgebend sind.
Dabei ist festzustellen, daß bei laminarer Strömung die von einem festen Körper abge­ gebene Wärme hauptsächlich durch Wärmeleitung im strömenden Medium von der Oberfläche des festen Körpers fortgeführt und im strömenden Medium verteilt wird. Hingegen wird bei turbulenter Strömung ein wesentlicher Teil der Wärme durch Turbu­ lenzballen im strömenden Medium vom festen Körper fortgeführt. Die Wärmeüber­ gangskoeffizienten sind bei turbulenter Strömung im allgemeinen größer als bei lami­ narer. Als fester Körper ist die Wandung der Strömungskanäle 100 anzusehen, welche von den Rauchgasen 18 unterspült und von diesen erwärmt werden.
Wie bekannt, ist der Wärmeübergangskoeffizient α direkt proportional zur sogenann­ ten Nußeltschen Kennzahl und zum Wärmeleitkoeffizienten des strömenden Mediums sowie indirekt proportional zur charakteristischen Abmessung des festen Körpers. Die Nußeltsche Kennzahl ist weiters eine Funktion der Reynoldsschen, der Prandtlschen und der Grashofschen Kennzahl sowie ebenfalls der charakteristischen Abmessung des festen Körpers. Von Einfluß sind dabei unter anderem die Form der Heizfläche, insbe­ sondere erweist es sich als günstig wenn die Oberflächen nicht glatt sondern rauh ausgeführt sind. Die Proportionalität zwischen der Nußeltschen und der Reynoldsschen Kennzahl ist als direkt anzusehen und wird meist über experimentell bestimmte Glei­ chungen beschrieben. Damit ergibt sich, daß je größer die Reynoldssche Kennzahl ist, um so größer auch die Nußeltsche Kennzahl wird und um so größer ist aufgrund der direkten Proportionalität zwischen dem Wärmeübergangskoeffizienten α und der Nu­ ßeltschen Kennzahl auch der Wärmeübergangskoeffizient. Daraus folgt aber, daß die Wärmemenge, welche von den Rauchgasen 18 auf die Wandung der Strömungskanäle 100 übertragen wird, um so besser und schneller auf das im Inneren der Strömungskanä­ le 100 fließende Fluid übertragen wird, je höher der Wärmeübergangskoeffizient α und somit je höher die Nußeltsche Kennzahl ist.
Die Nußeltsche Kennzahl ist - wie bereits erwähnt - direkt proportional zur Reynolds­ schen Kennzahl und ist zudem von sehr vielen weiteren Faktoren, wie z. B. der Oberflächenrauhigkeit von Strömungskanälen zusätzlich abhängig. Aus diesem Grunde werden diese Beziehungen meistens empirisch bestimmt und ist eine Aufzählung an dieser Stelle zu umfangreich, zudem die entsprechenden Gleichungen in den einschlägi­ gen Fachbüchern nachgelesen werden können. Es ist jedoch allgemein bekannt, daß für eine Reynoldszahl unter 2320 die Strömung des Fluids als laminar gilt und für eine Reynoldszahl <104 die Strömungen in Strömungskanälen turbulent werden. Für den Übergangsbereich dazwischen ist eine Einteilung der Strömung in laminar bzw. turbu­ lent von verschiedenen Einflüssen abhängig, z. B. Wandrauhigkeit, Einlaufbedingun­ gen etc. und muß diese Einteilung vor Ort durch Messungen getroffen werden.
Grundsätzlich gilt jedoch, daß z. B. für kreisförmige Rohre die Reynoldszahl direkt proportional ist zur Geschwindigkeit, zum lichten Querschnitt der Rohre sowie zur Dichte des Fluids und indirekt proportional zur Viskosität des Fluids ist. Somit kann also die Art der Strömung - laminar oder turbulent - durch die Geschwindigkeit des Fluids die Dimension der Strömungskanäle 100 sowie durch die Art des Fluids beein­ flußt werden, so daß somit über die Nußeltsche Kennzahl ebenfalls der Wärmeüber­ gangskoeffizient und somit der Wirkungsgrad des Wärmetauscher beeinflußt wird.
Günstig ist es daher, um einen möglichst hohen Wärmeübergang von den Rauchgasen 18 auf das Fluid zu erreichen, in der Wandung der Strömungskanäle ein möglichst gro­ ßes Temperaturgefälle herzustellen, wobei dies - wie bereits erwähnt - über die Faktoren die die Reynoldszahl beeinflussen geschehen kann, also z. B. durch entspre­ chend hohe Geschwindigkeit in den Strömungskanälen 100 bzw. durch entsprechende Auslegung der Strömungskanäle 100. Die Dichte des Fluids bzw. die dynamische Vis­ kosität sind beide temperaturabhängig und nehmen üblicherweise mit steigender Temperatur ab, so daß deren Einfluß durch die direkte bzw. indirekte Proportionalität zur Reynoldszahl nicht von so großer Bedeutung ist.
Wie bereits erwähnt, spielen weitere Faktoren zur Erzielung turbulenter Strömung in den Strömungskanälen 100 eine nicht unwesentliche Rolle, so daß es z. B. möglich ist, durch entsprechend rauhe Oberflächen in den Strömungskanälen 100 bzw. durch diver­ se Einbauten in diesen Strömungskanälen 100 das Strömungsprofil des Fluids zusätzlich in Richtung turbulenter Strömung zu verschieben und kann deshalb dies bei der Auslegung der Wärmetauscher 29 entsprechend berücksichtigt werden.
Wie bereits an anderer Stelle angeführt, ist die Wärmeübertragung auch durch den rela­ tiven Strömungsverlauf des Fluids in bezug auf die Rauchgase 18 zu beeinflussen. Günstig erweist sich dabei, wenn das Fluid zu den Rauchgasen 18 im Gegenstrom bzw. Kreuzstrom geführt wird. Für spezielle Fälle sind jedoch auch andere Strömungsverläu­ fe wie z. B. Gleichstrom, Querstrom etc. möglich.
Abschließend sei der Ordnung halber darauf hingewiesen, daß in den Zeichnungen ein­ zelne Bauteile und Baugruppen zum besseren Verständnis der Erfindung unproportional und maßstäblich verzerrt dargestellt sind.
Es können auch einzelne Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele mit anderen Einzelmerkmalen von anderen Ausführungsbeispielen oder jeweils für sich allein den Gegenstand von eigenständigen Erfindungen bilden.
Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7, 8; 9; 10; 11, 12; 13, 14; 15, 16; 17, 18, 19; 20, 21; 22; 23; 24; 25 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden.
Die diesbezüglichen erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbe­ schreibungen dieser Figuren zu entnehmen.
Bezugszeichenliste
1
Heizeinrichtung
2
Brennstoff
3
Umgebungsluft
4
Brennraummantel
5
Brennraum-Bodenplatte
6
Brennraum-Deckplatte
7
Brennraum
8
Seitenwand
9
Seitenwand
10
Rückwand
11
Frontwand
12
Durchgangsöffnung
13
Brennraumtüre
14
Rost
15
Verbrennungsrückstand
16
Aufnahmebehälter
17
Verbrennungsluft
18
Rauchgas
19
Durchbruch
20
Einlaßöffnung
21
Rauchgaskanal
22
Rauchgaskanal
23
Auslaßöffnung
24
Rauchgasgebläse
25
Wand
26
Wand
27
Rauchgaskanalwand
28
Rauchgaskanalwand
29
Wärmetauscher
30
Wärmetauscher
31
Wärmetauscherteil
32
Wärmetauscherteil
33
Verbindungssteg
34
Wärmetauscherprofil
35
Wärmetauscherelement
36
Rippen
37
Wärmeaufnahmefläche
38
Wärmeabgabefläche
39
Verkleidungselement
40
Halteelemente
41
Distanz
42
Konvektionsluftkanal
43
Konvektionsluftkanal
44
Aufstandsfläche
45
Deckplatte
46
Konvektionsluft
47
Längsseitenfläche
48
Längsseitenfläche
49
Nut
50
Nut
51
Nutbreite
52
Dicke
53
Stegbreite
54
Nutseitenwand
55
Nutseitenwand
56
Nutgrund
57
Dichtelement
58
Asbestschnur
59
Blechzuschnitt
60
Blechzuschnitt
61
Schamottestein
62
Verteilkanal
63
Durchbruch
64
Durchbruch
65
Sammelkanal
66
Befestigungsmittel
67
Abdeckelement
68
Nut
69
Nut
70
Ausnehmung
71
Stoßstelle
72
Stoßstelle
73
Sammelkanal
74
Sammelkanal
75
Erhebung
76
Erhebung
77
Gelenksverbindung
78
Kupplungsvorrichtung
79
Brennraumgehäuse
80
Distanz
81
Verbindungsleitung
82
Verbindungsleitung
83
Freiraum
84
Aussparung
85
Trennwand
86
Trennwand
87
Rauchgasteilkanal
88
Rauchgasteilkanal
89
Rauchgasrohrstutzen
90
Aussparung
91
Vorratsbehälter
92
Fördervorrichtung
93
Aufnahmeschale
100
Strömungskanal
101
Fördereinrichtung
102
Leitung
103
Energiequelle
104
Steuereinrichtung
105
Temperaturfühler
106
Sammelkanal
107
Sammelkanal
108
Verbindungskanal
109
Strömungssystem
110
Leitung
111
Wärmeabgabevorrichtung
112
Heizungssystem
113
Rauchgaskanal
114
Umlenkblech
115
Länge
116
Gesamtlänge
117
Durchlaß
118
Durchlaß
119
Pfeile
120
Pfeile
121
Rauchgaskanalkammer
122
Isolationsplatten
123
Öffnung
124
Rauchgaskanal
125
Pfeil
126
Brennraumrückwand
127
Mittelteil
128
Nuten
129
Trennwand

Claims (43)

1. Heizeinrichtung mit verbessertem Wirkungsgrad für feste, flüssige oder gas­ förmige Brennstoffe, welche einen Brennraummantel aus Seitenwänden, einer Rückwand und einer Frontwand aufweist und mit einer Brennraum-Bodenplatte und ei­ ner Brennraum-Deckplatte einen Brennraum bildet, wobei im Bereich der Seitenwände und/oder der Rückwand und/oder der Brennraum-Deckplatte ein im wesentlichen paral­ lel dazu verlaufender Rauchgaskanal angeordnet ist, dessen Einlaßöffnung über Durchbrüche im Bereich der Brennraum-Deckplatte mit dem Brennraum verbunden ist und einer Auslaßöffnung eine Absaugvorrichtung für Rauchgase nachgeordnet ist, da­ durch gekennzeichnet, daß in einer Rauchgaskanalwand (27, 28) eines dem Brennraum (7) nachgeordneten Rauchgaskanals (21, 22) und/oder bei einem zumindest teilweise durch den Brennraummantel (4) und/oder die Brennraum-Deckplatte (6) gebildeten Rauchgaskanal (21, 22) in einer vom Brennraummantel (4) und/oder der Brennraum- Deckplatte (6) distanzierten Rauchgaskanalwand (27, 28) ein die jeweilige Rauchgaska­ nalwand (27, 28) durchsetzender und die Oberfläche für den Wärmeübergang vergrößernder Wärmetauscher (29, 30) angeordnet ist, welcher zumindest teilweise in den Rauchgaskanal (21, 22) ragt und der restliche Teil des Wärmetauschers (29, 30) von einer Umgebungsluft (3) der Heizeinrichtung (1) umgeben bzw. umströmt ist und der Wärmetauscher (29, 30) einen höheren Wärmeleitkoeffizienten als Stahl, Eisen oder Gußeisen aufweist.
2. Heizeinrichtung mit verbessertem Wirkungsgrad für feste, flüssige oder gas­ förmige Brennstoffe, welche einen Brennraummantel aus Seitenwänden, einer Rückwand und einer Frontwand aufweist und mit einer Brennraum-Bodenplatte und ei­ ner Brennraum-Deckplatte einen Brennraum bildet, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Brennraum (7) und/oder zumindest einem dem Brenn­ raum nachgeordneten Rauchgaskanal (21, 22, 113, 124) ein Wärmetauscher (29, 30) aus einem Werkstoff mit einem höheren Wärmeleitkoeffizienten als Stahl, Eisen oder Gußeisen angeordnet ist und daß der Wärmetauscher (29, 30) Teil einen Heizungssy­ stems ist, welche zumindest eine Wärmeabgabevorrichtung (111), z. B. einen Radiator umfaßt.
3. Heizeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein der Umgebungsluft (3) zugeordneter Wärmetauscherteil (32) und ein dem Rauchgas (18) zugeordneter Wärmetauscherteil (31) des Wärmetauschers (29, 30) über einen Verbindungssteg (33) zu einem einstückigen Wärmetauscherprofil (34) verbunden sind.
4. Heizeinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscherteile (31, 32) Wärmetauscherelemen­ te (35), wie z. B. Rippen (36), pyramidenstumpf- oder pilzförmige Erhebungen (75, 76) etc. aufweisen.
5. Heizeinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscherelemente (35) in Strömungsrichtung der Rauchgase (18) verlaufend angeordnet sind.
6. Heizeinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmetauscherprofil (34) aus Aluminium, Kupfer, etc. gebildet ist.
7. Heizeinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Querschnittsfläche des Verbindungssteges (33) zu­ mindest 10% einer Querschnittsfläche eines Wärmetauscherteils (31, 32) in der gleichen Ebene beträgt.
8. Heizeinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wärmeabgabevermögen des der Umgebungsluft (3) zugeordneten Wärmetauscherteils (32) größer oder gleich ist als ein Wärmeaufnahme­ vermögen des dem Rauchgas (18) zugeordneten Wärmetauscherteils (31).
9. Heizeinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wärmeabgabefläche (38) bzw. ein Volumen des der Umgebungsluft (3) zugeordneten Wärmetauscherteils (32) größer oder gleich ist als eine Wärmeaufnahmefläche (37) bzw. ein Volumen des dem Rauchgas (18) zugeordne­ ten Wärmetauscherteils (31).
10. Heizeinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die der Umgebungsluft (3) zugewandten Oberflächen des Wärmetauscherteils (32) zumindest teilweise von einem Verkleidungselement (39) ab­ gedeckt sind.
11. Heizeinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Verkleidungselement (39) und der Wan­ dung mit dem Wärmetauscher (29, 30) ein Konvektionsluftkanal (42, 43) für die Umgebungsluft (3) gebildet ist.
12. Heizeinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rauchgaskanal (21, 22) durch abgekantete und im wesentlichen einen U-förmigen Querschnitt aufweisende Blechzuschnitte (59, 60) und zumindest eine weitere Wand (25, 26) der Heizeinrichtung (1) gebildet ist, wobei ein Steg des Blechausschnittes (59, 60) von der jeweiligen Wand (25, 26) der Heizeinrich­ tung (1) distanziert ist.
13. Heizeinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechausschnitte (59, 60) gegenüberliegenden Wän­ den (25, 26) der Heizeinrichtung (1) zugeordnet sind und die Stege der Blechausschnitte (59, 60) über die diese verbindende Brennraum-Deckplatte (6) in ih­ rer Distanz zueinander gehalten sind.
14. Heizeinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennraum-Deckplatte (6) den Brennraum (7) teilwei­ se begrenzt.
15. Wärmetauscher, insbesondere für eine Heizeinrichtung nach einem oder meh­ reren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dieser durch ein metallisches Wärmeaustauschprofil (34) mit einem hohen Wärmeleitkoeffizienten, ei­ ner großen Wärmeabgabefläche (38) und einer großen Wärmeaufnahmefläche (37) gebildet ist.
16. Wärmetauscher nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärme­ tauscherprofil (34) durch ein gezogenes oder gegossenes Profil aus Aluminium, Kupfer, etc. gebildet ist.
17. Wärmetauscher nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmetauscherprofil (34) an gegenüber liegenden Längsseitenflächen (47, 48) oder auch an den Stirnflächen, Nuten (49, 50; 68, 69) aufweist, wobei eine Nutbreite (51) gleich oder geringfügig kleiner ist als eine Dicke (52) einer den Wärmetauscher (29, 30) aufnehmenden Rauchgaskanalwand (27, 28).
18. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Nutgrund (56) der Nuten (49, 50; 68, 69) mit einem hitzebeständigen Dichtelement (57), z. B. einer Asbestschnur (58), ausgelegt ist.
19. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Wärmetauscherprofile (34) für einen Wärme aufneh­ menden Wärmetauscherteil (31) und einen Wärme abgebenden Wärmetauscherteil (32) zum einstückigen Wärmetauscher (29, 30) zusammengesetzt sind.
20. Wärmetauscher, insbesondere für eine Heizeinrichtung nach einem oder meh­ reren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher von einem Fluid, z. B. Wasser durchströmt wird.
21. Wärmetauscher nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid in zumindest einem Strömungskanal (100) beliebigen Querschnitts, z. B. kreisförmig, qua­ dratisch, rechteckig, etc. geführt wird.
22. Wärmetauscher nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscherteile (31, 32) mit dem bevorzugt als Strömungskanal ausgebildeten Verbindungssteg (33) dicht verbunden sind, z. B. verschraubt, verschweißt, etc.
23. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal (100) als Rohrschlange ausgebildet ist mit bevorzugt horizontaler Hauptausrichtung der Rohre.
24. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hauptströmungskanal vor und nach jedem Durchtritt durch die jeweilige Rauchgaskanalwand (27, 28) in mehrere Strömungskanäle aufgeteilt ist.
25. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Teilströmungskanäle zu einem Bündel zusammengefaßt sind.
26. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zufuhrleitung für das kalte Fluid in dem der Aufstandsfläche (44) nähergelegenen Verbindungssteg (33) an dem Wärmetauscherteil (31) und ein Auslaß in dem durch den der Deckplatte (45) nähergelegenen Verbindungssteg (33) an­ geschlossen ist.
27. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß ein geschlossener Kreislauf für das Fluid angeordnet ist.
28. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wärmetauscher eine Fördereinrichtung (101), z. B. eine Pum­ pe, für das Fluid zugeordnet ist.
29. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 20 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Strömungskanäle (100) als Rohrlei­ tungen beiliegenden Querschnitts aus einem Material hoher Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise Aluminium, Kupfer, etc. ausgeführt ist bzw. sind.
30. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Oberfläche des Strömungskanals (100) glatt ausgeführt ist.
31. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscherteile (31, 32) nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 18 sowie der Verbindungssteg (33) Bohrungen zur Aufnahme eines Fluids aufweist und das die Bohrungen in den der Aufstandsfläche (44) bzw. der Deck­ platte (45) zugewendeten Bereichen der Wärmetauscherteile (31, 32) zu einem Hauptströmungskanal zusammengefaßt und mit dem bevorzugt eine Öffnung aufwei­ senden Verbindungssteg (33) verbunden sind.
32. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid mit Additiva, beispielsweise einem Korrosionsschutzmit­ tel versehen ist.
33. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanz der Strömungskanäle (100) in den Wärmetauschertei­ len (31, 32) zu der mit Rauchgas bzw. Umgebungsluft umströmten Oberfläche der Wärmetauscherteile (31, 32) bei einer Gesamtbreite der Wärmetauscherteile (31, 32) von B </= B/2, bevorzugt zwischen B/4 und B/2 beträgt.
34. Heizeinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizeinrichtung (1) zumindest ein fluiddurchströmter und zumindest ein nicht fluiddurchströmter Wärmetauscher zugeordnet ist.
35. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rauchgaskanal (21, 22) und/oder dem Brennraum (7) zumin­ dest ein Temperaturfühler zugeordnet ist, der über eine Leitung (102) einer Steuereinrichtung (104) verbunden ist, die über eine Leitung (102) mit der Förderein­ richtung (101) in elektrischen Kontakt steht.
36. Heizeinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein möglichst großes Volumen im Brennraum (7) mit fluiddurchströmten Wärmetauschern (29, 30) versehen ist.
37. Heizeinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die fluiddurchströmten Wärmetauscher (29, 30) im Be­ reich der Seitenwände (8, 9) und/oder der Brennraum-Deckplatte (6) und/oder der Rückwand (10) und/oder der Brennraumbodenplatte angeordnet sind.
38. Heizeinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Brennraumtüre (13) kein Wärmetauscher (29, 30) angeordnet ist.
39. Heizeinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den fluiddurchströmten Wärmetauschern (29, 30) und der Feuerstelle zumindest eine Isolationsplatte (122) aus z. B. Schamotte, Ma­ gnesit, Vermiculit etc. angeordnet ist.
40. Heizeinrichtung nach einem oder mehren der vorhergehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, daß in zumindest einem Rauchgaskanal (21, 22, 113, 124) zu­ mindest ein Umlenkblech (114) angeordnet ist.
41. Heizeinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungskanäle (110) und/oder die Sammelkanäle (106, 107) und/oder die Leitungen (110), insbesondere deren Durchmesser so bemes­ sen ist, daß die Reynoldszahl des darin strömenden Fluids größer 2320, bevorzugt größer 104 ist.
42. Heizeinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Oberfläche der Strömungskanäle (100) und/oder der Sammelkanäle (106, 107) und/oder der Leitungen (110) rauh ausgeführt ist bzw. sind.
43. Heizeinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauchgaskanäle (21, 22, 113, 124) und/oder die lich­ ten Querschnitte der Strömungskanäle (100) zusätzliche Einbauten aufweisen, z. B. Dornen, Zacken oder dgl.
DE1998106428 1997-02-18 1998-02-17 Heizeinrichtung mit verbessertem Wirkungsgrad Withdrawn DE19806428A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT26097 1997-02-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19806428A1 true DE19806428A1 (de) 1998-08-20

Family

ID=3485821

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1998106428 Withdrawn DE19806428A1 (de) 1997-02-18 1998-02-17 Heizeinrichtung mit verbessertem Wirkungsgrad

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19806428A1 (de)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1734303A2 (de) 2005-06-17 2006-12-20 Famaritl (Innovation Technology Lab) S.R.L. Kessel für Pelletbrennstoff mit hoher Energierückgewinnung
EP2166288A1 (de) * 2008-09-23 2010-03-24 Kutzner + Weber GmbH Offener Kaminofen
CN101984292A (zh) * 2010-11-26 2011-03-09 马德明 一种双层炉面热循环取暖炉
EP2397765A1 (de) * 2010-06-10 2011-12-21 E.W.M. Limited Brennstoffbrennofen
WO2016092316A1 (en) * 2014-12-12 2016-06-16 Xtralec Ltd Improved efficiency combustion apparatus
BE1023129B1 (nl) * 2015-07-29 2016-11-25 Metalfire Nv Haard
EP2500658A3 (de) * 2011-03-14 2017-05-17 Karl Stefan Riener Heizeinrichtung mit einem Brennraum zur Verbrennung von Brennmaterial auf Basis von Biomasse
EP1996867A4 (de) * 2006-03-08 2018-01-24 HNI Technologies Inc. Tablettenofen
EP3306200A1 (de) * 2016-10-05 2018-04-11 Bullerjan GmbH Konvektionsofen

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1734303A2 (de) 2005-06-17 2006-12-20 Famaritl (Innovation Technology Lab) S.R.L. Kessel für Pelletbrennstoff mit hoher Energierückgewinnung
EP1734303A3 (de) * 2005-06-17 2008-04-23 Famaritl (Innovation Technology Lab) S.R.L. Kessel für Pelletbrennstoff mit hoher Energierückgewinnung
EP1996867A4 (de) * 2006-03-08 2018-01-24 HNI Technologies Inc. Tablettenofen
EP2166288A1 (de) * 2008-09-23 2010-03-24 Kutzner + Weber GmbH Offener Kaminofen
EP2397765A1 (de) * 2010-06-10 2011-12-21 E.W.M. Limited Brennstoffbrennofen
CN101984292A (zh) * 2010-11-26 2011-03-09 马德明 一种双层炉面热循环取暖炉
CN101984292B (zh) * 2010-11-26 2012-09-12 马德明 一种双层炉面热循环取暖炉
EP2500658A3 (de) * 2011-03-14 2017-05-17 Karl Stefan Riener Heizeinrichtung mit einem Brennraum zur Verbrennung von Brennmaterial auf Basis von Biomasse
WO2016092316A1 (en) * 2014-12-12 2016-06-16 Xtralec Ltd Improved efficiency combustion apparatus
BE1023129B1 (nl) * 2015-07-29 2016-11-25 Metalfire Nv Haard
EP3306200A1 (de) * 2016-10-05 2018-04-11 Bullerjan GmbH Konvektionsofen
WO2018065320A1 (en) * 2016-10-05 2018-04-12 Bullerjan Gmbh Convection oven

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60308696T2 (de) Wärmetauscher für ein brennwertgerät mit doppelrohrbündel
DE19806428A1 (de) Heizeinrichtung mit verbessertem Wirkungsgrad
DE19806257A1 (de) Ofen für die Verbrennung von Pellets
DE4409685A1 (de) Heizapparat, insbesondere Fluidheizer
DE4104959A1 (de) Waermetauscher
DE2852152A1 (de) Einsatz fuer offene kamine
EP2221540A2 (de) Füllraumauskleidung für Brandkessel
AT409892B (de) Heizeinrichtung für feste brennstoffe, insbesondere kompaktofen bzw. kamineinsatz
DE102008011167A1 (de) Heizofen zum Beheizen des Raumes eines Wohn-Gebäudes
DE4409154A1 (de) Heizeinrichtung, insbesondere für feste Brennstoffe
EP0082306B1 (de) Lokale Heizanlage
DE102007032093B4 (de) Grundofen mit Wärmetauschermodulen
EP0072530A2 (de) Heizeinsatz für Kachelöfen
DE2926277A1 (de) Heizungsanlage
DE102008007819B4 (de) Montagefähiger Wärmespeicherofen
DE202009004457U1 (de) Ofen für Festbrennstoffe
DE202014101251U1 (de) Offener Kamin mit eingesetzter Kaminkassette
DE3416115C2 (de) Wasser/Luft-Heizkessel
DE10246259B3 (de) Speicher mit Wärmeerzeugereinschub
EP0908681A2 (de) Warmluft-Heizeinrichtung
DE3422298A1 (de) Direktbefeuerter lufterhitzer mit heizaggregat fuer eine warmluftheizung
DE102013005970A1 (de) Wärmesystem, Wärmesystem mit einem Kaminofen, Anordnung eines Wärmesystems und Verfahren zum Betreiben eines gebäudeinstallierten Wärmesystems
DE814645C (de) Heizofen, insbesondere fuer Haushaltszwecke
DE2751978A1 (de) Heizungskessel
DE879595C (de) Kochherd mit tiefliegendem Rost

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee