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Heizungsanlage
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Die Erfindung betrifft eine Heizungsanlage mit offenem Kamin und zentral
befeuerter Sammelheizung.
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Es ist bekannt, daß offene Kamine den geringsten Wirkungsgrad (5 -
10 %) aller Feuerstätten haben und daher nur in Verbindung mit einer zusätzlichen
Heizung verwendet werden können. Trotz ihrer geringen Energieausbeute sind sie aber
wegen der anheimelnden Wirkung des offenen Feuers sehr beliebt.
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Offen Kamine wirken lediglich durch Wärmeabstrahlung der Flamme und
der Kaminwandung, während die Wärme des Heizgases in den Schornstein abzieht. Sie
sind daher zur gleichmäßigen Beheizung eines Hauses nicht geeignetO Der Hauptteil
der Heizenergie geht ungenutzt verloren.
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Zur gleichmäßigen Beheizung eines Hauses mit seinen sämtlichen Räumen
haben sich zentrale Heizungsanlagen bewährt, bei denen die zur Beheizung erforderliche
Wärme mittels einer einzigen Feuerstelle, die sich in der Regel in einem Heizraum
im Keller befindet, erzeugt und durch einen Wärmeträger, vorzugsweise Wasser, den
Räumen zugeführt wird.
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Angesichts der ständigen Verteuerung der Brennstoffe ergibt sich aber
die Notwendigkeit, die Heizensrgie möglichst sparsam zu verwenden und so vollständig
wie möglich auszubeuten.
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Aufgabe der Erfindung ist es, bei Nebeneinanderbestehen einer herkömmlichen
Zentral-Heizungsanlage und eines offenen Kamins eine Anlage zu schaffen, die es
ermöglicht, die Heizwärme des offenen Kamins als zusätzliche Energie für die Zentral-Heizungsanlage
nutzbar zu machen und auf diese Weise dazu beizutragen, den Energieaufwand für den
Betrieb der Zentralheizung merklich
zu verringern. Darüber hinaus
soll die Anlage in der Herstellung kostengünstig, sicher im Betrieb und einfach
regelbar sein.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kamin aus
einem doppelwandigen Gehäuse gebildet ist, dessen Zwischenräume vom Wasser durchflossen
sind, daß die wasserführenden Zwischenräume über eine Zu- und Rücklauf-Rohrleitung
mit einem als Wärmespeicher ausgestalteten Wasserbehälter verbunden sind, in den
ein mit der Vor- und Rücklauf-Rohrleitung einer an sich bekannten Zentral-Heizungsanlage
verbundener Wärmetauscher bekannter Bauart eingebaut ist, derart, daß das den Wärmetauscher
durchströmende Wasser der Zentral-Heizungsanlage von dem im Wärmespeicher befindlichen
heissen Wasser beheizbar ist.
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Mit der erfindungsgemäßen Heizungsanlage ist es möglich, trotz Energieverknappung
einen offenen Kamin zu betreiben, da dessen Energie gleichzeitig zur Beheizung einer
zentralen Sammelheizanlage ausgenutzt wird, wodurch eine große Einsparung an Heizenergie
und -kosten gewährleistet ist.
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Bei intensiver Befeuerung des Kamins, beispielsweise mit Koks, und
bei Verschluß der vorderen Kaminöffnung, kann sogar auf eine zusätzliche Befeuerung
der Zentralheizung
ganz verzichtet werden.
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Durch die Verwendung eines Wärmespeichers mit Umwälzpumpe kann laufend
das in den Kaminwandungen erhitzte Wasser abgezogen und mit kühlerem, nahe dem Boden
des Behälters befindlichem Wasser neu gespeist werden, ohne daß es hierbei zu Wärmeverlusten
kommt.
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In den Wärmespeicher ist in vorteilhafter Weise der Wärmetauscher
eingebaut, so daß für die verlustlose Erwärmung des Wassers der Zentralheizung gesorgt
ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung bestehen Ober-, Seiten- und
Rückwandung des Kamingehäuses aus doppelwandigen Blechen, deren Zwischenräume in
eine Vielzahl von Kanälen unterteilt sind. Der Feuerrost des Kamins ist aus einzelnen
Rohren gebildet, die in eine als durchgehendes Rohr ausgebildete vordere Kaminblende
und in die Kanäle der Kamin-Rückwand münden. Ferner sind die Kanäle der Rückwand
und die der Seitenwände über Rohrleitungen miteinander verbunden.
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Durch diese Ausgestaltung wird eine vollständige und intensive Ausbeute
der im Kamin-Feuerraum frei werdenden Energie erreicht, was schließlich zur Einsparung
an Heizenergie insgesamt führt. Das Wasser kann ungehindert in den gesamten Wandungen
des Feuerraumes zirkulieren.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung mündet die vom
Wärmespeicher kommende Zulauf-Rohrleitung unten in die vordere Kaminblende und die
Rücklauf-Rohrleitung in den Speicher zweigt mittig von der Oberwandung des Kamingehäuses
außen ab.
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Auf diese Weise wird einmal eine Kühlung der Frontblende des Kamins
erzielt. Zum anderen ist gewährleistet, daß nur kühleres Wasser über die Rostrohre
in die Rück-und Seitenwände des Kamins gelangen kann.
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Vorteilhaft ist weiterhin, daß die Wandungen des Kamingehäuses jeweils
aus einem stärkeren, innen angeordneten Blech und einem dünneren, außen befindlichen
Blech bestehen.
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Vorteilhaft ist es, innen eine Blechstärke von 2 mm und außen von
0,8 mm vorzusehen. Das dickere Blech kann nicht so schnell beschädigt werden, so
daß bei evtl. auftretendem überdruck Wasserdampf nur durch das dünnere Blech nach
außen tritt, wo es von der aus Ziegeln gebildeten Kaminverkleidung aufgefangen wird.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist
in der Zulauf-Rohrleitung vom Wärmespeicher zum Kamin-Gehäuse eine Umwälzpumpe angeordnet,
welche mittels eines im Kamin angebrachten Thermo-Schalters betätigbar ist0 Hierdurch
wird erreicht,
daß nur dann Wasser in die Kanäle des Kamingehäuses
gepumpt wird, wenn der Kamin ausreichend Hitze entwickelt.
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Vorteilhafterweise ist die Rauch-Abzugsöffnung für den Kamin in der
Rückwand des Feuerraum-Gehäuses angeordnet.
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Dies hat den Vorteil, daß die Wärme der Heizgase nicht unmittelbar
in den Schornstein abzieht, sondern zunächst im oberen Bereich des Feuerraums des
Kamins aufgefangen wird, wo sie zur Beheizung des zirkulierenden Wassers ausgenutzt
werden kann.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Durchfluß
des Rücklauf-Wassers der Zentral-Heizungsanlage durch den Wärmetauscher mittels
Thermöstaten und Ventilen teilweise oder ganz abschaltbar.
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Hierdurch wird bei Nichtbetrieb des Kamins der umgekehrte Effekt,
nämlich die Abkühlung des Wassers der Zentralheizung durch das nichbeheizte Kaminwasser
vermieden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung
ist die vordere Öffnung des Kamins mittels einer Tür, Stellwand o. dgl. vcrschlicHbar
und die Rauch-Abzugsöffnung ist mittels einer Drosselklappe verschließbar.
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Durch Verschluß der vorderen Kaminoffnung besteht der Vorteil, den
Kamin wie einen Heizkessel oder Ofen zu
betreiben, so daß zur Befeuerung
sämtliches Brennmaterial, ja sogar Hausmull, verwendet werden kann. Bei Verschließen
von Abzug und Kaminfront ist mittels Kohle oder Koks eine langsame Verbrennung und
damit eine iangzeitige Energieabgabe an den Speicher gewährleistet, wodurch eine
große Ersparnis an Heizkosten möglich ist.
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Vorteilhafterweise ist der Wärmespeicher mit einem Sicherheitsventil
ausgestaltet, so daß bei starkem bberdruck Wasserdampf aus dem Wärmespeicher abgeleitet
werden kann.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die doppelten
Blechwandungen des Kamingehäuses im Abstand von ca. 30 mm nahtweise aneinandergeschweißt
und die Kanäle für die Wasser-zirkulation mittels Preßluft gebildet.
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Die doppelwandigen Bleche des Kamin-Feuerraums lassen sich kostengünstig
mit Hilfe des Widerstands-Naht-Schweißverfahrens herstellen. Die Blechwandungen
werden in Strichnähten aneinandergeschweißt. Zur Schaffung der Kanäle werden die
Bleche dann mit Preßluft (ca. 30 bar) aufgeblasen, so daß zwischen den Schweißnähten
durchgehende Hohlräume gebildet werden, die die Kanäle bilden, in denen später das
Wasser zirkulieren kann.
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Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles schematisch in
den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 - die Gesamtübersicht über die erfindungsgemäße
Heizanlage mit räumlich dargestelltem Kamingehäuse und Wärmespeicher im Schnitt,
Fig. 2 -- die Einzelteile des Kamingehäuses vor dem Zusammenbau mit räumlicher Darstellung
des mit der Rückwand verbundenen Kaminrostes, Fig. 3 - die räumliche Teilansicht
der vorderen Kaminblende, aufgebrochen, und Fig. 4 - einen Schnitt durch die doppelten
Gehäusewände des Kamins.
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Das Gehäuse 1 des offenen Kamins gemäß der Erfindung wird durch Ober-
und Seitenwandungen 2 und eine Rückwand 3 aus doppelwandigen Blechen 9, 10, einer
vorderen als Rohr ausgestalteten Kaminblende 5 sowie einem Feuerrost aus Rohren
6 gebildet. Der Zwischenraum zwischen den Blechen 9, 10 ist in einzelne Kanäle 7
unterteilt, in denen Wasser 8 zirkuliert. Die Doppel-Wandungen 2, 3 des Kamingehäuses
1 bestehen innen aus dem dickeren Blech 92 während an ihrer Außenseite ein dünneres
Blech 10 angeordnet ist, damit im Falle von Undichtigkeiten der Wasserdampf nach
außen austreten kann, wo er von der Kaminummauerung 11 aufgefangen wird.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird das Kamingehäuse
1 wie folgt zusammengebaut: Ober- und Seitenwandungen 2 und die Rückwand 3 des Gehäuses
1 werden jeweils als ein Teil gefertigt. Die Teile 2, 3 bestehen aus einstückigen,ebenen,
zunderwelche freien doppelt angeordneten BlechenXdurch Aufeinanderschweißen Scrsclben
mittels einer Rollennaht-Schweißsind maschine hergestellt/. Anschließend wird das
die späteren Ober- und Seitenwandungen 2 bildende Teil nach Form der Rückwand 3,
in der die Rauch-Abzugsöffnung 12 für den Kamin angeordnet ist, gebogen, mit derselben
und der vorderen Blende 5 sowie den Rohren 6 des Feuerrostes, die über Öffnungen
13 mit dem Hohlraum der Blende 5 bzw. den später gebildeten Kanälen 7 der Rückwand
3 in Verbindung stehen, verschweißt. Danach wird der gesamte Kamin mit Preßluft
aufgeblasen, wodurch zwischen den Blechen 9, 10 der Wandungen die Kanäle 7 entstehen,
durch die das Wasser 8 zirkulieren kann.
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Das Kamingehäuse 1 ist über Zulauf- und Rücklauf-Rohrleitungen 14
bzw. 15 mit einem als Wärmespeicher 16 ausgebildeten Wasserbehälter verbunden, der
zur Speicherung des durch die Kaminwärme erhitzten Wassers 8 dient. Der Speicher
16 ist gut wärmeisoliert und widerstandsfähig gegen hohen Druck ausgeführt. Er kann
beispielsweise
im Keller des Hauses Aufstellung finden.
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Ebenfalls im Keller kann auch der Aschenkasten 17 für den Kamin angeordnet
sein.
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Bei Befeuerung des erfindungsgemäßen Kamins wird mittels eines im
Kamin angebrachten Thermoschalters 18, der auf eine bestimmte Temperatur im Kaminraum
anspricht, eine in der Zulauf-Rohrleitung 14 eingebaute Umwälzpumpe 19 eingeschaltet,
die für den Kreislauf des Wassers 8 im gesamten Kamin-Rohrsystem sorgt.
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Die Zulauf-Rohrleitung 14 mündet unten in die vordere Kaminblende
5. Das Wasser gelangt dann durch die Rohre 6 des Feuerrostes in die Gehäuserückwand
3. Vom oberen Bereich der Rückwand 3 gelangt es über je eine Rohrlei-Seitenwände
2 tung 20 bzw. 21 untenin die / des Gehäuses 1.
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Die Rücklauf-Rohrleitung 15 zweigt mittig von der oberen Gehäusewandung
2 ab und mündet oben in den Wärmespeicher 160 Sie ist mit einem Ventil 22 als Leerlaufsicherung
für das Kaminwasser versehen. Bei laufender Umwälzpumpe 19 ist das Ventil 22 geöffnet.
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Im Speicher 16 befindet sich ein Wärmetauscher 23 bekannter Bauart,
der mit der Vorlauf- und Rücklauf-Rohrleitung 24 bzw. 25 des Zentral-Heizungssystems
gekoppelt ist und der zur Ubertragung der Wärmeenergie des kaminbeheizten Wassers
8 in das Zentral-Heizungssystem dient.
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Bei Erreichen einer nutzbaren Wassertemperatur im Speicher 16 kann
die Zentralheizung über Thermostate bzw.
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Ventile 26, 27 teilweise oder ganz abgeschaltet werden.
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Die Kaminöffnung 28 kann mittels einer in der Zeichnung nicht dargestellten
Stellwand oder einer Tür verschlossen sein. Ferner kann die Rauchgas-Abzugsöffnung
12 des Kamins mit einer Drosselklappe versehen sein. Durch diese Maßnahmen ist bei
Verfeuerung von Kohle o. dgl.
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eine langsame Verbrennung gewährleistet, wodurch wiederum eine langzeitige
Energieabgabe sichergestellt ist.
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Die erfindungsgemäße Heizungsanlage besitzt eine große Wirtschaftlichkeit.
Bei vollerwärmtem Speicher (beispielsweise Inhalt 1000 1), ausgehend von einer nutzbaren
Wassertemperatur von ca. 1200 bis ca. 600 C,steht eine Wärmemenge von (600 C x 1000
1) 60 000 Kcal 69,8 KWh zur Verfügung. Diese Wärmemenge entspricht ca. 6 1 Heizöl
und reicht aus, die Funktion der Zentralheizung zu übernehmen (6 bis 7 Std. bei
ca. 100 qm Wohnfläche). Voraussetzung ist eine Verfeuerung von ca. 20 kg Kaminholz
bzw. entsprechend höherer Menge an Abfallholz. Letzteres ist billig oder kostenlos
zu erhalten.
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Berücksichtigt man, daß während der Kamin-Brennzeit die Wohnung unmittelbar
vom Kamin beheizt wird, kann
von einer guten Wirtschaftlichkeit
der Anlage gesprochen werden.
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Wenn der Wunsch besteht, nur das Kaminzimmer zu beheizen, so kann
die Zentralheizung abgeschaltet bleiben und nur der Kamin das Zimmer heizen.
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Patentansprüche:
1 - Kamingehäuse des offenen Kamis
2 - Ober- und Seitenwandung 3 - Rückwandung 4 - doppelwandiges Blech 5 - vordere
Kaminblende 6 - Rohre des Feuerrostes 7 - Kanäle 8 - Wasser - - dickeres Blech 10
- dünneres Blech 11 - Kamin-Ummauerung 12 - Rauch-Abzugsöffnung 13 - ffnung 14 -
Zulauf-Rohrleitung 15 - Rücklauf-Rohrleitung 16 - Wärmespeicher 17 - Aschenkasten
18 - Thermoschalter 19 - Umwälzpumpe 20,21 - Rohrleitung 22 - Sicherheitsventil
23 - Wärmetauscher 24 - Vorlauf-Rohrleitung 25 - Rücklauf-Rohrleitung 26,27 - Ventile
28 - Kaminöffnung
L e e r s e i t e