DE2716346C2 - Heizanlage - Google Patents

Description

a) die fluidführenden Leitungen (60) sind in der Befeuerung (14) schlangenförmig in einer etwa horizontalen und einer etwa vertikalen Ebene derart angeordnet, daß sie die Befeuerung (14) teilweise umgeben und einen gewundenen Fluidströmungsweg bilden,

b) mehrere Radiatoren (18, 20, 22, 24, 26, 28) sind hintereinander geschaltet mit der Vortaufleitung C32) und der Rücklaufleitung (46) verbunden,

c) jeder Radiator (18, 20, 22, 24, 26, 28) ist durch eine zugeordnete Umgehungsleitung (48) mit einem Regelventil (50) überbrückt,

d) der Befeuerung (14) ist in der Rücklaufleitung (46) von dem letzten Radiator (24) ein als Wärmespeicher und Fluidvorratsbehälter dienender Fluidspeicher (16) vorgeschaltet, und

e) zwischen der Rücklaufleitung (46) und dem Fluidspeicher (16) ist eine Pumpe (52) für den Zwangsumlauf des Fluides (F) im geschlossenen Kreislauf angeordnet

Die Erfindung betrifft eine Heizanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Im Hinblick auf die zunehmende Energieknappheit und die dadurch bedingten verschiedenen Engpässe und Schwierigkeiten bei der Brennstoffversorgung kommt entsprechenden Alternativverfahren zum Beheizen von Wohnungen und anderen Gebäuden große Bedeutung zu. Weiterhin sind auch viele Bauwerke, wie beispielsweise Ferienwohnungen, Berghütten, Bauernhäuser und dgl., an fernab gelegenen Stellen angeordnet, an denen zu Heizzwecken keinerlei Gas und möglicherweise auch keine Elektrizität, sondern allenfalls Heizöl zur Verfügung steht, das jedoch zunehmend knapper wird und häufig über große Entfernungen hinweg herangeschafft werden muß. Es ist demnach grundsätzlich ein Bedürfnis für eine solche Heizanlage gegeben, die durch eine in einer Feuerstelle installierbare Befeuerung, beispielsweise einen offenen Kamin, betrieben werden kann.

Zu diesem Zweck ist schon bei einer bekannten Heizanlage der gattungsgemäßen Art (DE-GM 74 23 032) vorgesehen, in einer Feuerstelle, beispielsweise in einem offenen Kamin, fluidführende Leitungen anzuordnen, die in Wärmeaustausch mit der Befeuerung und dem in den fluidführenden Leitungen strömenden Wärmeträgerfluid treten, wobei die fluidführenden Leitungen über eine Vorlauf- und eine Rücklaufleitung an eine übliche Wärmeabgabeeinrichtung, beispielsweise einen Radiator, angeschlossen sind. Als nachteilig bei dieser bekannten Heizanlage ist jedoch der Umstand anzusehen, daß die fluidführenden Leitungen in der Feuerstelle horizontal geradlinig verlaufend angeordnet sind, so daß die wirksame Wärmeaustauschfläche insgesamt relativ klein ist und demgemäß eine solche Heizanlage weder einen günstigen Wirkungsgrad noch eine hohe Leistungsfähigkeit besitzt.

Demgegenüber ist bei einer weiteren bekannten Heizanlage (FR-OS 22 70 532) ein Rauchgaswärmetauscher vorgesehen, der im Strömungsweg der von der Feuerstelle des Kamins abströmenden Rauchgase angeordnet ist und hauptsächlich die Aulgabe hat, den

ίο ansonsten verlorengehenden Wärmeinhalt der Rauchgase dem Wärmeträgerfluid zuzuführen, so daß dieser Wärmeinhalt der Rauchgase zur Beheizung genutzt werden kann. Zwar soll auch bei dieser Heizanlage die Befeuerung das Wärmeträgerfluid erwärmen, jedoch ist

;5 die Wärmeübertragung von der Befeuerung zum Wärmeträgerfluid aufgrund der kammerförmigen Auslegung der Wände und des Bodens der Befeuerung ungünstig, da eine viel zu große Fluidmenge erwärmt werden muß. Aus diesem Grund ist auch ein Hilfsspeicher mit einer Zusatzheizung vorgesehen, die das durch die Rauchgase nur geringfügig erwärmte Wünneträgerfluid aufheizt, bevor es zu dem Radiator strömt Dies bedeutet daß das Wärmeträgerfluid hauptsächlich von der Zusatzheizung aufgeheizt wird, damit es zur Speisung eines Radiators überhaupt geeignet ist, weshalb bei der bekannten Heizanlage der Behälter mit der Zusatzheizung auch unmittelbar im Zulauf zum Radiator vorgesehen ist

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die

Heizanlage der gattungsgemäßen Art derart auszugestalten, daß sie T.it sehr günstigem Wirkungsgrad und hoher Leistungsfähigkeit eine gleichförmige Beheizung, auch von großen Räumen, gestattet

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des einzigen Patentanspruchs gelöst.

Da bei der erfindungsgemäß ausgestalteten Heizanlage die fluidführenden Leitungen in der Befeuerung, diese teilweise umgebend, schlangenförmig in einer etwa horizontalen sowie einer etwa vertikalen Ebene verlaufen, können sie im Querschnitt relativ klein bemessen sein, so daß sie nur von einer kleinen Fluidmenge durchströmt werden. Gleichzeitig wird durch die schlangenförmige Verlegung der fluidführenden Leitungen ein gewundener Strömungsweg gebildet, der wesentlich langer als der durch geradlinige Leitungen gebildete Strömungsweg ist, so daß hierdurch die von den fluidführenden Leitungen gebildete Wärmeaustauschfläche insgesamt vergrößert ist und eine sehr große Wärmemenge an das Wärmeträgerfluid

so übertragen werden kann, ohne daß nennenswerte

Verluste zu erwarten sind. Hierdurch wird aber das Wärmeträgerfluid in wünschenswerter Weise sehr

schnell aufgeheizt.

Gemäß der erfindungsgemäß ausgestalteten Heizan-

lage können beliebig viele Radiatoren hintereinander geschaltet sein, was bisher nicht möglich war, da der Wärmeträger über die Befeuerung aufgrund des geringen Wirkungsgrades gar nicht so stark aufgeheizt werden konnte, als daß mehrere Radiatoren hätten gespeist werden können. Um eine möglichst gleichmäßige und energiesparende Beheizung des Raumes sicherzustellen, können die einzelnen hintereinander geschalteten Radiatoren mittels einer jeweils zugeordneten Umgehungsleitung überbrückt werden, wobei die vom jeweiligen Radiator abzugebende Wärme über ein Regelventil regulierbar ist, das an der Verbindungsstelle von Umgehungsleitung und Versorgungsleitung an der Auslaßseite des Radiators vorgesehen ist. Um zu

erreichen, daß der Wärmeinhalt des Fluides in der Rücklaufleitung vom letzten Radiator nicht verlorengeht, ist den in der Befeuerung vorgesehenen fluidführenden Leitungen ein Fluidspeicher vorgeschaltet, der insofern eine Doppelfunktion ausübt, als er einerseits als Wärmespeicher und andererseits als Fluidvorratsbehälter dient. Hierdurch kann insbesondere zu Beginn des Aufheizens des Wärmeirägerfluids in der Heizanlage erreicht werden, daß zusätzlich zu der von der Befeuerung gelieferten Wärmeenergie auch noch die Wärmeenergie des Fluids im Rücklauf genutzt wird, da das den fluidführenden Leitungen in der Befeuerung zugeführte Fluid schon eine höhere Ausgangstemperatur hat, als wenn die Leitungen direkt ohne Zwischenspeicherung gespeist würden.

Schließlich ist auch noch bei der erfindungsgemäßen Heizanlage zwischen der Rücklaufleitung und dem Fluidspeicher eine Pumpe angeordnet, die das Fluid in Zwangsumlauf setzt und auch gleichzeitig die Aufgabe erfüllt, daß das Fluid in der Rücklaufleitung unter Bewegung in den Fluidspeicher gelangt, wodurch eine intensive Vermischung des Fluides im Fiuidspeicher erzielt wird. Hierdurch nimmt das Fluid im Fluidspeicher sehr schnell eine Mischtemperatur ein, was sich im Hinblick auf den Gesamtwirkungsgrad der Heizanlage sehr günstig auswirkt

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert Diese zeigt in

F i g. 1 in horizontalem Schnitt einen mit der Heizanlage versehenen Raum,

Fig.2 vergrößert eine vertikale Teilansicht gemäß Linie 2-2 nach F i g. 1,

F i g. 3 vergrößert eine Teilansicht gemäß Linie 3-3 nach Fig.2und

F i g. 4 vergrößert einen Schnitt gemäß Linie 4-4 nach Fig. 2.

Wie insbesondere aus F i g. 1 und 2 ersichtlich, weist die dargestellte Heizanlage 10 eine in einer Befeuerung 14, beispielsweise in einem Kamin angeordnete Feuerstelle 12 auf, um ein durch die Feuerstelle 12 hindurchgeleitetes Fluid F, beispielsweise Wasser, zu erhitzen. Mit der Feuerstelle 12 ist ein Fluidspeicher 16 in Form eines Tanks verbunden, aus dem das Fluid Fder Feuerstelle 12 zugeführt werden kann. Mit der Feuerstelle 12 sind außerdem mehrere Radiatoren 18, 20,22,24,26 und 28 verbunden, die in der dargestellten Weise hintereinander geschaltet sind und das erhitzte Fluid F von der Feuerstelle 12 aufnehmen sowie den dargestellten Raum, beispielsweise das Innere eines konventionellen Gebäudes 30, in dem die Radiatoren 18—28 angeordnet sind, heizen.

Die Radiatoren 18—28 sind auch mit dem Fluidspeicher 16 verbunden, um das Fluid Fzum Fluidspeicher 16 zurückzuführen, dort zu speichern und wieder in den Kreislauf einzuleiten, und zwar derart daß die Heizanlage 10 in geschlossenem Kreislauf betrieben wird. Zu diesem Zweck verbindet eine Vorlaufleitung 32 den Radiator 18 mit dem AuslaD der Feuerstelle 12 und eine Leitung 34 den Radiator 18 mit dem Radiator 20. In gleicher Weise verbindet eine Leitung 36 die Radiatoren 20,22 und eine Leitung 38 die Radiatoren 22,24. Mit der Leitung 38 sind zwei parallele Leitungen 40, 42 verbunden, die ihrerseits jeweils an den Radiator 26 bzw. 28 angeschlossen sind. Die Radiatoren 26, 28 sind über eine Leitung 44 verbunden, um dadurch von der Leitung 38 über die Radiatoren 26, 28 und zurück zur Leitung 38 einen schb.'ifenförmigen Kreislauf zu bilden. Eine Rücklaufleitung 46 verbindet den letzten Radiator 24 mit dem Fluidspeicher 16. Die Radiatoren 18, 20, 22 und 24 sind jeweils durch eine ein Regelventil 50 aufweisende Umgehungsleitung 48 überbrückt, um dadurch die Menge des durch diese Radiatoren hindurchgeleiteten Fluids F zu regeln und den erforderlichen Ausgleich zwischen den Radiatoren 18—28 erzielen zu können. Die Regelventile 50 sind vorteilhafterweise konventionelle thermostatische Ventile, mit denen sich automatisch der Wärmeenergieausgleich der Heizanlage 10 erreichen läßt Es wird daher durch die parallele Anordnung der Umgehungsleitungen 48 gegenüber den ihnen zugeordneten Radiatoren 18,20,22 und 24 die Regelung des Fluidstroms durch die Heizanlage 10 ermöglicht

Um das Fluid Fdurch die geschlossene Heizanlage 10 zu zirkulieren, ist eine konventionelle Pumpe 52 mit der Rücklaufleitung 46 und mit einer zum Fluidspeicher 16 führenden Leitung 54 derart verbunden, daß sie zwischen dem Fluidspeicher 16 und dem letzten Radiator 24 angeordnet ist Eine Leitung 56 verbindet den Fluidspeicher 16 mit dem Eir! ;ß der Feuerstelle 12 Der rluiuspeicher 16 ist außerdem rn^:t einer Zuführleitung 58 versehen um der Heizanlage 10 zum Ausgleich von natürlichen Verlusten Fluid F zuführen zu können.

Wie aus F i g. 2 und 3 ersichtlich, weist die Feuerstelle 12 fbidführende Leitungen 60 auf, die in eine Vielzahl von horizontal verlaufenden, oberhalb des Bodens 62 der Befeuerung 14 angeordneten Heizschlangen 60 gebogen sind und einen gewundenen Fluidströmungsweg durch die Feuerstelle 12 bilden. In der Feuerstelle 12 ist ein Ständer 64 angeordnet, der die Heizschlangen 60 lagert und einen durch mehrere Beine 68 getragenen horizontalen Rahmen 66 besitzt Von diesem aus erstrecken sich zwei Vertikalträger 70 zur Lagerung eines Teils der Heizschlangen 60. Das bedeutet daß die Heizschlangen 60 sowohl auf dem horizontalen Rahmen 66 als auch an den Vertikalträgern 70 angeordnet sind und demgemäß teilweise ein Feuer umgeben, das auf den Heizschlangen 60, beispielsweise mi; !eis der Holzscheite L, gebildet ist Auf diese Weise bilden die Heizschlangen 60 zusammen mit dem Ständer 64 einen Gitterrost für das in der Befeuerung 14 gebildete Feuer.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich, ist dem Fluidspeicher 16

eine Zusatzheizung 72 zugeordnet so daß mittels der Heizanlage 10 eine konstante Temperatur auch dann aufrechterhalten werden kann, wenn, beispielsweise während der Morgenstunden, das Feuer in der Feuerstelle 12 ausgegangen ist. Aufgrund der Zusatzheizung 72 weist die Heizanlage 10 auch die Eigenschaft eines Notheiz- oder Bereitschaftssystems auf, so daß den Radiatoren J8—28 sowie gegebenenfalls auch den Heißwasseranschlüssen des betreffenden Raumes immer dann Wärmeenergie zugeführt werden kann, wenn dt: Feuerstellc 12 aus irgendeinem Grund, beispielsweise aus Mangel an Brennmaterial, nicht in Betrieb genommen weiden kann oder die Benutzer des im Gebäude 30 befindlichen Raums noch nicht angekommen sind oder das Feuer in der Feuerstelle 12 noch nicht entzündet haben. Die Zusatzheizung 72 kann mittels Flüssiggas, beispielsweise Propan, Butan und dgl., oder mittels Heizöl und dgl. betrieben werden und auch mit einem nicht dargestellten Thermostat versehen sein, der die Zusatzheizung 72 automatisch einschaltet, wenn die Wassertemperatur an den Heizschlangen 60 bis au.' eine vorbestimmte Temperatur abfällt

Die Leitungen, welche die Radiatoren 18—28 miteinander sowie mit der Befeuerung 14 und dem Fluidspeicher 16 verbinden, sind mit einer Außenisolie-

rung 74 "ersehen, die, wie aus F i g. 4 ersichtlich, den jeweils durch ein Eisen- oder Stahlrohr gebildeten Leitungshauptkörper 76 umgibt, so daß dadurch ein Verbundgebilde geschaffen wird, das insgesamt eine Leitung, im dargestellten Ausführungsbeispiel die Vorlaufleitung 32. bildet.

Es ist selbstverständlich möglich, für das als Wärmeträger dienende Fluid F anstelle von Wasser auch Luft zu verwenden. Falls weiterhin sämtliche Räume oder Teile des zu heizenden Bauwerkes eine vorbestimmte Maximaltemperatur erreicht haben, schaltet sich die Heizanlage IO in einfacher Weise ab, indem sämtliche Regelventile 50 geöffnet, d. h. in eine solche Stellung verbracht werden, in der die Strömung des Fluids Fdurch die Radiatoren 18—28 unterbrochen ist, das Fluid F jedoch mittels der Umgehungsleitungen 48 an den Radiatoren 18—28 vorbeiströmen kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Heizanlage mit einem Fluid als Wärmeträger, das ausgehend von einer über fluidführende Leitungen in Wärmeaustausch mit dem Wärmeträger tretenden Befeuerung, die in einer Feuerstelle installierbar ist, in geschlossenem Kreislauf durch wenigstens einen Radiator zur Raumbeheizung über eine Vorlauf- und eine Rücldaufleitung strömt, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: