DE3403993A1

DE3403993A1 - Einrichtung zur raumheizung

Info

Publication number: DE3403993A1
Application number: DE19843403993
Authority: DE
Inventors: Robert 6831 Plankstadt Hülsemann
Original assignee: Kraftanlagen AG
Current assignee: Kraftanlagen AG
Priority date: 1984-02-06
Filing date: 1984-02-06
Publication date: 1985-08-14

Description

Beschreibung·

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Raumheizung mit zumindest einem der den zu beheizenden Raum begrenzenden Bauteilen zugeordneten Strahlungsrohren, einer Brennkammer zur Erzeugung eines den Strahlungsrohren zugeführten gasförmigen Gemisches aus Verbrennungsabgasen und Verbrennungsluft als Wärmeträger sowie Wiederaufheizung des rückgeführten Wärmeträgers und mit einem Gebläse zur Umwälzung des Wärmeträgers im Kreislauf über Strahlungsrohre und Brennkammer«

Die Beheizung von Räumen durch im Boden des Raumes als geschlossenes System verlegt© Rohrleitungen, welche von einem getrennt angeordneten Heißgaserzeuger aus mit einem Gemisch aus Luft- und Verbrennungsabgasen durchströmt werden, ist bekannt (US-PS 2 917 240). Die im Boden des Raums verlegte, geschlossene Schleife beheizt den Raum Indirekt, der Wirkungsgrad ist dementsprechend gering, die Verlegung der Rohrschleife im Boden mit erheblichem Installationsaufwand verbunden und eine Wartung der Rohrleitungsschleife zumindest erschwert. Entsprechend der in die Einrichtung eingeleiteten, dem Brennstoff zugeführten Verbrennungsluft tritt ein Überschuß des umgewälzten Wärmeträgers auf. Zur Ableitung dieser Überschußmenge in die Umgebung ist eine doppelte Anbindung an den Abgaskamin jeweils in Nachschaltung zum Umwälzgebläse in der Brennkammer vorgesehen. Die Art dieser doppelten Anbindung soll einerseits den Eintritt von Kaltluft in die Strahlungsrohre mit Sicherheit ausschließen, sobald das Umwälzgebläse einen hohen Unterdruck im Zusammenhang mit

einer hohen Wärmeleistung der Heizeinrichtung zur gleichmäßigeren Beheizung der Strahlungsrohre über ihre Länge erzeugt (Nachtbetrieb), und sie soll andererseits eine Vergiftungsgefahr bei Ausfall des Umwälzgebläses durch Austritt von Abgasen über Undichtigkeiten der Strahlungsrohre ausschließen.

Des weiteren ist eine Strahlungsheizung mit unter der Decke angeordneten, als geschlossenes System geführten Strahlungsrohren bekannt, bei welcher mehrere Strahlungsrohre gruppenweise unter gegenseitiger Berührung zusammengefaßt und durch Wärmedämmschichten unmittelbar auf den Strahlungsrohren nach oben isoliert und die Rohrleitungsgruppen mit seitlichen Metallplatten als Strahlungsplatten versehen sind (DE-PS 14 5k 390). Durch die Auflage der Wärmedämmschicht unmittelbar auf die Rohre, den Wegfall einer oberen Strahlplatte und die gruppenweise Zusammenfassung sowie die gemeinsame Abstützung der Strahlungsrohre soll dabei der Aufwand an Anlage- und Montagekosten möglichst gering gehalten werden.

Ein weiterer Schritt in dieser Richtung der technischen Entwicklung der Strahlungsheizung führte zu als geschlossene Schleife geführten Strahlungsrohren, in welche unter Rückgriff auf zuvor für offene Systeme bekannte Lösungen zur Erwärmung des durch die Strahlungsrohre geführten gasförmigen ¥ärmeträgers ein Brenner direkt in diese hineinfeuert (DE-PS 25 19 091). Hierbei wird die Verbrennungsluft durch die Wandung eines der Strahlungsrohre hindurch dem in diesem Strahlungsrohr angeordneten Brenner zugeführt, und

an die geschlossene Schleife der Strahlungsrohre ist eine Abgasleitung unmittelbar angeschlossen. Durch diese Ausgestaltung der Heizeinrichtung soll bei vereinfachtem Aufbau und entsprechend verringertem Installationsaufwand ihr Wirkungsgrad erhöht werden.

Die Erfindung nimmt - der letzterwähnten Entwicklung der Strahlungsheizung entgegengerichtet - ihren Ausgang von der Erkenntnis, daß nicht der bauliche Aufwand und die Installationskosten, sondern die Verluste der gesamten Heizeinrichtung in den Vordergrund der Betrachtung zu stellen sind.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine energiesparende Heizeinrichtung zu schaffen, welche eine Wärmeerzeugung in Anpassung an den Bedarf in weiten Bereichen und eine weitgehend gleichmäßige Wärmeverteilung über die Raumfläche unabhängig von der Heizleistung zur Verfügung stellt.

Ausgehend von einer Einrichtung der eingangs erwähnten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Strahlungsrohre parallel zueinander über Verteiler- und Sammelleitungen an eine von der Brennkammer ausgehende, gleichfalls isolierte Vorlaufleitung und eine zur Brennkammer zurückführende isolierte Rücklaufleitung angeschlossen sind und die Brennkammer zumindest einem der anderen, den Raum begrenzenden Bauteilen außerhalb des Bereichs der Strahlungsrohre zugeordnet ist.

Durch, das Fördergebläse wird ein Gemisch aus den Verbrennungsabgasen des Brenners einerseits und über die Bücklaufleitung von den Strahlungsrohren !zurückgeführten, abgekühlte Verbrennungsgasen andererseits im geschlossenen Kreislauf über die Vorlaufleitung in die Strahlungsrohre zurückgeführt und umgewälzt. Wenn mehrere Strahlungsrohre parallel zueinander an die Vorlaufleitung und die Rücklaufleitung angeschlossen sind, werden im Vergleich zu als Ringleitungen oder Schleifen entlang der Raumbegrenzungswände geführten Strahlungsrohren die Wärmeabstrahlung in den Raum vergleichmäßigt, und Unbehaglichkeiten durch Ausbildung örtlich begrenzter Bereiche höherer Wärmedichte vermieden.

In Weiterentwicklung dieser Lösung wird die Brennkammer durch einen als selbstansaugender Gebläsebrenner ausgebildeten Brenner beheizt. Hierdurch läßt sich die vom Brenner selbst angesaugte Verbrennungsluft direkt einer bei unterschiedlicher Heizleistung abweichenden Brennstoffmenge zuordnen. Damit wird der Weg dafür frei, die Steuerung der Last besonders energiesparend der Raumlufttemperatur und der auf diese abgestimmten Vorlauftemperatur des umgewälzten Wärmeträgers anzupassen. Die gefundene Lösung erlaubt somit unabhängig von der Belastung den Einsatz mit konstanter Luftverhältniszahl betriebener Gebläsebrenner, und die Minimierung der aus dem Kreislauf abgeführten Abgasmengen sowie damit verbundener WärmeVerluste.

Um die Temperaturbelastung des Gebläses zur Umwälzung des Wärmeträgers herabzusetzen, wird dieses Gebläse zweckmäßig in der zur Brennkammer führenden Rücklaufleitung angeordnet.

Eine Abgasleitung zum Austrag überschüssiger Mengen des Wärmeträgers aus dem Kreislauf, abhängig von der dem Brenner zugeführten Verbrennungsluft, wird zweckmäßig an die Brennkammer, vorzugsweise im Bereich des Anschlusses der Rücklaufleitung, angeschlossen. Gegenüber einem Anschluß der Abgasleitung an den Vorlauf wird hierdurch vorteilhaft das Temperaturniveau der aus dem System herausgeleiteten Abgase weiter herabgesetzt, indem die Abgasleitung an die Stelle verlegt wird, an welcher der im Kreislauf geführte Wärmeträger die geringste Temperatur aufweist.

Schließlich ist es vorteilhaft, wenn die Strahlungsrohre in jeweils paarweise zusammengefaßte parallele Abschnitte unterteilt sind, und jedes Abschnitt-Paar innerhalb einer ihnen gemeinsamen, die freie Abstrahlung nach oben und nach der Seite hin unterbindenden Haube angeordnet ist, wobei die Abschnitte jedes Paars an ihrem jeweils einen Ende miteinander verbunden, ihrem anderen Ende jedoch an einer an die Vorlaufleitung angeschlossenen Verteilerleitung bzw. einer an die Rücklaufleitung angeschlossenen Sammelleitung angeschlossen sind. Durch diese Lösung werden in besonderem Maße hohe Wärmedichten in Raumecken vermieden, in denen Strahlungsrohre zusammenlaufen oder umgelenkt werden.

Die Vorlauf-Verteilerleitung und/oder die Rücklauf-Sammelleitung sind zweckmäßig ebenfalls wärmeisoliert, um die Wärmeabstrahlung ausschließlich auf die Strahlungsrohre zu beschränken und Wärmeverluste zu vermeiden.

Eine dem Gebläsebrenner innerhalb der Brennkammer nachgeschaltete Mischeinrichtung zur Vermischung des rückgeführten Wärmeträgers mit den Abgasen des Brenners stellt sicher, daß bereits am Austritt aus der Brennkammer ein über den Rohr querschnitt ausgeglichenes Temperaturprofil der Mischgase erzielt wird, wodurch die Ausbildung heißer Strähnen mit der bei früher praktizierten Lösungen zur Aufheizung des Wärmeträgers beobachteten Folge von Schäden im System mit Sicherheit ausgeschlossen wird.

Zur Erläuterung des Erfindungsgedankens ist in der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Raumheizung schematisch in perspektivischer Darstellungsweise gezeigt.

In der Brennkammer 1 wird Heißgas als Wärmeträger erzeugt und über eine Vorlaufleitung 3 einer Verteilerleitung zugeführt. Die Vorlaufleitung 3 und die Verteilerleitung 5 sind durch eine in der Zeichnung strichpunktiert angedeutete Isolierung 6 gegen Wärmeverluste geschützt. Über die Vorlauf-Verteilerleitung 5 wird das Heißgas drei Gruppen von Strahlungsrohren zugeführt, die jeweils aus Paaren von Strahlungsrohr-Abschnitten 7» 9» 11» 13 und 15» 17 bestehen, von denen die in der Zeichnung rechts liegenden Abschnitte 9, 13 und 17

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an die Vorlauf-Verteilerleitung 5 und die in der Zeichnung jeweils links liegenden Abschnitte 7, 11 und 15 an eine Rücklauf-Sammelleitung 19 in Parallelschaltung angeschlossen sind. Die Strahlungsrohr-Abschnitte jeder Gruppe sind an ihren der Verteilerleitung 5 bzw. der Sammelleitung 19 abgewandten Enden durch jeweils einen, das Überströmen des Wärmeträgers ermöglichenden Krümmer verbunden zu denken· Den Paaren von Strahlungsrohr-Abschnitten sind Hauben 40, 42, kk zugeordnet, welche beispielsweise in gleichmäßiger Verteilung unter der Decke des zu beheizenden Raumes angeordnet sind und die Wärmeabstrahlung von den Strahlungsrohren auf den darunterliegenden Raum konzentrieren· Aus der Rücklauf-Sammelleitung 19 wird der Wärmeträger einer Rücklaufleitung 21 zugeführt. Durch die in der Zeichnung wiederum nur strichpunktiert angedeutete Wärmeisolierung 20 der Rücklauf-Sammelleitung 19 und der Rücklaufleitung 21 werden wiederum Wärmeverluste des Wärmeträgers auf dem Weg von den Strahlungsrohren zurück zur Brennkammer 1 vermieden.

In der Rücklaufleitung 21 ist ein Gebläse 23 zur Rückführung des Wärmeträgers in die Brennkammer 1 eingeschaltet. Nach entsprechender Aufheizung in dieser Brennkammer wird der Wärmeträger erneut den Strahlungsrohren zugeleitet. An der in der Zeichnung vorderen Mantelwand der Brennkammer 1 ist ein selbstansaugender und modulierend arbeitender Gebläsebrenner 25 zur Aufheizung des umgewälzten Heißgas st ro>ms angebaut. Ein Anteil der Heißgase wird im Bereich ihres Eintritts in die Brennkammer, in der Darstellung innerhalb der Brennkammer vor dem Zutritt zu den Flammengasen des Brenners, über eine Abgasleitung 27 einem Abgaskamin 29 zugeleitet.

Claims

PATENTANWÄLTE HELBEH a ZENZ- Qlfc=SÜ£R. >Λ/Ε«3 47..3M4 ZWING2NBERG-TEL ΟΒΞ51-7-41ΟΒ K 8401 Kraftanlagen AG., Im Breitspiel 7» 69ΟΟ Heidelberg Einrichtung zur Raumheizung Patentansprüche assss3=s=s3sa=sassssssss:s=:=

1. Einrichtung zur Raumheizung mit zumindest einem der den zu beheizenden Raum begrenzenden Bauteilen zugeordneten Strahlungsrohren, einer Brennkammer zur Erzeugung eines den Strahlungsrohren zugeführten gasförmigen Gemischs aus Verbrennungsabgasen und Verbrennungsluft als Wärmeträger sowie Wiederaufheizung des rückgeführten Wärmeträgers und mit einem Gebläse zur Umwälzung des Wärmeträgers im Kreislauf über Strahlungsrohre und Brennkammer, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsrohre (7i9; 11» 13» 15» 17) parallel zueinander über Verteiler- und Sammelleitungen (5» 19) ^an eine von der Brennkammer (l) ausgehende isolierte Vorlaufleitung (3) und eine zur Brennkammer zurückführende gleichfalls isolierte Rücklaufleitung (21) angeschlossen sind und die Brennkammer zumindest einem der anderen, den Raum begrenzenden Bauteilen außerhalb des Bereichs der Strahlungsrohre zugeordnet ist.

2. Einrichtung nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer (l) durch einen als selbst ansaugender» Gebläsebrenner (,25) ausgebildeten Brenner beheizt ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (23) zur Umwälzung des Wärmeträgers in der Rücklaufleitung (21) zur Brennkammer (l) angeordnet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3> gekennzeichnet durch eine an die Brennkammer (l) oder im Bereich des Anschlusses der Rücklauf 3,eitung (21) in die Brennkammer (l) an die Rücklaufleitung angeschlossene Abgasleitung (27) zum Austrag überschüssiger Mengen des Wärmeträgers aus dem Kreislauf.

5· Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsrohre in jeweils zwei paarweise zusammengefaßte parallele Abschnitte (7, 9 j 11, 13; 15, 17) unterteilt sind und jedes Abschnitt-Paar innerhalb einer ihnen gemeinsamen, die freie Abstrahlung nach oben und nach der Seite hin unterbindenden Haube (40; 42; 44) angeordnet ist, wobei die Abschnitte jedes Paars an ihrem jeweils einen Ende miteinander verbunden, ihre anderen Enden jedoch an eine an die Vorlaufleitung (3) angeschlossene Verteilerleitung (5) bzw. eine an die Rücklaufleitung (21) angeschlossene Sammelleitung (19) angeschlossen sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 5 t dadurch gekennzeichnet, daß auch die Vorlauf-Verteilerleitung (5) und/oder die Rücklauf-Sammelleitung (19) wärmeisoliert ist bzw. sind.

7· Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gebläsebrenner (25) innerhalb der Brennkammer (l) eine Mischeinrichtung zur Vermischung des rückgeführten ¥ärmeträgers mit den Brenner-Abgasen nachgeschaltet ist.