DE3308700C2 - Einrichtung zum Heizen und Lüften - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Heizen oder Lüften eines Raumes mit einer brennstoffbeheizten Wärmequelle. Bei dieser Heizungs- und Lüftungseinrichtung soll sowohl die Abluft aus dem zu belüftenden Raum abgeführt werden als auch beheizte Zuluft in diesen Raum eingeführt werden. Damit nicht Abgas der Wärmequelle mit der Frischluft gemischt wird, infolge von im Laufe der Zeit eintretenden Undichtigkeiten, ist ein Zwischenkreislauf vorgesehen, so daß die Wärme aus der Abluft beziehungsweise aus dem Abgas nur über diesen Zwischenkreislauf auf die zu beheizende Frischluft übertragen wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Heizen und Lüften gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Es ist bereits eine Einrichtung zum Heizen oder Lüften eines Raumes nach der DE-OS 32 44 373 gemäß § 3 Abs. 2 Satz 1 PatG. bekanntgeworden, bei der eine brennstoffbeheizte Wärmequelle vorgesehen ist, deren Abgas einmal vom Wärmetauscher und zum anderen von einem nachgeschalteten Abgaswärmetauscher heruntergekühlt wird. Der nachgeschaltete Abgaswärmetauscher speist hierbei eine Umluftheizungsanlage, Frischluft wird der abgasbeheizten Wärmequelle durch einen gesonderten Zuluftkanal zugeführt, wobei die Zuluft als Verbrennungsluft für die Wärmequelle dient. Stromab des Abgaswärmetauschers ist ein Abluftstutzen vorgesehen, durch den Abluft aus dem Aufstellungsraum der Wärmequelle oder einem anderen Raum dem Abgas beigefügt wird, bevor es in den Schornstein gelangt

Da das Abgas nach passieren der Wärmetauscher feuchtigkeitsgesättigt ist die Abluft aus den Räumen aber auch einen Feuchtegehalt in der Nähe des Sättigungspunktes aufweist, ist es möglich, daß im Zuge nachgeschalteter weiterführender Abgas/Abluftleitungen und im Schornstein der Taupunkt unterschritten werden kann, so daß Kondensat aus dem Gemisch von Abgas/Abluft ausfällt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zwar den Wärmeinhalt der Abgase einer brennstoffbeheizten Wärmequelle möglichst vollständig auszunutzen, andererseits aber sicherzustellen, daß es im Zuge der nachgeschalteten Leitungsteile für das Abgas, insbesondere im Schornstein, nicht zu Kondensatausfall kommt.

Die Lösung dieser Aufgabe liegt in den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs.

Weitere Ausgestaltungen und besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der F i g. 1 und 2 der Zeichnung näher erläutert Es zeigt F i g. 1 eine Querschnitts-Prinzipdarstellung einer Einrichtung zum Heizen und Lüften eines Raumes und

Fig.2 eine Variante zu der Einrichtung gemäß Fig. 1.

In beiden Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen jeweils die gleichen Einzelheiten.

Die Einrichtung zum Heizen und Lüften ist als Einheit innerhalb eines einzigen Gehäuses 1 aufgebaut. Der untere Bereich 2 des Gehäuses weist die brennstoffbeheizte Wärmequelle 3 auf, die im wesentlichen aus einem mit einer Rücklaufleitung 4 und einer Vorlaufleitung 5 versehenen Wärmetauscher 6 sowie einem von einer mit einem Magnetventil 7 versehenen Brennstoffleitung 8 gespeisten Brenner 9 besteht. Das Gehäuse 1 ist in seinem unteren Bereich unten offen, so daß Abluft 10 aus dem Aufstellungsraum 11 der brennstoffbeheizten Wärmequelle von unten her an den Brenner 9 Zutritt hat.

Zwischen dem Gehäuse 1 und dem Wärmetauscher 6 der brennstoffbeheizten Wärmequelle ist eine Wärmefalle 12 in Gestalt eines geschwärzten, strahlungswärmeabsorbierenden Blechs vorgesehen, das sich allseits rund um den Wärmetauscher erstreckt. In dem Raum zwischen der Wärmefalle 12 und der jeweiligen Wand des Gehäuses 1 ist eine Führung 13 für Abluft aus dem Aufstellungsraum der Wärmequelle oder aus einer Wohnung vorgesehen. Diese Führung 13 reicht etwa bis auf die Höhe des Wärmetauschers 6, der äußere Strömungskanal 14, der zwischen dem Umlenkblech 13 und dem Gehäuse 1 gebildet ist, dient zur Förderung der kühleren Abluft, die im Bereich des Endes 15 der Führung 13 umgelenkt und in dem Raum 16 zwischen dem Umlenkblech 13 und der Wärmefalle 12 nach oben gelenkt wird.

Oberhalb des Wärmetauschers 6 und im Abstand hiervon ist eine Blende 17 vorgesehen, die Ausnehmungen 18 aufweist, die zur Verteilung des Abgases dienen. Oberhalb der Blende 17 befindet sich das obere Ende 19 der Führung 13, an der Umlenkschaufeln 20 vorgesehen sind, die teilweise in den Raum 14 und teilweise in den Abgasraum 21 hineinragen, der oberhalb der brenn-

stoffbeheizten Wärmequelle 3 vorgesehen ist Im mittleren Bereich 22 des Gehäuses 1 und noch im Abgasraum 21 ist ein Inneiimantel 23 vorgesehen, der den Abgasraum 21 umschließt, der in seinem Inneren einen Zwischenmedium-Primär-Wärmetauscher 26 aufweist. Zwischen dem Innenmantel 23 der wiederum Bestandteil einer weiteren Wärmetauschereinrichtung ist und dem Gehäuse 1 entsteht ein Ringraum 24, der als Fortsetzung des Ringraumes 14 anzusehen ist. Die beiden Ringräume 14 und 24 sind durch die Unterbrechung 25 im Bereich der Umlenkschaufeln 20 voneinander getrennt.

Der Zwischenmedium-Primär-Wärmetauscher 26 steht über eine Vorlaufleitung 27 mit dem oberen Bereich 28 des Gehäuses 1 in Verbindung.

An seinem oberen Ende 29 verengt sich der Abgasraum 21, in dem der Innenmantel 23 flaschenhalsartig nach innen gezogen ist. Der Innenmantel 23 geht hier somit in ein das Abgas führende Rohr 30 über, das als Abgasableitung zu einem nicht weiter dargestellten Schornstein dient. Die flaschenhalsartige Verengung des Innenmantels 23 und das das Abgas führende Rohr 30 sind umgeben von einem Rohr 31, dessen oberes Ende von einer Einlaßkammer 32 gebildet ist, die an eine Zufuhrleitung 33 für warme Abluft aus einer Wohnung angeschlossen ist. Zwischen dem das Abgas führende Rohr 30 und dem Rohr 31 entsteht somit ein Ringraum 34 für die Abluft, die über das das Abgas führende Rohr 30 und die flaschenhalsartige Verengung des Innenmantels 23 in wärmetauschender Verbindung zum Abgas steht. Der Ringraum 34 steht über die flaschenhalsartige Erweiterungsstelle im Bereich 29 mit dem Ringraum 24 in Verbindung, da das Rohr 31 im Bereich 29 eine Aufweitung erfährt und das aufgeweitete untere Ende 35 des Rohres an die Innenwandung des Gehäuses 1 angeschweißt ist.

Durch die obere Deckplatte 36 des Gehäuses 1 ragen konzentrisch die Rohre 31 und 30 durch, an den Seiten des Deckels 36 ist ein Einlaßstutzen 37 und ein Auslaßstutzen 38 vorgesehen. Der Einlaßstutzen ist mit der Atmosphäre verbunden, der Auslaßstutzen mit der mit erwärmter Frischluft zu belüftenden Wohnung. Der Einlaßstutzen 37 steht mit einem Ringraum 39 in Verbindung, der Gehäuse 1 und einer Außenwandung 40 eines Zwischenmedium-Sekundärwärmetauschers 41 des Zwischenkreislaufs gebildet ist, der mit der Vorlaufleitung 27 verbunden ist. Von dem Sekundärwärmetauscher 41 des Zwischenkreislaufs geht eine Rücklaufleitung 42 ab, die mit dem Zwischenmedium-Sekundärwärmetauscher 26 verbunden ist.

An der Unterseite 43 des Mantels 40 sind Eintrittsöffnungen 44 vorgesehen, die mit dem Ringraum 39 in Verbindung stehen. An der Oberseite 45 des Mantels 40 sind im Bereich des Auslaßstutzens 38 gleichfalls mit diesem eine Verbindung ermöglichende Ausnehmungen 46 vorgesehen.

Die Funktion der eben anhand der F i g. 1 beschriebenen Heiz- und Lüftungsanlage ist wie folgt: Eine Zentralheizungsanlage, die als Wärmequelle den Wärmetauscher 6 der brennstoffbeheizten Wärmequelle 3 aufweist und an ihn angeschlossen ist, versorgt sowohl den Raum 11 als auch eine oder mehrere Wohnungen des zugehörigen Aufstellungsgebäudes über nicht weiter dargestellte Radiatoren mit Wärme. Hierzu saugt die Wärmequelle 3 an der unten offenen Unterseite 10 Abluft aus dem Raum 11 an, die hier als Verbrennungsluft dient. Die vom Brenner 9 aufsteigenden heißen Verbrennungsgase durchsetzen zunächst unter Wärmeabgabe den Wärmetauscher 6 und gelangen nach Vergleichmäßigung durch die Blende 17 in den Bereich des Zwischenmedium-Primär-Wärmetauscners 26. Dieser Wärmetauscher 26 gibt die von ihm aufgenommene Wärme an den Sekundärwärmetauscher 41 ab, der damit die durch den Stutzen 37 einströmende Frischluft, die eine Temperatur gemäß der Atmosphäre aufweist aufheizt und über den Stutzen 38 in eine oder mehrere Wohnungen des Aufstellungsgebäudes abgibt Diese starke Kühlung im Bereich des Zwischenmediumkreislaufs, der aus den beiden Wärmetauschern 26 und 41 sowie den beiden Leitungen 27 und 42 besteht bewirkt, daß die Abgase der brennstoffbeheizten Wärmequelle 3 nach Passieren des Wärmetauschers 26 — also im Raum 29 und im Inneren des das Abgas führenden Rohres 30 — eine Temperatur aufweisen, die niedriger als die Raumtemperatur des Gebäudes ist. Das Temperaturniveau des Sekundärwärmetauschers 41 erlaubt im Primärwärmetauscher 26 unabhängig von den Temperaturverhältnissen im Heizungsvorlauf 5 beziehungsweise -rücklauf 4 eine Brennwertausnutzung des fossilen Brennstoffes — insbesondere Erdgas — und eine Restwärmenutzung der Wohnungsabluft. Bei diesem starken Wärmeentzug ausfallendes Kondensat wird auf nicht dargestellte Weise abgeführt Somit besitzen die Abgase der brennstoffbeheizten Wärmequelle nach dem Verlassen des das Abgas führenden Rohres 30 eine Temperatur, die mit Sicherheit tiefer liegt als die Schornsteinwandtemperatur. Somit ist sichergestellt, daß die Abgase nach Verlassen des das Abgas führenden Rohres 30 allenfalls wieder geringfügig aufgeheizt werden, mit Sicherheit aber nicht weiter abgekühlt werden. Dadurch ist weiterer Kondensatanfall im Bereich des Schornsteins oder etwa zu ihm hinführender Leitungen ausgeschlossen.

Die aus dem Stutzen 38 entweichende aufgeheizte Frischluft dient zum Belüften einer oder mehrerer Wohnungen des Aufstellungsgebäudes der brennstoffbeheizten Wärmequelle 3, gegebenenfalls auch zum Temperieren des Aufstellungsraumes 11. Aus diesen Räumen wird über die Leitung 33 mehr oder weniger feuchtigkeitsgesättigte Abluft abgeführt, die zunächst über die Einlaßkammer 32 in den Ringraum 34 eindringt. Hier findet ein teilweiser Wärmetausch sowohl mit dem Abgas innerhalb des Rohres 30 als auch mit der kalten Frischluft im Bereich des Wärmetauschers 41 statt. Die leicht erwärmte Abluft gelangt aus dem Ringraum 34 in den Ringraum 24. Hier besteht die Möglichkeit zur Wärmeaufnahme über den Innenmantel 23, wobei die aufgenommene Wärme aus den Abgasen der Wärmequelle stammt. Die weitererwärmte Abluft gelangt über die Unterbrechung 25 und nach Umlenkung über den unteren Bereich 15 der Führung 13 im Bypass zur Wärmefalle 12 in den Abgasraum 21 und dient hier zusätzlich als Verbrennungsluftzufuhr für das Gas des Brenners 9. Gegebenenfalls ist es möglich, den Zutritt an Abluft durch die Leitung 33 der Belastung der Wärmequelle anzupassen, gegebenenfalls könnte auch die Zuluft 10 aus dem Raum 11 gedrosselt werden, um am Teillastbetrieb des Brenners 9 mit guten Wirkungsgraden arbeiten zu können.

Die Variante beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 2 besteht im wesentlichen darin, daß der Ringraum 34 über ^ie Einlaßkammer 32 nicht mit einer Abluftleitung aus Wohnungen, sondern mit dem Frischluftstutzen 37 verbunden ist. Stromab des Ringraums 34 ist dann die Frischluftleitung über die Ausnehmung 44 des Wärmetauschers 41 mit dem Zuluftstutzen 38 verbunden, der die im Wärmetauscher 41 erwärmte Frischluft zu den

mit temperierter Frischluft zu versorgenden Wohnungsräumen in Verbindung bringt. Der Vorteil dieser Ausführungsmöglichkeit liegt darin, daß die Frischluft in noch besserem Wärmeaustausch mit dem das Abgas führende Rohr 30 steht. An das Abgas führende Rohr 30 findet eine erste Aufheizung dei noch kalten Frischluft statt, während die zweite stärkere Aufheizung im Bereich des Wärmetauschers 41 erfolgt. Der Vorteil liegt weiterhin darin, daß das Abgas im Inneren des Rohres 30 auf eine noch tiefere Temperatur gelangt als beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig.!.

Die Wärmefalle 12 dient dazu, von dem Wärmetauscher 6 beziehungsweise dem Brenner 9 oder, allgemein gesprochen, von den Teilen des Abgasraums 21 abgestrahlte Wärme aufzufangen und an die an den Siechen der Wärmefalle 12 vorbeistreichende Abluft abzugeben. Damit wird erreicht, daß das Gehäuse 1 der Wärmequelle kühl und daß auch die Strahlungswärme der Wärmequelle weitestgehend entweder über die Abgase und den Wärmetauscher im Bereich des Abgaszuges oder über die Frischluft nutzbar gemacht wird.

Ein weiterer Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 besteht darin, daß der Ablufteinlaßstutzen 33 zwar mit dem Ringraum 39 in Verbindung steht, die in den Ringraum jedoch eintretende Abluft über die Unterbrechung 25 im Bereich der Umlenkschaufel 20 vollständig in das Innere des Abgasraums 21 oberhalb des Wärmetauschers 6 und oberhalb der Blende 17 eintritt Somit steht diese Abluft nicht für die Verbrennungsluft für den Brenner 9 zur Verfügung. Als Ausgleich dafür tritt an der Unterseite 10 der brennstoffbeheizten Wärmequelle 3 großflächig Abluft aus dem Aufstellungsraum 11 ein. Diese Luft durchsetzt die Zwischenräume zwischen den einzelnen Brennelementen des Brenners 9 genauso wie die Ringräume zwischen Wärmefalle 12 und Wärmetauscher 6 beziehungsweise Brenner 9, wie auch die Ringräume zwischen der Wärmefalle 12 und der Führung 13, wie auch letztlich zwischen der Führung 13 und der Innenwandung des Gehäuses 1. Die die beiden letztgenannten Wege nehmende Abluft aus dem Raum 11 gelangt durch Spalte zwischen der Wärmefalle 12 und der Führung 13 einerseits und den Umlenkschaufeln 20 andererseits in das Innere des Abgasraumes 21 im Bereich der Blende 17.

Es ist möglich, das Gehäuse im Zuge einer Ebene 47 zu trennen und den oberen Bereich 28 des Gehäuses 1 vom unteren Bereich 2 abnehmbar zu gestalten. Das Ganze soll zu Säuberungs- oder Servicezwecken sinnvoll sein.

50

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

55

65

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Heizen und Lüften eines Raumes mit einer brennstoffbeheizten, auf einen Wärmetauscher wirkenden Wärmequelle, einer Führung für Frischluft und Abluft für den zu lüftenden Raum und eine in diese Führung eingeschaltete weitere Wärmetauschereinrichtung, die dem Abgas der Wärmequelle ausgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasführung (30) über die weitere Wärmetauschereinrichtung (26, 41) mit der Frischluftführung (37,38) in wärmetauschender Verbindung steht, wobei die Abluft und das Abgas unter Ausnutzung des Brennwertes vor Eintritt in den Schornstein auf ein Temperaturniveau unterhalb des des Schornsteins gebracht ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Wärmetauschereinrichtung einen Zwischenmedium-Kreislauf (26, 41, 27, 42) mit zwei Wärmetauscher (26, 41) aufweist, wovon der eine von der Abluft und dem Abgas, der andere von der Frischluft beaufschlagt ist

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Frischluft aufheizende Wärmetauscher (41) des Zwischenmediumkreises von einem die aufzuheizende Frischluft führenden Rohr (31) durchsetzt ist, in dem im Abstand von der Rohrwandung (31) ein das Abgas führende Rohr (30) angeordnet ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der die Frischluft aufheizende Wärmetauscher (41) einen Mantel (40) aufweist, der zu dem Gehäuse (1) der Einrichtung einen Zwischenraum (39) bildet, der mit dem Frischlufteinlaßstutzen (37) in Verbindung steht.

5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (40) des Wärmetauschers (41) zum Gehäuse (1) der Einrichtung einen Ringspalt (39) bildet, an den der Abluftanschluß (33) für die Entlüftung des Raumes des Aufstellungsgebäudes angeschlossen ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Abgas-/ Zwischenmedium-Wärmetauschers (26) die Wärmequelle (3) angeordnet ist, die allseitig von einem Blech (12) umgeben ist, das jeweils nach innen und außen zum nächsten Bauteil durch einen Luftzwischenraum getrennt ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzwischenräume beiderseits des Blechs (12) mit einer Abluftzuführung in Verbindung stehen.