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Bezeichnung: Direktbefeuerter Lufterhitzer und Heiz-
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aggregat für eine Warmluftheizung Beschreibung: Die Erfindung betrifft
einen direktbefeuerten Lufterhitzer für eine Warmluftheizung, der ein mit einer
Eintrittsöffnung und einer Austrittsöffnung für die zu erhitzende Luft versehenes
Luftführungsgehäuse mit wärmeisolierten Wandungen aufweist, in dem ein mit einem
Brenner versehenes und von der aufzuheizenden Luft umströmtes Feuerungsgehäuse und
ein Teil des Rauchgasabzuges angeordnet sind.
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Ein direktbefeuerter Lufterhitzer der vorstehend angegebenen Art ist
beispielsweise aus der DE-GMS 18 78 957 vorbekannt. Der innerhalb des Luftführungsgehäuses
liegende Teil des Rauchgasabzuges ist hierbei in mehrere parallel verlaufende, von
den heißen Rauchgasen durchströmte Rohre unterteilt und dient als sogenannter Nacherhitzer.
Das Feuerungsgehäuse und der Nacherhitzer sind aus feuerfestem Stahlblech hergestellt,
so daß die Wärmeenergie der Brennerflamme und der heißen Rauchgase von der Wandung
des F=uerungsgehäuses und des Nacherhitzers aufgenommen und an die
vorbeiströmende
Luft unmittelbar abgegeben werden kann.
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Diese an sich bewährte und seit Jahrzehnten verwendete Bauform derartiger
Lufterhitzer, wie sie beispielsweise für Warmluftheizungen von Großräumen Verwendung
finden, erlauben keine Variationen oder Kombinationen verschiedener Heizungssysteme,
da hier nur ausschließlich mit Luft geheizt werden kann. Soll beispielsweise eine
Fabrikhalle oder dgl. mit einer derartigen Warmluftheizung versehen werden, so muß
für die Beheizung von kleineren Nebenräumen, beispielsweise Meisterbüros, Büros
der Arbeitsvorbereitung usw. eine zusätzlich Heizeinrichtung oder der Anschluß an
eine bereits vorhandene Warmwasserheizung vorgesehen werden. Beim Einsatz derartiger
direktbefeuerter Lufterhitzer für Warmluft-Rirchenheizungen, die nicht ständig in
Betrieb sind, ist die Gefahr einer erhöhten Verschmutzung der Wände und Runstschätze
in einem Kirchenraum gegeben, da während der Ruhezeit sich auf den von der aufzuheizenden
Luft umströmten Flächen des Lufterhitzers Staub ablagern kann, der dann bei Inbetriebnahme
wegen der hohen Außentemperaturen der von der Luft umströmten Wandungen verschwelt,
so daß die Verschwelungsprodukte in den aufzuheizenden Kirchenraum eingeblasen werden.
Ein weiterer Nachteil ist bei derartigen Lufterhitzern hinsichtlich der Regelung
gegeben, da die von der aufzuhei- -zenden Luft umströmten Wandungen des Feuerungsgehäuses
und des Rauchgasabzuges bei eingeschaltetem Brenner sehr hohe Oberflächentemperaturen
aufweisen, was zu einer starken Aufheizung der vorbeiströmenden Luft führt, so daß
anschließend aufgrund des nötigen Regeleingriffs nach einiger Zeit der Brenner wieder
abgeschaltet wird, dann aber durch die ständig vorbeiströmende Luft die Wandungen
wieder abgekühlt werden und in ganz kurzer Zeit praktisch keine Wärme mehr vom System
zur Verfügung gestellt wird und dann wiederum der Brenner zugeschaltet werden muß.
Die Folge ist ein sehr aufwendiges Regelungs-und Luftführungssystem, um durch die
Mischung von Heizluft und Umluft ein einigermaßen ausgeglichenes Regelungsver-
halten
der Gesamtanlage zu erzielen.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen direktbefeuerten
Lufterhitzer der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, der breitere Einsatzmöglichkeiten
bietet und ein günstigeres Regelungsverhalten aufweist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Feuerungsgehäuse
und der im Luftführungsgehäuse liegende-Teil des Rauchgasabzuges von einem aus wärmeleitendem
Material bestehenden Wärmeleitmantel mit Abstand umschlossen sind, daß der verbleibende
Zwischenraum zwischen dem Wärmeleitmantel und den von diesem umschlossenen Teilen
mit einer Wärmeträgerflüssigkeit gefüllt ist und daß an den Zwischenraum wenigstens
eine Zuleitung und wenigstens eine Ableitung für die Wärmeträgerflüssigkeit angeschlossen
sind, die mit wenigstens einem Heizkörper yerbunden sind.
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Ein derart ausgebildeter direktbefeuerter Lufterhitzer weist eine
Reihe von Vorteilen auf. Dadurch, daß die Wandungen des Feuerungsgehäuses und des
als Nacherhitzer dienenden Teils des Rauchgasbazuges von einer Wärmeträgerflüssigkeit
umschlossen sind, ergibt sich zum einen der Vorteil, daß je nach Art der verwendeten
Wärmeträgerflüssigkeit definierte Oberflächentemperaturen auf der von der aufzuheizenden
Luft umströmten Seite des Wärmeleitmantels vorgegeben sind. Bei der Verwendung von
Wasser als Wärmeträgerflüssigkeit kann eine Außentemperatur des Wärmeleitmantels
von maximal 950C eingehalten werden, wenn mit den vom Warmwasser-Heizungsbau bekannten
Mitteln die Regelung erfolgt.
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Bei Temperaturen des Wärmeleitmantels unter 1000C ist für ein derartiges
System sichergestellt, daß etwaige Staubablagerungen nicht verschwelen können. Sofern
im Einzelfall höhere Temperaturen sowohl für die auf zuheizende Luft als auch für
den über die Wärmeträgerflüssigkeit an das System angeschlossenen Wärmeverbraucher
höhere Temperaturen bereitgestellt werden müssen,
können auch andere
Wärmeträgerflüssigkeiten, beispielsweise Wärmeträger-Öle verwendet werden, die einen
höheren Siedepunkt als Wasser aufweisen. Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen
Lufterhitzers besteht darin, daß es möglich ist, bei einer Warmluftheizung fürGroßräume
nicht nur den erforderlichen Heizluftstrom aufzuheizen, sondern auch zusätzlich
noch zu beheizende Nebengelasse zu beheizen, die aus Kosten- und regelungstechnischen
Gründen nicht an die Warmluft heizung angeschlossen werden konnten. Derartige Räume,
beispielsweise Meisterbüros in Fabrikhallen, Sakristeien oder dgl. in Kirchenräumen,
können nunmehr über konventionelle Heizkörper beheizt werden, ohne daß hierzu eine
gesonderte Heizeinrichtung zur Verfügung gestellt werden muß, da über die Wärmeträgerflüssigkeit
innerhalb des Wärmeleitmantels diese Heizkörper unmittelbar an das System angeschlossen
werden können. Ein weiterer Vorteil dieses Systems liegt darin, daß das Regelungsverhalten
sehr viel günstiger ist, da bei entsprechender Abstimmung von Brennerleistung, Flüssigkeitsvolumen
und Aussenfläche des Wärmeleitmantels aufgrund der im wesentlichen konstanten Außentemperaturen
des Wärmeleitmantels eine sehr viel ausgeglichenere Wärmezufuhr zum aufzuheizenden
Luftstrom erfolgt. Bei der Installation sogenannter Zweistufenbrenner ist es dementsprechend
möglich, die Grundstufe des Brenners hinsichtlich der Wärmezufuhr auf eine Grundlast
auszulegen, die sich aus dem Wärmebedarf für die nachgeschalteten Flüssigkeitsheizkörper
und die benötigte Mindestwärmemenge der Warmluftheizung zusammensetzt, so daß ein
übermäßiges "Takten" des Brenners in der Grundlaststufe vermieden wird und die Regelung
des Wärmebedarfs der Warmluftheizung in weitem Bereich über eine Regelung des Gebläses
der Warmluftheizung erfolgen kann und daß nur der Spitzenbedarf der Warmluftheizung
über die zweite Brennerstufe abgedeckt zu werden braucht. Die Zuschaltung der zweiten
Brennerstufe hat gleichwohl keine Erhöhung der Temperatur im Bereich der nachgeschalteten
Flüssigkeitsheizkörper zu Folge, da die Zuschaltung der
zweiten
Brennerstufe ausschließlich über die Regelung des Lufterhitzers erfolgt und die
zusätzlich zur Verfügung gestellte Wärmeenergie auch entsprechend der Regelungseinestellung
in vollem Umfang von der Warmluftheizung auf genommen wird. Nach dem Abschalten
der zweiten Brennerstufe,aber auch nach dem Abschalten der Brennergrundstufe erfolgt
gegenüber den bekannten direktbefeuerten Lufterhitzern aufgrund des Speichereffektes
der Flüssigkeitsfüllung des Wärmeleitmantels ein langsameres Absinken der Temperatur
der'Warmluft. Auch dies hat positive Auswirkungen auf die Gesamtregelung, wenn ein
derartiger Lufterhitzer in eine Warmluftheizungsanlage eingebaut ist, da dadurch
die Regelungsamplituden flacher werden.
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in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß
das Feuerungsgehäuse im wesentlichen aus einer einseitig offenen, topfartigen Brennerkammer
besteht, an dessen offenen Ende sich eine den Außenumfang der topfartigen Brennerkammer
seitlich überragenden Erweiterung als erste Rauchgassammelkammer anschließt, daß
in etwa parallel zur Achse der Brennerkammer mit Abstand zu dieser wenigstens ein
Rauchgasrohr angeordnet ist, das in eine zweite Rauchgassammelkammer mündet, die
mit dem Rauchgasabzugsrohr verbunden ist und daß die im Innenraum des Luftführungsgehäuses
liegenden Flächen der Brennerkammer, des Rauchgasrohres und der Rauchgassammelkammern
innerhalb des vom Wärmeleitmantel umschlossenen Raumes liegen. Diese Ausbildung
hat nicht nur den Vorteil;einer optimalen Wärmeübertragung von der Brennkammer und
den Rauchgasrohren auf die Wärmeträgerflüssigkeit, sondern darüber hinaus den Vorteil,
daß die durch das Führungsgehäuse geleitete aufzuheizende Luft ausschließlich mit
der Außenfläche des Wärmeleitmantels in Berührung kommt. Da zwischen den mit der
Flamme beaufschlagten Wandungen der Brennkammer einerseits und der von der Luft
berührten Wandung des Wärmeleitmantels andererseits sich die Wärmeträgerflüssigkeit
befindet, die für eine konstante Außentemperatur des Wärmeleit-
mantels
sorgt und gleichzeitig unterbindet, daß in einem Schadensfalle Rauchgase in den
Luftstrom gelangen, ist es möglich, einen derartigen Lufterhitzer auch im Saugzugbetrieb
zu betreiben, was für Lufterhitzer nach dem Stande der Technik gemäß den Bauvorschriften
(DIN 4794) und aus euerpolizeilichen Gründen nicht zulässig ist.
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In Ausgestaltung der Erfindung sind zweckmäßigerweise vier glr-;mäßig
zum Umfang der Brennkammer angeordnete Rauchgasrhre innerhalb des Wärmeleitmantels
vorgesehen. Zweckm2Big ist hierbei, daß die Rauchgasrohre jeweils einen langgestreckten
Querschnitt aufweisen, der in etwa tangential in bezug auf den Umfang der Brennkammer
ausgerichtet ist, Hierdurch wird nicht nur der Außendurchmesser des Wärmeleitmantels
reduziert, sondern zugleich auch die Wärmeübertragungsfläche zwischen Rauchgasrohr
und Wärmeträgerflüssigkeit erhöht. In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist
ferner vorgesehen, daß in den innerhalb des Wärmeleitmantels liegenden Rauchgasrohren
jeweils wenigstens ein Umlenkelement angeordnet ist, das die Rauchgasströmung von
einer Rohrwandung zur anderen Rohrwandung in der Ebene der größten Querschnittsabmessung
umlenkt. Hierdurch wird eine größtmögliche Abnahme des Wärmeinhaltes der Rauchgase
durch die Wandungen der Rauchgasrohre bzw. die Wärmeträgerflüssigkeit erreicht.
In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung sind die Umlenkelemente vorzugsweise
einstellbar in Strömungsrichtung der Rauchgase geneigt angeordnet. Hierdurch ist
die Möglichkeit gegeben, eine Optimierung zwischen dem Durchströmungswiderstand
für die Rauchgase einerseits und der Wärmeabgabe an die Wärmeträgerflüssigkeit andererseits
vorzusehen und gewünschte Rauchgastemperaturen in einer großen Bandbreite einzustellen.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen,
daß die Brennerkammer im Querschnitt kreisförmig und von der ersten Rauchgassammelkammer
ausgehend konisch sich verengend ausgebildet ist. Durch diese konische Ausbildung
ergibt sich eine besonders günstige Flammen-
führung, da die zentrale
in die Brennkammer eingeleitete Flanane im Bereich des KEerbodens umgelenkt und
die Rauchgase konzentrisch zur Fianrne im Gegenstram in die Rauchgassamnelkammer
zurückstr m n können.
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Hierdurch ist ein vollständiger Ausbrand gewährleistet. Diese Form
führt schon im vorderen Bereich zu einer Entspannung der Rauchgase und verhindert
Schäden an der Brennenandung.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen,
daß die der Brennkammer abgekehrte Wanddung der ersten Rauchgassammelkammer lösbar
ausgebildet und mit einer Wärmeisolierung versehen ist sowie die öffnung mit den
Haltemitteln für den Brenner aufweist.
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Diese Ausgestaltung hat den besonderen Vorteil, daß die Brennerkammer,
die Rauchgassammelkammer und die innerhalb des Wärmeleitmantels liegenden Rauchgasrohre
zu Inspektions- und Reinigungszwecken zugänglich sind. Da dieser Teil zugleich die
Außenwandung des Luftführungsgehäuses bilden kann, ist gewährleistet, daß die rußhaltigen
Bereiche der Brennkammer, Rauchgassammelkammer und Rauchgasrohre beim öffnen und
Reinigen nicht mit den luft führenden Teilen innerhalb des Führungsgehäuses in Verbindung
stehen. Das Luftführungsgehäuse ist auch nach dem Abnehmen dieser Wandung gegenüber
der Brennkammer und der Rauchgassammelkammer vollständig abgeschlossen, so daß bei
Reinigungsarbeiten kein Ruß in den luft führenden Teil des Luftführungsgehäuse gelangen
kann. Dies ist beispielsweise für Kirchenraumheizungen von besonderer Bedeutung,
da gerade bei älteren Kirchen wertvolle Kunstwerke, Wandgemälde, Altargemälde, Figuren
oder dgl. nicht mit rußhaltiger Heizungsluft in Berührung kommen dürfen.
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Für die größere, von der aufzuheizenden Luft umströmte Fläche des
Wärmeleitmantels kommt es nun auf eine möglichst gute Führung der Luft bei möglichst
geringem Druckverlust an. Hierzu ist es erforderlich, daß zumindest die der Luftströmung
zugekehrte Stirnfläche des Wärmeleitmantels abgerundet ist. Dies ergibt sich bei
dem herstellungstechnisch einfachen Kreisquerschnitt für den Wärmeleitmantel von
selbst.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jedoch vorgesehen, daß der
Wärmeleitmantel eine in Strömungsrichtung der aufzuheizenden Luft langgestreckte
Außenkontur mit vorzugsweise abgerundeten Stirnflächen aufweist. Diese Anordnung
hat den Vorteil, daß zum einen durch die abgerundeten Stirnflächen sowohl auf der
Anströmseite wie auch auf der Abströmseite eine einwandfreie Umlenkung der Luftströmung
erfolgt. Der besondere Vorteil liegt aber darin, daß die parallel zur Strömung verlaufenden
Wandflächen des Wärmeleitmantels zusammen mit der benachbarten Wand des Luftführungsgehäuses
einen definierten Kanal bilden und so eine lange Berührungsdauer zwischen Luft und
Außenwand des Wärmeleitmantels gewährleistet ist.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist hierbei vorgesehen,
daß der Wärmeleitmantel wenigstens auf Teilbereichen seiner Außenfläche mit stegförmigen
Wärmeübertragungsflächen versehen ist, die in Strömungsrichtung der aufzuheizenden
Luft ausgerichtet sind. Hierdurch wird in an sich bekannter Weise die mit der aufzuheizenden
Luft in Berührung kommende Außenfläche des Wärmeleitmantels erhöht. In bevorzugter
Ausgestaltung der Erfindung ist hierbei ferner vorgesehen, daß die stegförmigen
Wärmeübertragungsflächen die jeweils einen Strömungskanal bildenden Zwischenräume
zwischen der Außenfläche des Wärmeleitmantels und der Innenwandung des Luftführungsgehäuses
durchsetzen und diesen in Teilkanäle unterteilen. Hierdurch ist gewährleistet, daß
praktisch über den gesamten Strömungsquerschnitt des einen Strömungskanal bildenden
Zwischenraums eine Wärmeübertragung auf die Luft stattfindet.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen,
daß die stegförmigen Wärmeübertragungsflächen jeweils eine quer zur Strömungsrichtung
der Luft verlaufende Profilierung aufweisen, die so ausgebildet ist, daß der jeweils
von zwei benachbarten Wärmeübertragsungs-
flächen gebildete Teilkanal
in Strömungsrichtung gesehen abwechselnd Verengungen und Erweiterungen des Strömungsquerschnittes
aufweist. Die hierbei jeweils im Bereich des Übergangs von einer Verengung zu einer
Erweiterung ausgebildeten Wirbel bewirken, daß die jeweils in einem Teilkanal geführte
Luftmenge einer ausreichenden Querbewegung unterworfen ist und so eine gleichmäßige
Aufheizung der Luft erfolgt. Bei den relativ großen Strömungsquerschnitten ist der
hierdurch verursachte Druckverlust vernachlässigbar.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist hierbei jedoch vorgesehen,
daß in jedem Teilkanal vorzugsweise jeweils im Bereich einer Erweiterung des Strömungsquerschnitts
Mittel zur Strömungsablenkung in Richtung auf die den Teilkanal begrenzenden Wärmeleitflächen
angeordnet sind. Durch diese Anordnung wird die den Wärmeübergang erhöhende Verwirbelung
der Luft in den Teilkanälen noch verbessert. Die Mittel zur Strömungsablenkung sind
in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung jeweils durch eine zusätzliche, in
Längsrichtung eines jeden Teilkanals verlaufende Wärmeleitfläche gebildet, die jeweils
im Bereich einer Erweiterung des jeweiligen Teilkanals einen die Fläche überragenden
stegförmigen Vorsprung aufweist. Zweckmäßigerweise sind die Vorsprünge der zusätzlichen
Wärmeleitfläche so ausgebildet, daß sie in Strömungsrichtung gesehen alternierend
jeweils auf der einen und auf der anderen Seite die Zusatzfläche überragen.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Heizaggregat für eine Warmluftheizung
mit einem Gehäuse, dessen Gehäusewandungen mit einem wärme- und schallisolierenden
Material versehen sind und das wenigstens einen Führungskanal aufweist, der einen
Kaltlufteintritt mit einem Warmluftaustritt verbindet, der im Bereich des Kaltlufteintritts
einen Luftfilter und in Strömungsrichtung der Luft gesehen hinter dem Luftfilter
im Luftführungskanal einen Lufterhitzer, insbesondere einen
direktbefeuerten
Lufterhitzer gemäß der Erfindung und ein vorzugsweise im Gehäuseinnenraum angeordnetes
Gebläse zur Förderung der Heizluft aufweist.
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Ein Heizaggregat der vorstehend genannten Art ist in seinem Grundaufbau
aus der DE-PS 29 25 121 bekannt. Das vorbekannte Heizaggregat stellt jedoch eine
Sonderkonstruktion dar, die es ermöglicht, das Heizaggregat unmittelbar im zu beheizenden
Raum aufzustellen, wie dies beispielsweise für Hallenheizungen notwendig ist. Dies
hat jedoch zur Folge, daß die Heizenergie nicht unmittelbar am Aufstellungsort erzeugt
werden kann, sondern einen zusätzlichen externen Energieerzeuger erfordert, der
den Lufterhitzer in Form eines Heizregisters mit Wärmeenergie, beispielsweise über
eine Wärmeträgerflüssigkeit versorgt. Das vorbekannte System ermöglicht es, Großräume
ohne aufwendige Kanalsysteme für die Heizungsluft zu beheizen.
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Bei Gebäuden, in denen für eine Warmluftheizung entsprechende Kanalsysteme
für die Heizluft eingebaut werden können oder aber, wie bei älteren Kirchenbauten,
derartige Luftkanalsysteme bereits vorhanden sind, weisen die bisher vorhandenen
Heizaggregate mit einem direktbefeuerten Lufterhitzer in der Art, wie sie aus der
DE-GMS 18 78 957 bekannt sind, erhebliche regelungstechnische Probleme, wie sie
vorstehend bereits ausführlich dargelegt worden sind, auf.
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Es ist somit ein Heizaggregat mit Lufterhitzer für eine Warmluftheizung
zu schaffen, mit dem eine bessere Regelung des Gesamtsystems möglich ist.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, daß im Luftführungskanal
in Strömungsrichtung der Heizluft gesehen hinter dem Lufterhitzer wenigstens ein
von der Heizluft durchströmtes und mit einer heißen Wärmeträgerflüssigkeit beaufschlagbares
Nachheizregister angeordnet ist. Eine
derartige Anordnung hat den
Vorteil, daß die zur Beheizung erforderliche Warmluftmenge in ihrer Temperatur in
Form einer Grundlast durch den Lufterhitzer bereitgestellt wird, so daß eine Temperaturgrundregelung
über die Brenndauer und über das Fördervolumen des Gebläses möglich ist. Der besondere
Vorteil liegt hierbei darin, daß ein Brenner mit geringerer Leistung bzw. bei einem
Zweistufenbrenner mit geringerer Grundleistungsstufe als bisher eingesetzt werden
kann, wobei aufgrund einer längeren Brennzeit im jeweiligen Regelzyklus ein gleichmäßigeres
Temperaturniveau als bisher zur Verfügung steht. Zusätzlich zu der Temperaturregelung
über die Regelung des Fördervolumens durch das Gebläse ist hier eine weitere Regelmöglichkeit
zum Ausregeln eines Spitzenbedarfs ohne das Zuschalten einer zweiten Brennerstufe
im Bereich des Lufterhitzers dadurch möglich, daß die vom Lufterhitzer erwärmte
Heizluft dann noch durch das mit einer heißen Wärmeträgerflüssigkeit beaufschlagte
Nachheizregister geführt wird. Hier erfolgt die Regulierung der Wärmezufuhr über
eine entsprechende Regulierung der Durchströmung des Heizregisters mit der heißen
Wärmeträgerflüssigkeit. Die Regulierung kann hierbei in der Weise geschehen, daß
ein Regelventil in der Flüssigkeitszuleitung zum Nachheizregister angeordnet ist,
das über einen Temperaturregler, dessen Fühler im Bereich des Heizkanalsystems im
Heizluftstrom liegt, reguliert wird. Auf diese Weise ist es möglich, die in den
Raum austretende Heizluft in etwa mit konstanter Temperatur austreten zu lassen,
während die Heizluftmenge, d.h. als die Regelung des Fördervolumens des Gebläses
in üblicher Weise über einen Temperaturregler erfolgt. Die Wärmeträgerflüssigkeit
kann nun, sofern vorhanden, in einem gesonderten Heizkessel aufgeheizt werden. Der
besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Heizaggregats kommt jedoch dann zum Tragen,
wenn ein direktbefeuerter Lufterhitzer gemäß der Erfindung eingesetzt wird, bei
dem die im Luftführungsgehäuse liegenden Bereiche der Brennkammer und des Rauchgasabzuges
von einem flüssigkeitsgefüllten Wärmeleitmäntel
umschlossen sind,
der dann mit dem Nachheizregister verbunden ist, wobei die Flüssigkeit des Wärmeleitmantels
ene Wärmeträgerflüssigkeit ist. Der besondere Vorteil besteht hierbei darin, daß
das Heizaggregat in einer kompakten Bauform Heizluft und Heizflüssigkeit aufheizt,
wobei nicht nur die regelungstechnischen Vorteile des erfindungsgemässen Heizaggregates
zum Tragen kommen, sondern auch zusätzlich noch über die Heizflüssigkeit externe,
beispelsweise außerhalb des Gebäudes oder in abgeschlossenen Gebäudebereichen liegende,
nicht an die Warmluftheizung anschließbare Wärmeverbraucher mit Wärme versorgt werden
können.
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Mit einem derartigen Heizaggregat, insbesondere wenn es mit einem
erfindungsgemäß ausgebildeten direktbefeuerten Lufterhitzer ausgerüstet -ist, läßt
sich eine Warmluftheizung mit ihren installationstechnischen Vorteilen erstellen,
die die Regelungsmöglichkeiten einer Warmwasserheizung aufweist. Aufgrund der Flüssigkeitsummantelung
des Lufterhitzers ist es möglich, die Warmluftheizung mit unterschiedlichen Luftmengen
zu betreiben, ohne den Lufterhitzer zu gefährden. Die Zusätzliche Anordnung des
Nachheizregisters, das mit der vom Lufterhitzer erzeugten heißen Wärmeträgerflüssigkeit
beaufschlagt wird, läßt nicht nur eine einwandfreie Einhaltung vorgegebener Warmluftaustrittstemperaturen
erreichen, sondern kann auch höchsten Ansprüchen an die Regelbarkeit genügen, wie
sie beispielsweise von sogenannten Warmwasser-Luft-Heizgeräten bekannt sind. Der
erhebliche istallationstechnische Aufwand derartiger Warmwasser-Luft-Heizgeräte
entfällt jedoch. Dies ermöglicht es, beispielsweise auf der "grünen Wiese" Fertigungshallen
zu erstellen, die überwiegend Produktionsraum und nur wenige Büroräume haben und
mit einer Heizung auszurüsten, ohne daß mit grossem Aufwand eine Warmwasser-Luft-Heizanlage
erstellt werden muß, da die Produktionsräume entsprechend den geltenden Vorschriften
ausreichend belüftet werden müssen. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Heizaggregates,
wenn es mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten, direktbefeuerten
Lufterhitzer
ausgerüstet ist, lassen sich auch in den Fällen mit Vorteil nutzen, in denen keine
Heizzentrale zur Erzeugung von Warmwasser vorhanden ist, z.B. für die Beheizung
von Kirchen oder auch von Gewächshäusern, da hier entweder die Installation von
Warmwasser-Luft-Heizgeräten garnicht möglich ist oder aber auch Kostengründen nicht
vertretbar ist. Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Heizaggregats besteht auch darin,
daß gegenüber Warmwasser-Luft-Heizgeräten nach dem Stand der Technik eine bessere
Wirtschaftlichkeit gegeben ist. Die bei den Heizeinrichtungen nach dem Stande der
Technik entstehenden Abstrahlungs- und Standverluste des Heizkessels und die Wärmeverluste
in dem gesamten Zuleitungssystem einschließlich der eingebauten Armaturen entfallen,
da bei dem erfindungsgemäßen Heizaggregat Lufterhitzung und Warmwassererzeugung
sowie das Nachheizregister und alle hierzu erforderlichen Rohrleitungen innerhalb
des wärmeisolierten Gehäuses liegen, wobei diese Zuleitungen zudem noch von der
auf zuheizenden Luft umspült werden und dementsprechend nicht isoliert zu werden
brauchen, da die Wärmeabstrahlung der Rohrleitungen und Armaturen unmittelbar über
die aufzuheizende Warmluft nutzbar gemacht wird.
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Erfindungsgemäß ist das Heizaggregat so ausgebildet, daß das Nachheizregister
mit Mitteln zur Veränderung des Wärmeträgerdurchflusses versehen ist, die in Abhängigkeit
von einer vorgebbaren Warmluftaustrittstemperatur einstellbar ausgebildet sind.
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Zur Erweiterung des Regelbereiches ist in Ausgestaltung der Erfindung
vorgesehen, daß wenigstens zwei Nachheizregister hintereinander im Luftführungskanal
angeordnet sind und die Mittel zur Veränderung des Wärmeträgerdurchflusses so aufeinander
abgestimmt sind, daß zunächst das dem Warmluftaustritt nächstliegende Heizregister
mit der heißen Wärmeträgerflüssigkeit beaufschlagt wird und dann zur weiteren Erhöhung
der Warmlufttemperatur das jeweils nächste
Heizregister zugeschaltet
und bei einer Absenkung abgeschaltet wird.
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Während es grundsätzlich möglich ist, die Nachheizregister über einen
externen Heizkessel mit der Wärmeträgerflüssigkeit zu versorgen, ist in einer bevorzugten
Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß das Nachheizregister jeweils über einen
Vorlauf, einen Rücklauf und eine Pumpe an die durch eine Wärmeträgerflüssigkeit
gebildete Ummantelung des direktbefeuerten Lufterhitzers angeschlossen ist.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist hierbei ferner vorgesehen, daß
zwischen dem Nachheizregister und dem gleichzeitig die Wärmeträgerflüssigkeit aufheizenden
Lufterhitzer im Vorlauf und im Rücklauf jeweils ein Sammler angeordnet ist, der
jeweils mit Anschlüssen für Heizkörper.xterner Wärmeverbrauchsstellen versehen ist.
Hierdurch ist es möglich, neben dem Betrieb der reinen Warmluftheizung, wobei die
Heizluft direkt aus dem Heizaggregat in einen zu beheizenden Großraum eingeblasen
wird oder aber über ein Kanalsystem zu mehreren Austrittsstellen geführt wird, zusätzlich
noch abgeschlossene Bereiche einer reinen Warmwasserheizung aufzuwärmen.
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In zweckmäßiger Ausgestaltung ist hierbei ferner vorgesehen, daß bei
einer Verbindung mit wenigstens einem externen Heizkörper zwischen dem Lufterhitzer
und dem Nachheizregister im Luftführungskanal eie vorzugsweise jalousieartig ausgebildete
Luftabsperrklappe angeordnet ist. Hierdurch ist es möglich, die Warmluftheizung
abzuschalten und lediglich die reine Flüssigkeitsheizung zu betreiben.
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In diesem Falle dient der direktbefeuerte Lufterhitzer dann nicht
mehr als Lufterhitzer, sondern nur noch als "Heizkessel". Durch die Jalousieklappe
wird hierbei eine unerwünschte Durchströmung des Gehäuses vermieden.
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In bevorzugter Ausgestaltung ist bei dem erfindungsgemäßen Heizaggregat
ferner vorgesehen, daß das Gebläse als Saugzuggebläse in Strömungsrichtung der Heizluft
hinter dem Nachheizregister an den Luftführungskanal angeschlossen ist. Die Anordnung
im Saugzugbetrieb hat den Vorteil, daß der Luftführungskanal innerhalb des Gehäuses
des Heizaggregates erheblich kürzer ausgebildet werden kann, da die bei Druckbetrieb
notwendigen Expansionsstrecken vollständig entfallen können. Da innerhalb des Gehäuses
durch das Sauzuggebläse ein Unterdruck ansteht, wird der an der Lufteintrittsseite
angeordnete Luftfilter auf der vollen Fläche ohne jegliche Leiteinrichtungen beaufschlagt
und ebenso die Luftmenge über den vollen Querschnitt des Nachheizregisters geführt.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß bei etwaigen Undichtigkeiten des Gehäuses,
die bei einem aus mehreren Teilen zusammengesetzten Gehäuse leicht auftreten können,
jeglicher Heißluftaustritt vermieden ist.
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Der Heißluftaustritt am Aufstellungsort des Heizaggregates würdecwegen
der damit verbundenen übermäßigen Aufheizung des Aufstellungsortes einen erheblichen
Nachteil darstellen, während ein geringfügiger Einzug von kalter Falschluft bei
den hier zu fördernden Luftvolumenströmen vernachlässigbar ist. Nur ergänzend sei
darauf hingewiesen, daß aufgrund der gesetzlichen Vorschriften direktbefeuerte Lufterhitzer,die
nicht nach der erfindungsgemäßen Weise mit einem Flüssigkeitsmantel umgeben sind,
sondern bei denen die Brennkammerwandung unmittelbar die Wärmeaustauscherfläche
zur Luft bildet, garnicht im Saugzug betrieben werden dürfen. Bei derartig ausgebildeten
Lufterhitzern ist es zwingend vorgeschrieben, daß das Fördergebläse druckseitig
dem Lufterhitzer vorgeschaltet ist, was im Hinblick auf eine möglichst gleichmäßig
Durchströmung des vorhandenen Strömungsquerschnittes entsprechende Expansionslängen
erfordert.
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Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Heizaggregat, Fig. 2 eine
Ausführungsform für einen direktbefeuerten Lufterhitzer im Horizontalschnitt, Fig.
3 den Lufterhitzer gemäß Fig. 2 in einer Frontansicht mit abgenommener Stirnwand,
Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen Rauchgasabzug des Lufterhitzers gemäß Fig.
3, Fig. 5 eine Stirnansicht auf den Lufterhitzer gemäß Fig. 2, Fig. 6 in größerem
Maßstab einen Schnitt durch die Teilkanäle für die die Luftführung bilden den Wärmeleitflächen
gemäß der Linie VI-VI in Fig. 5.
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Das in einem Vertikalschnitt dargestellte Heizaggregat weist ein aus
mehreren Teilen zusammengesetztes und mit wärme- und schallisolierten Wandungen
versehenes Gehäuse 1 auf. Das Gehäuseteil 2 umschließt hierbei einen Luftfilter
3, während im Gehäuseteil 4 ein direktbefeuerter Lufterhitzer 5 angeordnet ist.
Die Gehäuseteile 6 und 7 bilden ein Umlenkgehäuse, wobei die beiden Gehäuseteile
durch eine Zwischenwand 8 gegeneinander abgeschlossen sind. Die Zwischenwand 8 weist
eine Durchtrittsöffnung auf, in die drei Nachheizregister 9, 10 und 11 eingesetzt
sind. Der durch die Nachheizregister 9, 10, 11 begrenzte Durchtrittsquerschnitt
in der Zwischenwand 8 ist auf der Seite des Gehäuses 6 zusätzlich mit einer jalousieartig
ausgebildeten Absperrklappe 12 versehen, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
einen Stellmotor 13 für eine Fernbedienung aufweist. Im Gehäuseteil 14 ist schließlich
ein Saugzugventilator 15 angeordnet, dessen Austrittsstutzen16 je nach Einsatzfall
entweder in den zu beheizenden
Großraum mündet oder aber an ein
Kanalsystem einer Warmluftheizung angeschlossen ist. Der Zwischenraum 17 zwischen
dem Gehäuseteil 14 und dem Gehäuseteil 4 dient bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
zur Aufnahme von Schalt-, Regel- und Anzeigearmaturen, die hier jedoch nicht dargestellt
sind.
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Der im Gehäuse 4 angeordnete direktbefeuerte Lufterhitzer 5 ist mit
einem Flüssigkeitsmantel versehen, was anhand der Fig. 2 noch näher erläutert werden
wird. Als Wärmeträgerflüssigkeit ist bei diesem Ausführungsbeispiel Wasser vorgesehen.
Der Flüssigkeitsmantel des Lufterhitzers 5 steht über eine Vorlaufleitung 18 mit
einem Vorlaufsammler 19 in Verbindung, während die Rücklaufleitung 20 mit einem
entsprechenden Rücklaufsammler 21 in Verbindung steht. Der Vorlaufsammler 19 ist
hierbei im oberen Gehäuseteil 7 und der Rücklaufsammler 21 ist hierbei im unteren
Gehäuseteil 6 angeordnet. Die Rücklaufleitung 20 steht ferner mit einem Ausdehnungsgefäß
22 in Verbindung, wie dies in seiner Bauform von geschlossenen Warmwasserheizungssystemen
bekannt ist.
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Die drei Nachheizregister 9, 10 und 11 sind über entsprechende Zulaufleitungen
23, 24 und 25 an den Vorlaufsammler 19 angeschlossen. In den Zweigleitungen zu den
Nachheizregistern sind jeweils eine Pumpe 26, 27 und 28 eingebaut, so daß jedes
Nachheizregister gesondert mit Wärmeträgerflüssigkeit beaufschlagt werden kann.
Die Nachheizregister 9, 10, 11 sind dann über eine Sammelleitung 29 an den Rücklauf
sammler 21 angeschlossen.
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Über nach außen führende Leitungen 30 und 31 stehen der Vorlaufsammler
19 bzw. der Rücklaufsammler 21 mit einem externen Wärmeverbraucher in Verbindung,
der hier schematisch durch einen Warmwasserheizkörper 32 angedeutet ist.
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Dieser externe Heizkreislauf ist über Ventile 33 in der Zweigleitung
30 bzw. 31 vom Heizaggregat absperrbar.
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Dieser externe Heizungskreislauf ist in üblicher Weise mit einer Umwälzpumpe
34 und einem Dehnungsgefäß 35 versehen.
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Im Bereich des Warmluftaustritts 16 ist ein Temperaturfühler 36 angeordnet,
der mit einem Regler 37 in Verbindung steht, der im vorliegenden Fall als sogenannter
Kaskadenregler ausgebildet ist. Der Regler 37 ist hierbei mit drei Signalleitungen
38 auf die hier nicht näher dargestellten Antriebe der Pumpen 26, 27 und 28 aufgeschaltet,
so daß entsprechend der vorgegebenen Warmlufttemperatur die Nachheizregister 9,
10, 11 stufenweise zugeschaltet und stufenweise abgeschaltet werden können. Eine
zusätzliche Regelungsmöglichkeit ist dann gegeben, wenn die Pumpen 26, 27 und 28
jeweils mit drehzahlregelbaren Antriebsmotoren versehen sind, so daß in jeder Stufe
zusätzlich in Abhängigkeit des Regelsignals jedes Nachheizregister 9, 10 und 11
mit einem variablen Volumenstrom der Heizflüssigkeit beaufschlagt werden kann.
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Das Gebläse 15 ist mit einem drehzahlregelbaren Antriebsmotor versehen,
der über einen Regler 39 mit dem Temperaturfühler 40 eines Raumthermostaten in Verbindung
steht.
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Über diese Regeleinrichtung wird durch eine Veränderung des Warmluftstromes
die Raumtemperatur des zu beheizenden Großraumes geregelt.
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Die auf zuheizende Luft wird über das Saugzuggebläse 15 durch den
Kaltlufteintritt 41 angesaugt, wobei der Begriff Kaltluft" hier sowohl von außen
angesaugte Frischluft als auch aus dem Gebäude angesaugte Umluft bzw. eine Mischung
von beiden umfaßt. Der mit einem öl- oder Gasbrenner beaufschlagte Lufterhitzer
5 gibt über seinen Wärme-3eSmantel 42 und mit diesem verbundene Wärmeübertragungsflächen
61 die Wärmeenergie an den vorbeistreichenden Luftstrom ab. Die aufgewärmte Luft
wird dann durch die offene Jalousieklappe 15 und nacheinander durch die Nachheizregister
11, 10 und 9 hindurchgesaugt und schließlich über das Saugzuggebläse 15 in den Raum
ausgeblasen, wenn das
Heizaggregat einen Großraum, beispielsweise
eine Kirche, eine Werkhalle oder auch ein Gewächshaus beheizen soll.
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Bei Warmluftheizungen in Gebäuden, die über ein Kanalsystem verfügen,
durch das die Heizungsluft zu einzelnen Räumen geführt wird, ist der Warmluftaustritt
16 an das Kanalsystem angeschlossen.
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Da durch den Lufterhitzer 5 in der für das Ausführungsbeispiel vorgesehenen
Bauart außer einer Lufterwärmung auch eine Wärmeträgerflüssigkeit, beispielsweise
Wasser aufgeheizt wird, die entsprechend der Regelungsvorgabe den Nachh.eizregistern
9,10undll zugeführt werden kann, erfolgt die Erwärmung der Heizluft in zwei Stufen
und zwar einmal über den Lufterhitzer 5 in einem Grundniveau, das bei der praktisch
konstanten Außentemperatur des Wärmeleitmantels 42 im wesentlichen konstant ist
und lediglich von den Veränalerungen des vom Gebläse 15 geförderten Volumenstromes
beeinflußt wird. Die vom Lufterhitzer 5 aufgewärmte Luft durchströmt nun die Nachheizregister,
wobei die Regelung so vorgesehen ist, daß zunächst das Nachheizregister 9, also
das vom Luftstrom zuletzt durchströmte Nachheizregister entsprechend der Regelungsvorgabe
mit der heißen Wärmeträgerflüssigkeit beaufschlagt wird und dann entsprechend den
Regelvorgaben bei erhöhten Temperaturanforderungen nacheinander die Nachheizregister
10 und 11 zugeschaltet werden können. Da der Vorlauf sammler 19 und der Rücklauf
sammler 21 innerhalb des luftführenden Teiles des Gehäuses 1 liegen, braucht für
diese beiden Bauteile ebenso wie für die Rohrleitungen und Pumpen keine Wärmeisolierung
vorgesehen zu werden, da die Abstrahlung dieser Bauteile unmittelbar von der Heizungsluft
aufgenommen wird und so für die Beheizung des Raumes nutzbar gemacht wird.
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Der Lufterhitzer 5 ist vorzugsweise mit einem sogenannten Zweistufenbrenner
ausgerüstet, so daß die Möglichkeit besteht, das Heizaggregat mit der ersten Brennerstufe
in einer "Grundlast" zu betreiben. Damit besteht die Möglich-
keit,
die reduzierten Temperaturanforderungen während des größeren Teils des Jahres mit
der Grundlast abzudecken, da die Regelung im wesentlichen über die Nachheizregister
erfolgt. Lediglich der Spitzenbedarf in der kalten Jahreszeit kann dann durch Zuschalten
der zweiten Brennerstufe abgedeckt werden.
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Der externe Heizungskreislauf zur Versorgung des Wärmeverbrauchers
32 kann nun unabhängig davon erfolgen, ob die Warmluftheizung in Betrieb ist oder
nicht. Wird in Sonderfällen ein Betrieb der Warmluftheizung nicht benötigt, so wird
über die Sperrklappe 12 die Nachheizeinrichtung 9, 10 und 11 angesperrt, so daß
ein Rückströmen von Kaltluft aus dem Warmluftheizungsbereich unterbunden wird und
über die Ventile 33 der externe Heizungskreislauf eingeschaltet. Der Lufterhitzer
5 dient-dann nur noch als Flüssigkeitserhitzer für die Wärmeträgerflüssigkeit des
Flüssigkeitsheizkreislaufes, wobei der Transport der Wärmeträgerflüssigkeit über
die Umwälzpumpe 34 imexternen Heizkreislauf erfolgt. Die Umwälzpumpen 26, 27 und
28 sind hierbei außer Betrieb. Anhand der Fig. 2 bis 6 wird nachstehend eine bevorzugte
Ausführungsform für einen direktbefeuerten Lufterhitzer beschrieben, mit dem die
besonderen konstruktiven und regelungstechnischen Vorteile des Heizaggregates gemäß
Fig. 1
voll zur Geltung kommen, da mit Hilfe eines derartigen Lufterhitzers
das Heizaggregat ein kompaktes und autonomes System darstellt, das sowohl Heizluft
als auch Heizflüssigkeit zur Verfügung stellen kann.
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Der Horizontalschnitt gemäß Fig. 2 durch das Teilgehäuse 4 läßt den
Aufbau erkennen. Diese Bauform eines direktbefeuerten Lufterhitzers besteht im wesentlichen
aus einer topfförmigen Brennkammer 44 mit geschlossenem Boden 45, der aus strömungstechnischen
Gründen leicht ausgewölbt ist. An der offenen Seite erweitert sich die Brennkammer
44 zu einer ersten Rauchgassammelkammer 46, die zur Gehäusewandung 47 über die gesamte
Breite offen ist und durch eine abnehmbare Brennertragwand 48 dicht abgeschlossen
werden kann. Von der ersten Rauchgassammelkammer 46 führen vier Rauchgasrohre 49,
die parallel zur Achse der Brennkammer 44 ausgerichtet sind, zu einer zweiten Rauchgassammelkammer
50, die mit einem Anschlußstutzen 51 für den Kamin versehen ist.
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Die Brennkammer 44, die Rauchgasrohre 49 sowie die Rauchgassammelkammern
46 und 50 sind von einem Wärmeleitmantel 42 umschlossen, der stirnseitig zusätzlich
durch eine Wärmeisolierung 52 abgedeckt ist und hiermit die Außenwandungen des Gehäuseteils
4 bildet. Der vom Wärmeleitmantel 42 umschlossene Raum ist mit einer Wärmeträgerflüssigkeit,
beispielsweise Wasser gefüllt, so daß die innerhalb des vom Wärmeleitmantel 42 umschlossenen
Raumes liegenden Bereiche der Brennkammer 44, der Rauchgassammelkammern 46 und 50
sowie der Rauchgasrohre 49 und auch des Rauchgasabzugsstutzens 51 mit der Wärmeträgerflüssigkeit
umschlossen sind.
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Der Zwischenraum ist, was in der schematischen Zeichnung nicht dargestellt
ist, mit der in Fig.1 gezeigten Vorlaufleitung 18 und der Rücklauf leitung 20 an
ein Flüssigkeitsheizsystem angeschlossen.
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Die Brennertragwand 48 weist in üblicher Weise eine öffnung 53 auf,
in die der Brennerkopf hineinragt. Die Zeich-
nung zeigt die Ausrichtung
des Brenners und durch die Pfeile angedeutet, die von der konischen Formgebung der
Brennerkammer 44 bewirkte Umlenkung und Entspnnnung der Rauchgase, wobei durch die
Rückströmung der Rauchgase an der Flamme vorbei praktisch eine vollständige Verbrennung
des Brennstoffs bewirkt wird. Da die Brennertragwand 48 unmittelbar der Wärme der
Brennkammer 44 ausgesetzt ist, ist diese mit einer Mehrschichtenisolierung 54 versehen,
die in unterschiedlichen Dicken der einzelnen Schichten ausgeführt ist, um sicherzustellen,
daß die vorgeschriebenen Außentemperaturen eingehalten werden können. Während die
beiden mit der Isolierung 52 versehenen Stirnwandungen und die hier nicht sichtbaren
parallel zur Zeichenebene verlaufenden Wandungen des Gehäuses, die ebenfalls wärmeisoliert
sind, dicht geschlossen sind, sind die beiden Stirnseiten 55 offen, so daß die aufzuheizende
Luft in Richtung des Pfeiles 56 durch das Gehäuse hindurchgeführt werden kann. Die
Führung der Luft entlang der*Außenfläche des Wärmeleitmantels 42 ist aus Fig. 3
ersichtlich.
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In Fig. 3 ist die Anordnung gemäß Fig. 2 in einer Aufsicht mit angenommener
Brennertragwand 48 dargestellt. Hier ist der Innenraum der Brennkammer 4 sowie der
ersten Rauchgassammelkammer 46 zu erkennen. Ferner die Lage und die Querschnittsform
der Rauchgasrohre 49, die mit ihrer langgestreckten Querschnittsform in etwa tangential
zur Brennkammer 44 ausgerichtet sind. Die Brennkammer mit ihren Rauchgasrohren 49
ist vom Wärmeleitmantel 42 ebenfalls in einer langgestreckten Form umschlossen,
so daß zwischen der oberen Gehäusewandung 57 und der unteren Gehäusewandung 58 ein
Luftführungskanal 60 jeweils freibleibt. Dieser Luftführungskanal 60 ist von einer
Vielzahl von Wärmeübertragungsflächen 61 durchsetzt, die fest mit dem Wärmeleitmantel
42 verbunden sind und den Luftführungskanal 60 in eine Vielzahl von Teilkanälen
unterteilen, wie dies aus der Stirnansicht in Fig. 5, in Richtung des Pfeiles 56
in Fig.3 gesehen, ersichtlich ist. Die in Richtung des Pfeiles 56
strömende
Luft wird somit nicht nur durch ihren Kontakt mit der Außenwandung des Wärmeleimantels
42, sondern auch durch ihren Kontakt mit den Wärmeübertragungsflächen 61 erhitzt,
die in wärmeleitender Verbindung mit dem Wärmeleitmantel 42 stehen.
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Wie aus der Schnittdarstellung in Fig. 2 und der Ansicht in Fig. 5
ersichtlich ist, ist der Wärmeleitmantel 42 so ausgebildet, daß alle Rauchgas führenden
Teile innerhalb des Gehäuses 4 einschließlich des innerhalb des Gehäuses 4 liegenden
Teiles des Rauchgasstutzens 51 mit der Wärmeträgerflüssigkeit umschlossen sind,
so daß alle heizluftführenden Teile an keiner Stelle unmittelbaren Kontakt zwischen
Heizluft und heißen Rauchgasen bekommen können.
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Zur Erhöhung der Wärmeübertragung von den heißen Rauchgasen auf die
Wärmeträgerflüssigkeit sind in den Rauchgasabzugsrohren 49 entsprechend der Schnittdarstellung
in Fig. 4 Umlenkelemente 62 angeordnet, die in Richtung der Ruachgasdurchströmung
gesehen, Pfeil 63, geneigt angeordnet sind. Die Umlenkelemente 62 sind hierbei plattenförmig
ausgebildet únd an einer Haltestange 64 befestigt, so daß nach Abnehmen der Brennertragwand
48 diese Umlenkelemente zu Reinigungszwecken aus den Rauchgasrohren herausgezogen
werden können. Die durch die Umlenkelemente 62 bewirkte Führung der Rauchgase ist
durch den Pfeil 65 angedeutet. Diese Rauchgasführung bewirkt, daß eine intensivere
Übertragung der in den Rauchgasen enthaltenen Wärmeenergie auf die Wandung der Rauchgasabzugsrohre
49 und damit auf die diese umschließende Wärmeträgerflüssigkeit erfolgt. Da durch
die Umlenkelemente 62 der Zugwiderstand in den Rauchgasrohren 49 erhöht wird, ist
es zweckmäßig, wenn die Neigung der Umlenkelemente 62 einstellbar ist, um so eine
Optimierung zwischen Zugwiderstand einerseits und Wärmeübertragung andererseits
zu erwirken.
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Die Wärmeübertragungsflächen 61 sind zur Verbesserung des Wärmeüberganges
auf die an diesen vorbeistreichende Luft bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
nicht geradflächig ausgebildet, sondern weisen eine Profilierung auf, die so ausgebildet
ist, daß der jeweils von zwei benachbarten Wärmeübertragsungsflächen 61', 61" gebildete
Teilkanal in Strömungsrichtung gesehen (Pfeil 56) abwechselnd Verengungen 66 und
Erweiterung 67 aufweist, wie dies aus dem in größerem Maßstab dargestellten Horizontalschnitt
in Fig. 6 ersichtlich ist. Um nun im Bereich der Erweiterungen 67 die Wärmeübertragung
auf die vorbaiströmende Luft zu erhöhen, sind hier Mittel zur Strömungsablenkung
vorgesehen, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils durch eine zusätzliche
in Längsrichtung eines jeden Teilkanals verlaufende Wärmeübertragsungsfläche 68
gebildet wird, die jeweils im Bereich einer Erweiterung 67 einen die Fläche überragenden
stegförmigen Vorsprung 69 aufweist. Anstelle eines sich über die gesamte Kanallänge
erstreckenden Bleches ist es auch möglich, jeweils an der Stelle des Vorsprungs
69 ein einzelnes Ablenkerelement einzusetzen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
sind die Vorsprünge 69 der zusätzlichen Wärmeübertragungsfläche 68 so angeordnet,
daß sie in Strömungsrichtung 56 gesehen, alternierend jeweils auf der einen und
auf der anderen Seite die Fläche überragen. Durch diese Ablenkungselemente wird
im Bereich der Erweiterungen eine erhebliche Verwirbelung der aufzuheizenden Warmluft
und damit ein intensiver Wärmeübergang bewirkt. Bei der Anordnung einer zusätzlichen,
mit Ablenkungselementen versehenen Wärmeübertragsungsfläche 68 muß die Dimensionierung
so vorgesehen werden, daß der freie Strömungsquerschnitt im Bereich der Erweiterungen
67 auf der Seite des Vorsprungs 69 mindestens so groß ist, wie der freie Strömungsquerschnitt
im Bereich einer Verengung 66.
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Die Außenkontur des Wärmeleitmantels 42 braucht nicht unbedingt langgestreckt
zu sein, wie dies für das Ausführungsbeispiel dargestellt und erläutert worden ist.
Der Wärme-
leitmantel kann auch eine kreisrunde oder ovale Außenkontur
aufweisen, wobei dann entsprechend die Rauchgasrohre 49 innerhalb des Wärmeleitmantels
42 eine ebenfalls kreisrunde Querschnittsform aufweisen können und konzentrisch
zur Brennkammer angeordnet sein können.
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Darüber hinaus ist es zur Erhöhung der Wärmeübertragungsflächen ebenfalls
möglich, die Wärmeübertragungsflächen 61 vollständig um den Wärmeleitmantel 42 herumzuführen.
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Hierbei ist es nicht unbedingt erforderlich, die Wärmeübertragungsflächen
in der anhand von Fig. 6 erläuterten Profilierung zu verwenden. Bei einer kreisrunden
Außenkontur des Wärmeleitmantels ist es hierbei möglich, die stegförmigen Wärmeübertragungsflächen
61 in Form einer Schraubenregelfläche um den Wärmeleitmantel herumzuwickeln, was
herstellungstechnisch einfacher ist.