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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung beziehungsweise eine Heizboilereinrichtung für eine Heizungsanlage zum Erwärmen von Heizmedien für Heizkreisläufe mit unterschiedlichen Temperaturen in unterschiedlichen Verbrauchern mit einer Gehäuseeinheit mit Zulauf- und Rücklaufanschlüssen für die Heizkreise der Verbraucher. Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Heizungsanlage mit einer derartigen Heizeinrichtung.
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STAND DER TECHNIK
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Es sind Heizungsanlagen bekannt, bei denen Heizeinrichtungen eingesetzt werden, die als Ölbrenner ausgebildet sind, der aus einem Lagertank mit fossiler Energie versorgt wird. In dem Ölbrenner wird das Heizmedium erwärmt und einem Pufferspeicher, der beispielsweise als Schichtenspeicher ausgebildet sein kann, zugeführt. An dem Speicher werden dann die benötigten Heizkreisläufe angeschlossen und über Pumpeinheiten über Heizkreisläufe dem jeweiligen Verbrauchern zugeführt. Dabei kann die Heizeinrichtung auch als Gastherme ausgebildet sein.
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Derartige Heizungsanlagen ermöglichen keinen autarken Betrieb, da der Betreiber auf die Lieferungen von fossiler Energie angewiesen ist. Dies bedeutet auch eine relative hohe CO2-Belastung der Umwelt. Die Heizwerte sind relativ hoch und damit auch teuer. Zudem erfordern derartige Anlagen einen relativ hohen Wartungsaufwand hinsichtlich der Anlage selbst und der an die Anlage angeschlossenen Kamineinrichtungen. Darüber hinaus ist bei Betrieb mit Öl ein zusätzlicher Lagerraum für das Öl erforderlich.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Ausgehend von dem genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe beziehungsweise das technische Problem zugrunde, eine Heizeinrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die einen hohen Wirkungsgrad besitzt, energieeffizient eingesetzt werden kann, wartungsarm ist, keinen zusätzlichen Lagerraum für den Energieträger benötigt, dem Nutzer die Möglichkeit eines autarken Betriebes eröffnet, variabel bei Einsatz innerhalb einer Restaurierung und Sanierung einer bestehenden Heizanlage eingesetzt werden kann und darüber hinaus eine dauerhaft zuverlässige Funktion gewährleistet und im hohen Maße umweltverträglich ist.
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Die erfindungsgemäße Heizeinrichtung beziehungsweise Heizboilereinrichtung der eingangs genannten Art ist durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den von dem unabhängigen Anspruch 1 direkt oder indirekt abhängigen Ansprüchen 2 bis 13 angegeben.
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Die erfindungsgemäße Heizungsanlage ist durch die Merkmale des Anspruchs 14 gegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den von dem unabhängigen Anspruch 14 direkt oder indirekt abhängigen Ansprüchen 15 bis 20 angegeben.
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Die erfindungsgemäße Heizeinrichtung beziehungsweise Heizboilereinrichtung für eine Heizungsanlage zum Erwärmen von Heizmedien für Heizkreisläufe mit unterschiedlichen Temperaturen und unterschiedlichen Verbrauchern ist gekennzeichnet mit folgenden Merkmalen:
- – einer ersten geschlossenen Gehäuseeinheit mit einem ersten Vorlaufanschluss und einem ersten Rücklaufanschluss zum Anschließen eines ersten Heizkreises für einen ersten Verbraucher,
- – zumindest einer geschlossenen, die erste Gehäuseeinheit zumindest bereichsweise umgebende zweite Gehäuseeinheit mit einem zweiten Vorlaufanschluss und einem zweiten Rücklaufanschluss zum Anschluss eines zweiten Heizkreises für einen zweiten Verbraucher, wobei
- – in jeder Gehäuseeinheit zumindest ein von einer Steuer-/Regeleinrichtung ansteuerbares elektrisches Heizaggregat vorhanden ist, mit dem das jeweilige die jeweilige Gehäuseeinheit durchströmendes Heizmedium auf eine vorgebbare Temperatur erwärmbar ist,
- – zwischen den Gehäuseeinheiten zumindest bereichsweise eine gemeinsame Wärmeübertragungsfläche vorhanden ist.
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Durch den Einsatz elektrischer Heizaggregate kann auf die Verwendung von fossilen Energieträgern vollständig verzichtet werden. Ein zusätzlicher Lagerraum für die Lagerung von beispielsweise Heizöl kann entfallen. Dadurch dass die erste Gehäuseeinheit von der zweiten Gehäuseeinheit umgeben ist und eine gemeinsame Wärmeübertragungsfläche zwischen beiden Gehäuseeinheiten vorhanden ist, kann eine gegenseitige Restwärmenutzung problemlos umgesetzt werden, was zusätzliche Energieeinsparungseffekte mit sich bringt. Darüber hinaus ermöglicht die genannte konstruktive Ausbildung der Gehäuseeinheiten eine sehr kompakte Bauweise, wodurch einerseits das benötigte Raumvolumen verringert wird und gleichzeitig geringere Wärmeverluste möglich sind.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Wärmeübertragungsfläche durch einen gemeinsamen Wandungsbereich der aneinander grenzenden ersten und zweiten Gehäuseeinheiten gebildet wird. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine sehr kompakte Konstruktion bei gleichzeitiger Gewährleistung hoher Energiespareffekte durch gegenseitige Restwärmenutzung, wobei insbesondere für die Wandung der Gehäuseeinheiten metallisches Material eingesetzt wird, das besonders gute Wärmeleiteigenschaften aufweist.
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Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die erste Gehäuseeinheit in einer Draufsicht gesehen eine runde oder polygonale Umfangskontur aufweist und die zweite Gehäuseeinheit die erste Gehäuseeinheit ganz oder zumindest bereichsweise in Umfangsrichtung umgibt, bevorzugt mit einem Umfangswinkel zwischen 200° und 300°.
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Die alternative Ausgestaltung, dass die umgebende zweite Gehäuseeinheit nur bereichsweise in Umfangsrichtung der ersten Gehäuseeinheit vorhanden ist, ermöglicht konstruktiv besonders einfache Zugänge beider Gehäuseeinheiten von vorne her, insbesondere im oberen und unteren Bereich. Dabei zeichnet sich eine besonders bevorzugte Ausgestaltung dadurch aus, dass der erste und zweite Vorlaufanschluss im unteren Bereich, insbesondere Seitenbereich, und der erste und zweite Rücklaufanschluss im oberen Bereich, insbesondere Seiten- oder Stirnbereich, der ersten beziehungsweise zweiten Gehäuseeinheit angeordnet ist.
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Um die Energieeffizienz weiter zu erhöhen und eine möglichst gleichmäßige Erwärmung der durch die Gehäuseeinheiten strömenden Heizmedien zu gewährleisten, zeichnet sich eine vorteilhafte Ausgestaltung dadurch aus, dass innerhalb der ersten und/oder zweiten Gehäuseeinheit Strömungsleiteinheiten beziehungsweise Strömungsflächen zwischen den Zulaufanschlüssen beziehungsweise den Rücklaufanschlüssen für das durchströmende Heizmedium vorhanden sind.
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Besonders hohe Energieeffizienzen lassen sich mit einer konstruktiven Ausgestaltung in strömungstechnischer Hinsicht dadurch umsetzen, dass innerhalb der ersten Gehäuseeinheit eine erste Strömungsleiteinheit vorhanden ist, die als bereichsweise vorhandene, vom Heizmedium umströmte senkrechte Wandung ausgebildet ist, und/oder innerhalb der zweiten Gehäuseeinheit in Umfangsrichtung mehrere vom zweiten Vorlaufanschluss zum zweiten Rücklaufanschluss hin ansteigende oder parallel übereinander beabstandet angeordnete zweite Strömungsleiteinheiten vorhanden sind, die von dem Heizmedium umströmt werden.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung, die einen konstruktiven einfachen Aufbau aufweist, bezüglich erforderlicher Wartungs- oder Austauscharbeiten vorteilhafte Möglichkeiten mit sich bringt und dabei eine effiziente Aufheizung der jeweiligen Heizmedien gewährleistet, zeichnet sich dadurch aus, dass die elektrischen Heizaggregate von oben her in das Innere der Gehäuseeinheiten ragende Heizrohre aufweisen, wobei die Heizrohre bevorzugt U-förmig oder spiralförmig ausgebildet sind.
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Eine besonders energieeffiziente vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung beziehungsweise Heizboilereinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die erste Gehäuseeinheit zumindest zwei erste elektrische Heizaggregate aufweist, die auf gegenüberliegenden Seiten der ersten Strömungsleiteinheit angeordnet sind und/oder die zweite Gehäuseeinheit zumindest zwei, insbesondere drei, umfangsmäßig verteilt angeordnete elektrische zweite Heizaggregate aufweist, die insbesondere durch Ausnehmungen der zweiten Strömungsleiteinheiten hindurch geführt sind. Durch die Verteilung der elektrischen Heizaggregate innerhalb der Gehäuseeinheiten in der genannten Art wird eine optimale, energieeffiziente Erwärmung des Heizmediums bei gleichzeitiger Umströmung gewährleistet.
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Eine bezüglich der praktischen Anwendungsfälle besonders vorteilhafte und bevorzugte Weiterbildung, die die Effizienz der Heizeinrichtung optimiert, zeichnet sich dadurch aus, dass die durch das erste Heizaggregat innerhalb der ersten Gehäuseeinheit erzeugte Temperatur des durchströmten Heizmediums größer ist als die durch das zweite Heizaggregat innerhalb der zweiten Gehäuseeinheit erzeugte Temperatur des durchströmenden Heizmediums, insbesondere die erzeugte Temperatur innerhalb der ersten Gehäuseeinheit im Bereich zwischen 50° bis 90° und die innerhalb der zweiten Gehäuseeinheit erzeugte Temperatur innerhalb von 30° bis 50° liegt.
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Um die Variabilität bezüglich des Anschlusses möglicher Verbraucher beziehungsweise Heizkreise weiter zu erhöhen, zeichnet sich ein besonders vorteilhafte Ausgestaltung dadurch aus, dass eine dritte Gehäuseeinheit mit einem dritten Vorlaufanschluss und einem viertem Rücklaufanschluss zum Anschließen eines dritten Heizkreises für einen dritten Verbraucher vorhanden ist, die die zweite Gehäuseeinheit zumindest bereichsweise außenseitig umgibt und im Wesentlichen denselben konstruktiven Aufbau mit einem dritten Heizaggregat und dritten Strömungsleiteinheiten aufweist wie die zweite Gehäuseeinheit, wobei die Wärmeübertragungsfläche durch einen gemeinsamen Wandungsbereich der aneinander grenzenden zweiten und dritten Gehäuseeinheit gebildet wird.
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Um Probleme bezüglich eines eventuell auftretenden Überdrucks oder eventuell vorhandener Lufteinschlüsse von vornherein auszuschließen, zeichnet sich eine vorteilhafte Ausgestaltung dadurch aus, dass jede Gehäuseeinheit einen Entlüftungsanschluss zum Anschluss eines Ausgleichsbehälters aufweist.
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Eine hinsichtlich einer kompakten Gesamtanlage besonders vorteilhafte Ausgestaltung, die montagetechnisch Vorteile mit sich bringt, die Energieeffizienz der Heizeinrichtung weiter erhöht, eine einfache Bedienbarkeit gewährleistet und die kompakte Unterbringung anschließender zusätzlicher Bauteile ermöglicht, zeichnet sich dadurch aus, dass die Gehäuseeinheiten von einer, insbesondere modulartig aufgebauten, äußeren Gehäuseeinheit umgeben sind, innerhalb derer auch die Steuer-/Regeleinrichtung direkt oder indirekt angeordnet ist beziehunsgweise sein kann.
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Die äußere Gehäuseeinheit weist hierbei bevorzugt eine aus wärmeisolierende Material bestehende Grundplatte auf, auf der die Heizeinrichtung angeordnet ist, eine U-förmige Gehäuseeinheit, die mit einer Rückwand verbindbar ist und einer isolierende Deckeleinheit, wobei die Grundplatte, die U-förmige Gehäuseeinheit, die Rückwand und die Deckeleinheit im montierten Zustand eine quaderförmige äußere Gehäuseeinheit bilden, die die Heizeinrichtung umgibt. Bevorzugt ist dabei zwischen der Innenwandung der äußeren Gehäuseeinheit und der Außenwandung der Heizeinrichtung eine Isoliereinheit ausgebildet, die als Isolierblock ausgebildet ist, außenumfangsmäßig der Innenkontur der äußeren Gehäuseeinheit im Wesentlichen entspricht und im Inneren eine Ausnehmung aufweist, die im Wesentlichen der Außenumfangskontur der Heizeinrichtung entspricht.
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Insgesamt ergibt sich dadurch ein äußeres kompaktes Erscheinungsbild der Heizeinrichtung, die gegen mechanische Beschädigung geschützt ist, gute Wärmeisolierungseigenschaften aufweist und dadurch die Energieeffizienz der Heizeinrichtung selbst erhöht und für Wartungs- und Instandsetzungsarbeiten problemlos zugänglich ist.
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Die erfindungsgemäße Heizungsanlage mit Heizkreisen und Verbrauchern, einer Heizeinrichtung und einer Steuer-/Regeleinrichtung für die Heizeinrichtung und einer Stromversorgungseinrichtung für die vorhandenen elektrischen Heizaggregate der Heizeinrichtung ist durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 14 gegeben. Diese Heizungsanlage zeichnet sich demgemäß dadurch aus, dass die Heizeinrichtung beziehungsweise die Heizboilereinrichtung in der oben genannten Art ausgebildet ist, nämlich mit kompakt umeinander angeordneten Gehäuseeinheiten mit einer Wärmeübertragungsfläche zwischen den Gehäuseeinheiten und elektrischen Heizaggregaten, zum Erzeugen der gewünschten Temperatur des Heizmediums innerhalb der Gehäuseeinheit für die anschließenden Heizkreisläufe für die Verbraucher.
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Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Heizungsanlage, die besonders hohe Wirkungsgrade und eine besonders hohe Energieeffizienz aufweisen zeichnen sich dadurch aus, dass zwischen der äußeren Gehäuseeinheit und der zweiten/dritten Gehäuseeinheit Wärmeisolierungsmaterial angeordnet ist.
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Eine erste bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Heizungsanlage zeichnet sich dadurch aus, dass der an den ersten Heizkreis angeschlossene erste Verbraucher als Brauchwasserspeicher ausgebildet ist und der an den zweiten Heizkreis angeschlossene zweite Verbraucher als Raumtemperaturheizung ausgebildet ist.
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Eine zweite alternative bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Heizungsanlage zeichnet sich dadurch aus, dass der an den ersten Heizkreis angeschlossene erste Verbraucher als Radiatorheizung und der an den zweiten Heizkreis angeschlossene zweite Verbraucher als Fußbodenheizung ausgebildet ist.
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Eine dritte bevorzugte Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Heizungsanlage zeichnet sich dadurch aus, dass der an den ersten Heizkreis angeschlossene erste Verbraucher als Brauchwasserspeicher, der an den zweiten Heizkreis angeschlossene zweite Verbraucher als Radiatorheizung und der an den dritten Heizkreis angeschlossene dritte Verbraucher als Fußbodenheizung ausgebildet ist.
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Zur Erhöhung der Variabilität bezüglich der Bereitstellung von Heizmedien mit gewünschten erforderlichen Temperaturen im Heizkreislauf zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen den Heizkreisen eine von der Steuer-/Regeleinrichtung ansteuerbare Heizmedium-Mischeinheit geschaltet ist.
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Eine autarke Heizungsanlage ist gemäß einem besonders bevorzugten, vorteilhaften Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Heizungsanlage dadurch möglich, dass die Stromversorgungseinheit als vor Ort vorhandene, autarke Photovoltaik- oder sonstige alternative Stromerzeugungsanlage ausgebildet ist, so dass die Energieversorgung der Heizboilereinrichtung autark, das heißt ohne Anschluss an ein öffentliches Stromnetz, erfolgt.
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Zusammenfassend können folgende Vorteile der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung beziehungsweise Heizungsanlage festgestellt werden:
Die Heizeinrichtung ist besonders energiesparend und weist einen kompakten Aufbau auf. Sie ist extrem wartungsarm und benötigt keinen Kaminfeger zur Reinigung der Kaminanlage, wobei ein Lagerraum für den fossilen Heizträger Öl vollständig entfallen kann. Die Variabilität bezüglich der Einsatzmöglichkeiten ist sehr hoch. So können die unterschiedlichen Heizkreisläufe für unterschiedliche Verbraucher problemlos angeschlossen werden, wie beispielsweise Radiatorheizung mit relativ hoher Temperatur, beispielsweise Fußbodenheizung mit relativ niedriger Temperatur oder Brauchwasserspeicher mit relativ sehr hoher Temperatur. Der Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung beziehungsweise Heizungsanlage ist dabei sehr hoch. Hohe Wärmeverluste werden durch die kompakte Ausbauweise mit Isolierung vermieden, was die Energieeffizienz deutlich erhöht. In dieselbe Richtung einer erhöhten Energieeffizienz geht die erfindungsgemäße Anordnung der Gehäuseeinheiten, die eine gegenseitige Restwärmenutzung durch die Wärmeübergangsfläche/n ermöglicht.
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Ein weiterer großer Vorteil der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung besteht darin, dass sie eine hohe Variabilität bei Einsatz innerhalb einer Restaurierung und Sanierung bestehender Heizungsanlagen ermöglicht. Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Heizungseinrichtung ist bei einer bestehenden Ist-Technik im Rahmen einer Restaurierung bezüglich vorhandener Umwälzpumpen, Förderungssystemen oder Heizkörper nichts zu verändern. Lediglich die erfindungsgemäße Heizeinrichtung wird montiert.
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Des Weiteren besteht ein großer Vorteil der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung darin, dass dem Nutzer eine Basis für eine mögliche Autarkie geschaffen wird, indem die Heizeinrichtung durch Strom betrieben wird. Dieser Strom kann nämlich durch eine vor Ort vorhandene Photovoltaikanlage seitens des Benutzers selbst erzeugt werden, so dass er unabhängig von vorhandenen öffentlichen Stromnetzen ist. Zudem ist er auf die Schwankungen der Preise von fossilen Energieträgern nicht angewiesen und kann seine Heizungsanlage vollkommen autark betreiben, die gegenüber den mit fossiler Energie betriebenen Heizungsanlagen darüber hinaus wesentlich bessere Heizwerte liefert und einen höheren Wirkungsgrad aufweist. Darüber hinaus ist die mit CO2-Bilanz der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung beziehungsweise Heizungsanlage gegenüber den bekannten Heizeinrichtungen beziehungsweise Heizanlagen deutlich verbessert.
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Die erfindungsgemäße Heizeinrichtung bildet somit eine Basiseinheit für einen Benutzer, die ihm die Möglichkeit eröffnet, vollkommen autark zu arbeiten, indem er vor Ort installierte Photovoltaik- oder Windkraftanlagen oder sonstige alternative Energieerzeugungsanlagen zum Betreiben einer Heizeinrichtung beziehungsweise Heizungsanlage einsetzen kann. Diese Variabilität ist bisher bei fossilen Anlagen nicht gegeben.
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Weitere Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung ergeben sich durch die in den Ansprüchen ferner aufgeführten Merkmale sowie durch die nachstehend angegebenen Ausführungsbeispiele. Die Merkmale der Ansprüche können in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden, insoweit sie sich nicht offensichtlich gegenseitig ausschließen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:
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1 stark schematisierte Darstellung einer Heizungsanlage mit drei Heizkreisen und drei Verbrauchern und einer Heizeinrichtung mit drei Gehäuseeinheiten, wobei die erste, innere Gehäuseeinheit von einer zweiten und diese von einer dritten ringförmigen Gehäuseeinheit umgeben ist, wobei die Gehäuseeinheiten unmittelbar aneinander grenzend ausgebildet sind,
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2 stark schematisierte Darstellung einer Heizeinrichtung mit einer ersten, zentralen Gehäuseeinheit und einer, die erste Gehäuseeinheit ringförmig umgebende, zweite Gehäuseeinheit mit alternativer Darstellung einer die zweite Gehäuseeinheit teilringmäßig umgebenden dritte Gehäuseeinheit,
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3 stark schematische Perspektivdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Heizeinrichtung mit zwei Gehäuseeinheiten gemäß 2 in teilweiser durchsichtiger Darstellung,
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4 stark schematisierte Systemdarstellung einer Heizungsanlage unter Einsatz einer Heizungseinrichtung gemäß 3 mit zwei Heizkreisläufen mit zwei angeschlossenen Verbrauchern und
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5 schematisierte Explosions-Perspektivdarstellung einer Heizeinrichtung gemäß 3 mit einer um diese umgebenden äußere Gehäuseeinheit.
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WEGE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
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In 1 ist stark schematisiert eine erfindungsgemäße Heizanlage 60 unter Einsatz einer erfindungsgemäßen Heizboilereinrichtung 10.1 blockdiagrammartig dargestellt. Die Heizboilereinrichtung 10.1 weist eine erste Gehäuseeinheit 12.1 auf, die zentral angeordnet ist und im Querschnitt eine zylindrische Wandung aufweist. Die erste Gehäuseeinheit 12.1 ist außenumfangsmäßig direkt anschließend von einer zweiten Gehäuseeinheit 22.1 ringförmig vollständig umgeben. Die zweite Gehäuseeinheit 22.1 ist wiederum von einer dritten Gehäuseeinheit 42.1 außenseitig direkt anschließend ringförmig vollständig umgeben.
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Die Kontaktflächen zwischen der ersten Gehäuseeinheit 12.1 und der zweiten Gehäuseeinheit 22.1 beziehungsweise der zweiten Gehäuseeinheit 22.1 und der dritten Gehäuseeinheit 42.1 sind als Wärmeübergangsflächen ausgebildet.
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Die Temperatur T1 innerhalb der ersten Gehäuseeinheit 12.1 wird über ein schematisch dargestelltes erstes elektrisches Heizaggregat 18 erzeugt. Entsprechend werden die Temperaturen T2 und T3 des Heizmediums in der zweiten Gehäuseeinheit 22.1 und der dritten Gehäuseeinheit 42.1 über elektrische Heizaggregate 28 beziehungsweise 48 erzeugt.
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Das Heizmedium innerhalb der ersten Gehäuseeinheit 12.1 ist über ein Vorlauf V1 und über einen Rücklauf R1 an einen ersten Verbraucher VB1 über einen ersten Heizkreislauf angeschlossen. Entsprechend ist das Heizmedium der zweiten Gehäuseeinheit 22.1 und der dritten Gehäuseeinheit 42.1 mit einem Vorlauf V2 und einem Rücklauf R2 an einen zweiten Verbraucher VB2 beziehungsweise mit einem Vorlauf V3 und Rücklauf R3 an einen dritten Verbraucher VB3 über einen entsprechenden zweiten und dritten Heizkreislauf angeschlossen.
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Die elektrischen Heizaggregate 18, 28, 48 werden über eine Stromversorgungseinrichtung 70 mit elektrischer Energie versorgt. Diese Stromversorgungseinrichtung 70 kann beispielsweise ein öffentliches Stromnetz oder eine vor Ort vorhandene Photovoltaikanlage sein.
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Schließlich ist noch eine Steuer-/Regeleinrichtung 50 vorhanden, die die Temperaturen T1, T2, T3 je nach Bedarf einstellt, mit der Stromversorgungseinrichtung 70 entsprechend kommuniziert und über nicht näher dargestellte Temperatursensoren die jeweils gewünschten Temperaturen der Heizkreisläufe verbrauchsabhängig steuert beziehungsweise regelt.
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In 2 ist stark schematisiert eine alternative Ausführungsform der Heizboilereinrichtung 10 dargestellt, die sich von der Heizboilereinrichtung 10.1 gemäß 1 dadurch unterscheidet, dass die zentrale erste Gehäuseeinheit 12 ringförmig umgebende zweite Gehäuseeinheit 22 diese nur bereichsweise, beispielsweise in einem Umfangswinkel von circa 270° bis 340° umgibt, welcher Umfangswinkel auch für die dritte Gehäuseeinheit 42 (gestrichelt dargestellt in 2) gilt. Somit sind sämtliche drei Gehäuseeinheiten 12, 22, 42 von der Seite her von außen problemlos zugänglich.
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Eine konstruktive konkrete Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Heizboilereinrichtung 10 mit einer ersten Gehäuseeinheit 12 und einer zweiten Gehäuseeinheit 22 gemäß der Ausführungsform von 2 ist in 3 in einer Perspektivdarstellung mit teilweise aufgeschnittener Wandung schematisch dargestellt. Die erste Gehäuseeinheit 12 ist als geschlossener Hohlzylinder ausgebildet mit einer oberseitigen Deckeleinheit 44 und einer unterseitigen Bodeneinheit 46.
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Die erste Gehäuseeinheit 12 wird direkt anschließend außenumfangsmäßig bereichsweise von einer im Querschnitt ringförmigen zweiten Gehäuseeinheit 22 umgeben, wobei der Umfangswinkel der zweiten Gehäuseeinheit 22 circa 270° beträgt, so dass die erste Gehäuseeinheit 12 und die Stirnendseite der zweiten Gehäuseeinheit 22 seitlich zugänglich sind. Die zweite Gehäuseeinheit 22 besitzt ebenfalls eine teilzylindrische Außenumfangskontur, die oberseitig mit einer Deckeleinheit 45 und unterseitig mit Bodeneinheit 47 abgeschlossen wird.
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Die Wandung beider Gehäuseeinheiten 12, 22 bestehen bevorzugt aus Metall.
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Die erste Gehäuseeinheit 12 besitzt im von außen zugänglichen unteren Bereich einen Rücklaufanschluss 16 für einen ersten Rücklauf R1 eines ersten Heizkreises und die zweite Gehäuseeinheit 22 besitzt in ihrem unteren von außen her zugängichen Stirnbereich auf einer Seite einen zweiten Rücklaufanschluss 26 für einen zweiten Rücklauf R2 eines zweiten Heizkreises.
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Im Bereich der Deckeleinheit 44 ist oberseitig an der ersten Gehäuseeinheit 12 ein erster Vorlaufanschluss 14 für einen ersten Vorlauf V1 vorhanden zum Anschluss eines ersten Heizkreislaufs. Ebenso weist die zweite Gehäuseeinheit 22 oberseitig an ihrer Deckeleinheit 45 einen zweiten Vorlaufanschluss 24 auf für einen zweiten Vorlauf V2 zum Anschluss eines zweiten Heizkreislaufes. Des Weiteren sind an der ersten Gehäuseeinheit 12 und der zweiten Gehäuseeinheit 22 oberseitig an der Deckeleinheit 44 beziehungsweise 45 jeweils ein Entlüftungsanschluss 38 angeordnet zum Anschluss beispielsweise eines Druckausgleichsgefäßes.
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Die erste Gehäuseeinheit 12 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß 3 zwei oberseitig an der Deckeleinheit 44 angeschlossene und in das Innere der ersten Gehäuseeinheit 12 verlaufende erste elektrische Heizaggregate 18 auf, die um 180° in Umfangsrichtung versetzt an/innerhalb ersten Gehäuseeinheit 12 vorhanden sind und die ein in das Innere der ersten Gehäuseeinheit 12 ragendes – im Wesentlichen über die gesamte Höhe verlaufendes – elektrisches Heizrohr 36 aufweist, das das innerhalb der ersten Gehäuseeinheit 12 vorhandene Heizmedium erwärmt. Zwischen den beiden elektrischen Heizaggregaten 18 ist innerhalb der ersten Gehäuseeinheit 12 eine erste Strömungsleiteinheit 20 vorhanden, die als vertikale Wandung ausgebildet ist und ausgehend von der Wandung des Rücklaufanschlusses 16 sich in das Innere der ersten Gehäuseeinheit 12 erstreckt und zwar über nahezu die vollständige Höhe der ersten Gehäuseeinheit 12, so dass das über den Rücklaufanschluss 16 eingeleitete Heizmedium diese Strömungsleiteinheit 20 umströmt und zum Vorlaufanschluss 14 gelangt.
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Die zweite Gehäuseeinheit 22 weist insgesamt drei in Umfangsrichtung circa um 90° verteilt angeordnete zweite elektrische Heizaggregate 28 auf, die denselben Aufbau wie die ersten elektrischen Heizaggregate 18 aufweisen, das heißt von der Deckeleinheit 45 von oben her angeschlossen sind und mit ihrem Heizrohr 36 in das Innere der zweiten Gehäuseeinheit 22 im Wesentlichen über deren gesamte Höhe hineinragen.
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Des Weiteren sind innerhalb der zweiten Gehäuseeinheit 22 zumindest bereichsweise in Umfangsrichtung verlaufende untereinander in Höhenrichtung parallel beabstandete zweite Strömungsleiteinheiten 30 vorhanden, die jeweils an den Stellen, an denen das Heizrohr 36 der zweiten Heizaggregate 28 nach unten verläuft großzügig bemessene Ausnehmungen 34 aufweisen, so dass eine zuverlässige Strömung zwischen den Rücklaufanschluss 26 und dem Vorlaufanschluss 24 der zweiten Gehäuseeinheit 22 des Heizmediums gewährleistet ist.
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Die erste Strömungsleiteinheit 20 und die zweiten Strömungsleiteinheiten 30 sind bevorzugt aus Blech ausgebildet.
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Die Außenwandung der ersten Gehäuseeinheit 12.1 ist als Wärmeübergangsfläche 32 ausgebildet, so dass eine Restwärmeausnutzung zwischen den Heizmedien der ersten Gehäuseeinheit 12 und der zweite Gehäuseeinheit 22 gegeben ist.
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Wie aus 3 ersichtlich, ist die erfindungsgemäße Heizboilereinrichtung 10 sehr kompakt aufgebaut und gewährleistet durch ihre konstruktive Ausgestaltung eine hohe Energieeffizienz. Die Verwendung von elektrischen Heizaggregaten 18 beziehungsweise 28 gewährleistet eine relativ schnelle Anpassung an die jeweils gewünschten Temperaturen der angeschlossenen Heizkreise für die jeweiligen Verbraucher. Darüber hinaus ermöglicht die erfindungsgemäße Heizboilereinrichtung 10 eine autarke Heizenergieversorgung eines Gebäudes, in dem vor Ort vorhandene und installierte alternative Stromerzeugungsvorrichtungen, wie beispielsweise eine Photovoltaikeinrichtung, problemlos als Stromversorgungseinrichtung für die Heizaggregate angeschlossen werden kann. Durch die konstruktive Ausgestaltung der Gehäuseeinheiten 12, 22 für die Heizkreise ist eine gegenseitige Restwärmenutzung durch die Wärmeübergangsfläche 32 möglich, so dass die Energieeffizienz der gesamten Anlage dadurch gesteigert werden kann. Zudem ermöglicht die erfindungsgemäße Heizeinrichtung 10 einen kompakten Aufbau, wodurch eventuelle Wärmeverluste minimiert werden, was die Energieeffizienz weiterhin erhöht.
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Ein großer Vorteil der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung 10 besteht darin, dass das Heizmedium ohne zusätzlichen Pufferspeicher direkt über bauseitig vorhandene Heizkreise dem jeweiligen Verbrauchern zugeführt werden kann. Dabei kann es sich sowohl um eine Niedertemperaturheizung als auch auch um eine klassische Heizkörperheizung handeln, die problemlos angeschlossen werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein Brauchwasserspeicher beheizt werden.
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Die erfindungsgemäße Heizeinrichtung gewährleistet somit eine hohe Variabilität bezüglich der vor Ort gewünschten Heizkreise beziehungsweise Verbraucher und gewährleistet – auch bei autarker Versorgung – einen energieeffizienten, kostengünstigen und dauerhaft zuverlässigen Betrieb.
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4 zeigt einen stark schematisierten Schaltplan einer Heizungsanlage 60 unter Einsatz einer Heizboilereinrichtung 10 gemäß 3 mit zwei Heizkreisen. Gleiche Bauteile der Heizboilereinrichtung 10 tragen dasselbe Bezugszeichen wie im Vorhergehenden beschrieben und werden nicht nochmals erläutert. Der erste Heizkreis mit dem Vorlauf V1 und dem Rücklauf R1 ist dabei an die erste Gehäuseeinheit 12 angeschlossen, wobei der erste Verbraucher VB1 beispielsweise als Boiler einer Brauchwassereinrichtung ausgebildet ist. Der über den zweiten Vorlauf V2 und den zweiten Rücklauf R2 angeschlossene zweite Verbraucher VB2 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Fußbodenheizung ausgebildet. Entsprechend den Vorgaben der konstruktiven Ausgestaltung gemäß 4 ist die Vorlauftemperatur und damit die Temperatur T1 innerhalb der ersten Gehäuseeinheit 12 im ersten Heizkreislauf beispielsweise 55° und die Vorlauftemperatur und damit die Temperatur T2 innerhalb der zweiten Gehäuseeinheit 22 im zweiten Heizkreislauf circa 38°.
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Die Temperaturen T1, T2 innerhalb der Heizkreisläufe werden über Sensoren 74 erfasst, die mit der Steuer-/Regeleinrichtung 50 kommunizieren. Ebenso sind in den Vorläufern V1 und V2 der Heizkreisläufe Pumpen 76 vorgesehen, die ebenfalls mit Steuer-/Regeleinrichtung 50 kommunizieren. Zudem sind vor den einzelnen Verbrauchern VB1 beziehungsweise VB2 jeweils im Vorlauf V1, V2 und im Rücklauf R1, R2 Absperrventile 78 angeordnet. Des Weiteren ist in den Vorläufen V1 und V2 jeweils ein Ausgleichsbehälter 77 angeschlossen. Über angeschlossene Anzeigeeinheiten 79 wird die jeweilige Temperatur in den Kreisläufen angezeigt. Die Energieversorgung der Heizaggregate 18, 28 wird durch die Energieversorgungseinrichtung 70 gewährleistet, die mit der Steuer-/Regeleinrichtung 50 in Kommunikationsverbindung steht.
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Zusätzlich ist in 4 noch eine Mischeinheit 52 dargestellt, die zwischen dem ersten Vorlauf V1 des ersten Verbrauchers VB1 und dem Vorlauf V2 des zweiten Verbrauchers VB2 geschaltet ist und mit der Steuer-/Regeleinrichtung 50 in Kommunikationsverbindung steht, um angeforderte Temperaturen innerhalb einzelner Heizkreisläufe rasch realisieren oder anpassen zu können beziehungsweise um Energieressourcen optimal ausnutzen zu können, damit eine hohe Energieeffizienz erreicht werden kann.
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In den 5 und 6 ist stark schematisiert ein konstruktives Ausführungsbeispiel einer Heizboilereinrichtung 10 in Verbindung mit einer äußeren Gehäuseeinheit 80 dargestellt, die eine kompakte Bauweise ermöglicht.
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Die äußere Gehäuseeinheit 80 weist unterseitig dabei eine Grundplatte 54, beispielsweise Blechplatte, auf. An die Grundplatte 54 ist eine im Wesentlichen U-förmige Vorderwandeinheit 62 anschließbar, die rückseitig mit einer Rückwand 56 verbunden ist und dadurch die im Querschnitt gesehen viereckförmige Außenumfangskontur der äußeren Gehäuseeinheit 80 gewährleistet. Oberseitig ist innerhalb der äußeren Gehäuseeinheit 80 eine Isolierschicht 72 angeordnet, die wiederum oberseitig von einer Deckeleinheit 58 nach außen abgeschlossen wird.
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Die Deckeleinheit 58, die U-förmige Vorderwandeinheit 62, die Rückwand 56 und die Grundplatte 54 bilden einen quaderförmigen Körper, innerhalb derer die Heizboilereinrichtung 10 angeordnet ist. Dabei kommt ein Isolierkörper 64 zusätzlich zur Anwendung, der eine Außenumfangskontur aufweist, die geringfügig kleiner ist als die Innenumfangskontur der äußeren Gehäuseeinheit 80. Gleichzeitig weist dieser Isolierkörper 64 eine vertikale nach oben offene topfartige Ausnehmung 66 auf, deren Innenwandungskontur so groß bemessen ist, dass die Heizboilereinrichtung 10 innerhalb dieser Ausnehmung 66 angeordnet werden kann. Gleichzeitig ist im oberen Bereich der äußeren Gehäuseeinheit 80 ein gekantetes Trennblech vorhanden, das mit der Wandung der Gehäuseeinheit 80 eine Kammer bildet, innerhalb derer beispielsweise die Steuer-/Regeleinrichtung 50, zusätzliche Anzeige- und Bedieneinheiten angeordnet werden können, wobei die Bedienbarkeit von der Außenseite her gewährleistet ist.
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Die äußere Gehäuseeinheit 80 mit den dargestellten Komponenten setzt die Vorgabe einer sehr kompakten Bauweise um unter Einhaltung hoher Isolierwerte, die bezüglich der Gesamtenergieeffizienz der erfindungsgemäßen Heizboilereinrichtung wesentliche Vorteile mit sich bringt, wobei deren modulartiger Aufbau darüber hinaus eine hohe Variabilität gewährleistet, wartungs- und bedienungsfreundlich ist, montagetechnisch hohe Vorteile bietet und die gestellten Qualitätskriterien hinsichtlich der Energieeffizienz und dauerhaft zuverlässiger Funktion ermöglicht.
