DE3230327A1

DE3230327A1 - Luftheizungssystem

Info

Publication number: DE3230327A1
Application number: DE19823230327
Authority: DE
Inventors: Dieter 8084 Inning Unkel
Original assignee: HEINRICH DREXL KG
Current assignee: HEINRICH DREXL KG
Priority date: 1982-08-14
Filing date: 1982-08-14
Publication date: 1984-03-01

Description

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Luftheizungssystem Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Luftheizungssystem der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Solche Luftheizungssystene stehen in verschiedenen Ausfüh- ^q rungsformen zur Verfügung und werden nach der Art der Lufterwärmung in Feuer-, Dampf- bzw. Wasser-Luftheizungen unterschieden.

Nachteilig ist bei den verschiedenen, herkömmlichen AusjK führungsformen die Verwendung einer im allgemeinen sowohl in den Anschaffungskosten als auch im Betrieb kostspieligen Wärmequelle, nämlich eines üblichen Ofens oder einem anderen Aggregat zur Erwärmung der umlaufenden Luft_/im allgemeinen durch die Verbrennung von Primärenergie, also Gas, 2Q Kohle oder Heizöl.

Während diese aufwendigen öfen für die Erwärmung großer Räume, wie beispielsweise Fabrikhallen, Lagerhallen oder dergleichen oder große Gebäude durchaus ihren Sinn haben, or gibt es viele Anwendungsfälle, bei denen für die Erwärmung entsprechend kleinerer Räume nur relativ geringe Wärmemengen benötigt werden, also die Verwendung eines zusätzlichen Ofens unter Umständen nicht gerechtfertigt wäre.

„Q Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Luftheizungssystem der angegebenen Gattung zu schaffen, mit dem in bestimmten Anwendungsfällen zumindest teilweise auf eine kostspielige, durch Primärenergie gespeiste Wärmequelle verzichtet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsqemäß durch die im kennzeich-

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nenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Zweckmäßige Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen c zusammengestellt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen auf folgenden Überlegungen: In vielen Anwendungsfällen steht überschüssige, nicht genutzte Energie zur Verfügung, und . _ zwar in Form von Wärmemengen, die in der Abluft eines Raumes oder eines Gebäudes enthalten sind; als besonders geeignetes Beispiel soll auf einen landwirtschaftlichen Betrieb mit Viehhaltung in Ställen verwiesen werden; so herrschen in Kuhställen auch im Winter Temperaturen von 14 bis 18 ° C, ohne daß eine zusätzliche Wärmequelle erforderlich ist, d.h., diese Wärmemenge wird durch die Tiere selbst erzeugt; in den Ställen für die Haltung von Hühnern treten im allgemeinen Temperaturen von 18 bis 22° C, bei der Hähnchenmast Temperaturen von 20 bis 3 5°C und in Schweineställen Temperaturen von 16 bis 22 ° C auf.

Diese Ställe werden regelmäßig entlüftet, d.h., mittels eines Ventilators wird die verbrauchte Luft abgesaugt und nach außen gepumpt.

Leitet man nun diese Abluft von Ställen durch einen Wärmetauscher, so kann die darin enthaltene Wärmemenge für die Erwärmung der Umluft eines Luftheizungssystems genutzt und beispielsweise dazu verwendet werden, den Wohntrakt des landwirtschaftlichen Betriebes zu heizen.

Die Temperaturunterschiede zwischen den belegten Ställen einerseits und den Solltemperaturen der Wohnräume andererseits sind relativ gering, wie sich aus deft obigen Angaben ergibt, so daß in vielen Fällen die dadurch zurückgewonnene Energie bereits für die Erwärmung des Wohntraktes ausreicht und nur in besonderen Extrem-

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fällen, also bei besonders tiefen Temperaturen im Winter, eine zusätzliche, konventionelle Heizung benötigt wird.

Die für die Erwärmung des Wohntraktes dienende Luft kann im Umlauf geführt werden, wobei die Zufuhr der erforderlichen Frischluft durch Lüften, aber auch über Undichtigkeiten an Fenstern, Türen usw. erfolgen kann.

Als Alternative hierzu ist es auch möglich, der Umluft des Wohnraumes einen gegebenenfalls variablen Anteil an Frischluft zuzusetzen, wodurch kein zusätzliches Lüften mehr erforderlich ist. Bei Verwendung einer entsprechenden Steuerung kann beispielsweise die Frischluft in definierten Anteilen und vorgegebenen Zeitintervallen zugesetzt werden.

Bei der üblichen Entlüftung eines Stalles wird die Abluft direkt nach außen abgegeben; wenn die dadurch bei der natürlichen oder zusätzlichen Belüftung auftretende Temperaturverringerung im Stall zu groß wird, ist es auch möglich, die Abluft zumindest teilweise dem Stall wieder zuzusetzen und dadurch eine zu starke Temperaturverringerung zu verhindern.

In analoger Weise kann auch die Umluft des Luftheizungs systems zumindest teilweise nicht wieder dem zu beheizenden Raum zugeführt, sondern nach außen abgegeben werden, um beispielsweise einen Ausgleich für die zugesetzte Frischluft zu schaffen.

In jedem Fall ist es schließlich möglich, die nach außen abgegebene Abluft durch eine Wärmepumpe zu führen, um dadurch noch zusätzlich Wärme, beispielsweise für die Brauch-Wasserbereitung, aber auch für Heizzwecke, zu gewinnen.

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Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur eine Schemadarstellung eines landwirtschaftlichen Betriebes mit Wohnhaus und Stall mit einem erfindungsgemäßen Luftheizungssystem zeigt.

Ein üblicher landwirtschaftlicher Betrieb weist ein Wohnhaus 10 und einen Stall 12 auf, die im allgemeinen nicht allzuweit voneinander entfernt sind und oft direkt nebeneinander liegen. Bei dem darstellten landwirtschaftlichen Betrieb sind Wohnhaus 10 und Stall 12 nur durch einer schmalen Vorraum 11 voneinander getrennt. 15

In diesem Vorraum 11 befindet sich ein üblicher, im Fandel erhältlicher Wärmetauscher 14, wie er auch für die Be-und Entlüftung von Ställen eingesetzt wird; hierbei kann es sich sowohl um einen regenerativen als auch um einen rekuperativen Wärmetauscher handeln, wobei der ausgewählte Typ von den vorliegenden Betriebsbedingungen abhängt, insbesondere von dem räumlichen Abstand zwischen Wohnhaus 10 und Stall 12.

Als Beispiel für den Wärmetauscher 14 wird ein Glasrohrwärmetauscher genannt, der beispielsweise im Kreuzstrombetrieb arbeitet .

An den Wärmetauscher 14 ist der übliche, nicht dargestellte Ventilator angeschlossen, der druck- oder saugseitig arbeiten kann und über die Abluftleitung 16 Luft aus dem Stall 12 abzieht, durch den Wärmetauscher 14 transportiert und dann über die Auslaßleitung 18 nach außen abgibt

In der Auslaßleitung 18 befindet sich eine schematisch angedeutete, steuerbare Umschalteinrichtung 20, die die

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Aufzweigung des Abluftstromes zwischen der Abluftleitung

18 und einer Zuluftleitung 22 für den Stall 12 ermöglicht, so daß ein Teil der Abluft wieder dem Stall 12 zugeführt g werden kann und dadurch eine zu starke Verringerung der Stalltemperatur verhindert wird.

An die Abluftleitung 18 kann bei Bedarf weiterhin eine nicht dargestellte Wärmepumpe angeschlossen werden, um IQ auch die noch in der Abluft verbliebene Wärmemenge auszunutzen.

Das Wohnhaus 10 oder zumindest einige Räume des Wohnhauses 10 sind mit einer herkömmlichen Luftheizung versehen, d.h.,

as sind Umluftleitungen 24 vorgesehen, die über ebenfalls .nicht näher dargestellte Ventilatoren die Umluft aus den Räumen absaugen, durch eine "Wärmequelle" transportieren , so daß die erwärmte Umluft über Leitungen 2 6 wieder auf die einzelnen Räume bzw. bestimmte Einführöffnungen der einzelnen Räume verteilt werden kann.

Als Wärmequelle für dieses Luftheizungssystem dient der Wärmetauscher 14, der der Abluft des Stalles 12 die Wärme entzieht und mit der rückgewonnenen Wärme die Umluft des Wohnhauses wieder aufwärmt.

Geht man beispielsweise davon aus, daß in dem Stall 12 Hühner gehalten werden und damit die Durchsehnittstempe ratur des Stalls 12,auch im Winter, bei 18 bis 22 ⁰C liegt, setzt man weiterhin Leitungsverluste von etwa 2⁰C an, so läßt sich mit einem solchen System bei entsprechender Anpassung von Raumgröße an Stallgröße eine Temperatur im Wohnhaus 10 von etwa 16 bis 20 ⁰C, zumindest in einigen Räumen, aufrechterhalten, ohne daß eine zusätzliche Wärmequelle benötigt wird. Die üblichen,Primärenergie verbrennende Heizquellen,also Brenner für Kohle, Heizöl oder Gas, werden nur bei extrem niedrigen Außentemperaturen benötigt.

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Bei der klassischen Luftheizung wird die Luft nur umgewälzt, so daß sich eine Art geschlossener Kreislauf ergibt und die Lüftung der Räume im wesentlichen nur durch öffnen der Fenster erfolgt. Um die dadurch entstehenden Wärmeverluste zu vermeiden, kann der Umluftleitung 24 über eine sch.ematisch angedeutete Umschalteinrichtung 28 und eine Leitung 30 eine definierte Frischluftmenge zugesetzt werden; zu diesem Zweck kann die Umschalteinrichtung 28 entweder kontinuierlich einen definierten Prozentsatz Frischluft zuführen oder aber in definierten Zeitabständen für eine bestimmte Zeitspanne nur noch Frischluft durch den Wärmetauscher 14 durchlassen.

Auf der Zuführseite des Luftheizungssystems ist mit dem Auslaß des Wärmetauschers 14 eine analoge Umschalteinrichtung 32 verbunden, die die zuzuführende, erwärmte Luft, gegebenenfalls in einem variablen Verhältnis, über die Leitung 26 dem Wohnhaus 10 als Heizungsluft oder über eine Leitung 34 einer Wärmepumpe 36 zuführt; diese Wärmepumpe 36 kann die in der erwämten Luft enthaltene Wärme beispielsweise für die Brauchwasserbereitung oder für zusätzliche Heizzwecke nutzen.

Die Umschalteinrichtung 20, 28 und 32 sowie auch die Wärmepumpe 36 können bei Bedarf selbsttätig, zum Beispiel entsprechend dem Tagesrhythmus, gesteuert werden, wodurch sich eine selbsttätige Steuerung des gesamten Luftheizungssystem ergibt.

Die Wärmepumpen, z.B. die Wärmepumpe 36, können auch zwischen dem Wärmetauscher 14 einerseits und den Umschalteinrichtungen 20 bzw. 32 angeordnet sein.

Claims

Anwaltsakte 7003 ¹³· ^Au9· ¹⁹⁸²

PRIX Bauelemente
Wiehofsky & Drexl

Schulstr. 7
8913 Schondorf

Luftheizungssystem

Patent an sprüche

ν V ^Luf^t^eizungssystem

a) mit einer Wärmequelle/

b) mit Leitunqen für die Verteilung der durch die Wärmequelle erwärmten Luft auf mindestens einen Raum,

c) mit Umlaufleitungen für die Rückführung der Luft zu der Wärmequelle,

dadurch gekennzeichnet, daß

d) die Wärmequelle durch einen Wärmetauscher (14) gebil- <3et wird,

e) der durch die aus einem benachbarten Raum (12) mit überschüssiger Wärme abgezogene Wärmemenge beaufschlagt ist.

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2. Luftheizungssystem nach Anspruch 1 für die Erwärmung der Räume eines landwirtschaftlichen Betriebes, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (14) durch die aus einem Stall (12) abgezogene Wärmemenge beaufschlagt wird.
3. Luftheizungssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Umluftleitung (24) eine Leitung (30) für die Zuführung von Frischluft verbunden ist.
4. Luftheizungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (14) durch die wärme, abgesaugte Abluft des benachbarten Raums (12) beaufschlagt wird.
5. Luftheizungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluft nach dem Verlassen des Wärmetauschers (14) dem benachbarten Raum (12) wieder zugeführt und/oder nach außen abgegeben wird.
6. Luftheizungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die nach außen abgegebene Abluft durch eine Wärmepumpe geführt wird.
7. Luftheizungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Wärmetauscher (14) erwärmte Luft zumindest teilweise durch eine Wärmepumpe (36) geführt wird.