DE3710953C2 - Heizsystem zur Erhitzung eines Raumes mit einer Verbrennungskammer - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Heizsystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1. Ein derartiges Heizsystem dient dazu, erhitzte Luft einem zu erhitzenden Raum, wie beispielsweise einem Gebäude oder einem umschlossenen Abschnitt desselben, zuzuführen, wobei das Heizsystem mit einem gasförmigen Brennstoff arbeitet.

Ein Heizsystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 ist aus der US-PS 4 275 705 bekannt. Bei diesem bekannten Heizsystem ist die Verbrennungskammer von Wärmetauschern umgeben, um die Wärme aus der Verbrennungskammer möglichst weitgehend auf die den Raum zuzuführende Luft zu übertragen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Heizsystem der angegebenen Art weiter zu verbessern, damit ein besonders hoher Prozentsatz des zur Verfügung stehenden Heizwertes des verbrauchten Brennstoffes genutzt wird und die Temperatur der dem Raum zugeführten Luft genau eingehalten werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Heizsystem der angegebenen Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Das erfindungsgemäß ausgebildete Heizsystem benötigt keinen herkömmlich ausgebildeten Kamin oder irgendeine andere Abgasabführung vom Zugtyp. Das erfindungsgemäß ausgebildete System arbeitet ferner mit einer besonders niedrigen Eingangsgröße an thermischer Energie und kann über längere Zeiträume betrieben werden, so daß auf diese Weise die Zahl der Ein/Aus-Zyklen, die zur Aufrechterhaltung einer gewünschten Temperatur im erhitzten Raum erforderlich ist, auf ein Minimum und der Wirkungsgrad des Heizsystems auf ein Maximum gebracht werden können.

Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungs­ beispiels in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Fließschema eines beispielhaften Heiz­ systems; und

Fig. 2 ein detailliertes Fließschema eines bevor­ zugten Abgaswärmetauschers des in Fig. 1 dargestellten Heizsystems.

Die Fig. 1 und 2 zeigen in schematischer Weise ein bevorzugtes beispielhaftes Heizsystem zum Erhitzen eines umschlossenen Raumes. Wie aus der nachfolgenden Beschreibung hervorgeht, ist jedoch ein solches Heizsystem nicht auf die schematisch in der Zeichnung dargestellten speziellen Raumheizungen beschränkt.

Gemäß Fig. 1 umfaßt ein Heizsystem 10 ein Lufterhitzungssystem 12, Kaltluftzu­ führeinrichtungen 14, Luftumwälzeinrichtungen 16, Verbrennungsluftzuführeinrichtungen 18, Einrichtungen 20 zur Zuführung von gasförmigem Brennstoff und Steuereinrichtungen 22.

Das Lufterhitzungssystem 12 besitzt eine Verbren­ nungskammer 30, die zum Verbrennen eines Gemisches aus Verbrennungsluft und einem gasförmigen Brennstoff dient, welche der Verbrennungskammer 30 von den Verbrennungsluft­ zuführeinrichtungen 18 und den Einrichtungen 20 zur Zuführung von gasförmigem Brennstoff zugeführt werden. Diese Einrichtungen werden nachfolgend beschrieben. Die Verbrennungs­ luft und der gasförmige Brennstoff werden in einstellbaren und vorgegebenen Anteilen in einer verstellbaren Mischvorrichtung 32 gemischt, die mit Hilfe einer Einlaßleitung 42 mit der Verbrennungskam­ mer 30 in Strömungsmittelverbindung steht. Das Gemisch aus dem gasförmigen Brennstoff und der Verbrennungsluft wird durch eine elektronische Zündvorrich­ tung 40 oder irgendeine andere bekannte Zündvorrichtung, die in der Einlaßleitung 42 angeordnet ist, gezündet und in die Verbrennungskammer 30 eingegeben. Die Ver­ brennungskammer 30 ist relativ klein, und zwar vorzugsweise an die Größe der Flamme des brennen­ den Brennstoffes und des Luftgemisches selbst sehr an­ genähert, um auf diese Weise eine Vergeudung von Energie durch das unnötige Erhitzen eines Leerraumes um die Flamme herum minimal zu halten.

Die einstellbare Mischvorrichtung 32 umfaßt eine ringförmige Gaskammer 34 mit einem Paar von Mischdüsenrohren 36 mit Außengewinde, die ver­ stellbar mit Umfangsabschnitten der Gaskammer 34 ver­ schraubt sind. Die Mischdüsenrohre sind im Abstand in­ nerhalb der Gaskammer 34 angeordnet, so daß eine Öff­ nung 38 gebildet wird, deren Größe verstellbar ist, indem die Mischdüsenrohre 36 aufeinander zu oder von­ einander weg geschraubt werden. Somit können für den speziellen Anwendungsfall die Anteile an gasförmigem Brennstoff und Verbrennungsluft, die in der einstell­ baren Mischvorrichtung 32 vermischt werden, vorher eingestellt werden, um einen Bereich von Brennstoff- Luft-Verhältnissen vorzusehen, die auf die gewünschten Betriebsbedingungen für den speziellen Anwendungsfall abgestimmt sind.

Das Lufterhitzungssystem 12 besitzt ferner eine kleine Auslaßleitung 44, die mit dem Inneren der Ver­ brennungskammer 30 in Strömungsmittelverbindung steht, um die Verbrennungsprodukte aus der Verbrennungskammer 30 zur Außenseite oder der Umgebung 46 des erhitzten Raumes 48 abzuführen. Ein Verbrennungskammerwärmetau­ scher 50 ist ebenfalls der Verbrennungskammer 30 zuge­ ordnet und dient dazu, in der Verbrennungskammer 30 er­ zeugte Wärmeenergie auf Kaltluft zu übertragen, die von den Kaltluftzuführeinrichtungen 14 (nachfolgend beschrieben) zugeführt wird, um erhitzte Luft zu erzeugen, die wieder­ um durch eine Auslaßleitung 52 für erhitzte Luft einer Luftmischkammer 54 zugeführt wird, die einen Teil der Luftumwälzeinrichtungen 16 darstellt, die nachfolgend beschrieben werden.

Die Luftumwälzeinrichtungen 16 umfassen eine Kaltluftrück­ führleitung 56 und ein Rückführluftgebläse 58 zum Ab­ ziehen von Kaltluft aus dem erhitzten Raum 48 und zum Fördern dieser Kaltluft zu einer Luftmischkammer 54 mit Hilfe einer Kaltluftleitung 59. Die Kaltluft von den Luftum­ wälzeinrichtungen 16 wird in der Luftmischkammer 54 mit erhitzter Luft vom Verbrennungskammerwärmetauscher 50 und von einem Abgaswärmetauscher 94 (nachfolgend be­ schrieben) vermischt. Durch dieses Vermischen in der Luftmischkammer 54 wird ein erhitztes Luftgemisch er­ zeugt, das durch das Rückführluftgebläse 58 von der Luft­ mischkammer 54 nach außen zum erhitzten Raum 48 mit Hil­ fe von einer oder mehreren Zuführleitungen 60 für er­ hitzte Luft geführt wird.

Kaltluft wird der Verbrennungskammer 30 vom erhitzten Raum 48 über die Kaltluftzuführeinrichtungen 14 zugeführt. Diese Kaltluft wird dem erhitzten Raum durch ein Kaltluftzuführgebläse 74 entzogen und über eine Kaltluftleitung 76 dem Verbrennungskammerwärmetau­ scher 50 zugeführt.

Um in wirksamer Weise einen sehr hohen Prozentsatz der in der Verbrennungskammer 30 erzeugten thermischen Ener­ gie auf die Luft übertragen zu können, die in die Luft­ mischkammer 54 eingeführt wird, besitzt der Verbrennungs­ kammerwärmetauscher 50 eine Form, die die Verbrennungskammer 30 im wesentlichen vollständig umhüllt. Die Verbrennungskammer 30 ist von einer Umfassungswand 64 umgeben, die aus einem zur Wärme­ übertragung geeigneten Material mit hoher thermischer Leitfähigkeit besteht. Die Umfassungswand 64 ist von einer inneren Kaltluftkammer 66 umgeben, die wiederum von einer äußeren Kaltluftkammer 68 umgeben ist, wobei da­ zwischen eine oder mehrere zusätzliche Kaltluftkammern 70 angeordnet sind. Die innere Kaltluftkammer 66, die äu­ ßere Kaltluftkammer 68 und die zusätzlichen Kaltluftkammern 70 sind durch Kammerwände 72 mit hoher thermischer Leit­ fähigkeit voneinander getrennt.

Die Kaltluftkammern 66, 68 und 70 des Verbrennungskam­ merwärmetauschers 50 sind in Reihe nach außen angeordnet, wobei jede Kammer in Strömungsmittelverbindung mit ihrer einwärts benachbarten Kammer steht, so daß Kaltluft von den Kaltluftzuführeinrichtungen 14 nacheinander von der äußeren Kaltluftkammer 68 durch die zusätzlichen Kaltluftkammern 70 in die innere Kaltluft­ kammer 66 strömt. Die durch den Verbrennungsvorgang in der Verbrennungskammer 30 erzeugte Wärmeenergie wird somit durch die Umfassungswand 64 der Verbrennungskam­ mer 30 und nacheinander durch die innere Kaltluftkammer 66, die zusätzlichen Kaltluftkammern 70 und die äußere Kalt­ luftkammer 68 geführt, so daß die Luft nacheinander er­ hitzt wird, wenn sie durch den Verbrennungs­ kammerwärmetauscher 50 strömt. Die Zahl der Kaltluftkam­ mern, die die Verbrennungskammer 30 umgeben, kann vom Fachmann ohne weiteres aus den gewünschten Kaltluftein­ laß- und Heißluftauslaßtemperaturen bei einer bestimmten Luftströmung für einen speziellen Anwendungszweck ermit­ telt werden. Wahlweise kann die äußere Kaltluftkammer 68 durch eine beliebige Zahl von bekannten geeigneten Wärmeisolationsmaterialien abgedeckt oder umgeben, um Verluste an thermischer Energie weiter herab­ zusetzen.

Die Verbrennungsluftzuführeinrichtungen 18, die in Fig. 1 gezeigt sind, umfassen eine Filtervorrichtung 80. Die Verbrennungsluft wird vom erhitzten Raum 48 durch die Filtervorrichtung 80 abgezogen und durch eine Luftleitung 82 zur Einlaß- oder Saugseite 83 eines Verbrennungsluftkompressors 84 gefördert. Der Verbrennungsluftkompressor 84 hebt den Druck der Verbrennungsluft auf ein vorgegebenes Druck­ nivau an und gibt die komprimierte Verbrennungsluft über seine Auslaßseite 85 mit Hilfe einer Luftleitung 86 an das Lufterhitzungssystem 12 ab.

Bevor sie in die einstellbare Mischvorrichtung 32 ein­ geführt wird, dringt die komprimierte Verbrennungsluft durch eine Trennvorrichtung 88. Bei der Trennvorrichtung 88 handelt es sich um eine Wirbelerzeuger-Trennvorrichtung, wie sie dem Fach­ mann bekannt ist, die mit einem Schalldämp­ fer 89 ausgerüstet ist. Die Trennvorrichtung 88 dient dazu, Verbrennungsluft, deren Temperatur über einer vor­ gegebenen Temperatur liegt, von Verbrennungsluft, deren Temperatur unter dieser vorgegebenen Temperatur liegt, zu trennen, indem die relativ schweren kühleren Luft­ moleküle von den relativ leichten Luftmolekülen mit hö­ herer Temperatur abgetrennt werden. Die abgetrennte Ver­ brennungsluft, die über dieser vorgegebenen Temperatur liegt, wird durch getrennte Fördereinrichtungen 90 der vorstehend beschriebenen einstellbaren Mischvorrichtung 32 zugeführt, wo sie mit gasförmigem Brennstoff von den Einrichtungen 20 zur Zuführung von gasförmigem Brennstoff, die nachfolgend beschrieben werden, vermischt wird.

Die abgetrennte Verbrennungsluft, die unter der vorste­ hend erwähnten vorgegebenen Temperatur liegt, wird in der Trennvorrichtung 88 abgetrennt und mit Hilfe einer getrennten Kaltluftleitung 92 einem in Fig. 1 gezeigten und genauer in Fig. 2 dargestellten Abgaswärmetauscher 94 zugeführt.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, umfaßt der Abgaswärmetauscher 94 eine Vielzahl von Abgastrennwänden 95, die in einem inneren Gehäuse 93 angeordnet sind. Das innere Gehäuse 93 ist von einem äußeren Gehäuse 91 um­ geben, das mit Abstand außerhalb des inneren Gehäuses 93 angeordnet ist, so daß Luft von der getrennten Kalt­ luftleitung 92 dazwischen strömen und über eine Luftlei­ tung 96 der vorstehend erwähnten Luftmischkammer 54 zu­ geführt werden kann. Vorzugsweise ist eine Reihe von Lufttrennwänden 97 in dem Raum zwischen dem inneren und äußeren Gehäuse 93 und 91 angeordnet, damit die in die­ sem Raum fließende Luft gleichmäßig über nahezu das ge­ samte innere Gehäuse 93 strömen und damit in wirksamer Weise Wärme vom Abgas, das eine Temperatur im Bereich von etwa 150°C bis etwa 180°C bei vielen Betriebsbe­ dingungen aufweisen kann, auf die durch den Abgaswärme­ tauscher 94 strömende Luft übertragen kann. Mit Hilfe einer derartigen Anordnung und durch Auswahl eines Abgas­ wärmetauschers 94 einer geeigneten Größe, was für den Fachmann ohne weiteres möglich ist, kann ein beträcht­ licher Teil der im Abgas enthaltenen thermischen Energie wiedergewonnen werden, so daß das zur Umgebung 46 abge­ führte Abgas eine sehr niedrige Temperatur, vorzugsweise unter der im erhitzten Raum 48 gewünschten Temperatur, besitzt, wie beispielsweise unter 16°C in vielen Anwen­ dungsfällen. Des weiteren kann aufgrund der relativ nie­ drigen Temperatur des Abgases die Abgasleitung 44 aus üblichen Leitungsmaterialien wie Kupfer hergestellt sein.

Die Einrichtungen 20 für die Zuführung von gasförmigem Brennstoff sind in Fig. 1 dargestellt. Dabei wird ein gasförmiger Brennstoff von einer Gasquelle 102 abgezo­ gen. Bei der Gasquelle kann es sich um ein übliches Ver­ sorgungssystem mit Erdgas oder irgendeine andere bekann­ te Quelle eines gasförmigen Brennstoffes handeln. Der gasförmige Brennstoff wird durch ein Sicherheitsventil 104 gefördert, das automatisch geschlossen werden und im geschlossenen Zustand einen Fehler anzeigen kann, falls das Heizsystem 10 nicht richtig funktioniert. Der gasförmige Brennstoff wird dann durch die Gasleitung 103 in den Einlaß 106 eines Kompressors 108 für gasförmigen Brennstoff geführt, der den Druck des eintretenden gasförmigen Brennstoffes auf ein vorgegebenes Druckniveau erhöht, das im wesentlichen dem der komprimierten Verbrennungsluft entspricht, wie vorstehend beschrieben. Der komprimierte gasförmige Brennstoff wird dann über die Auslaßseite 110 des Kom­ pressors 108 abgegeben und mit Hilfe einer Gasleitung 112 der vorstehend beschriebenen einstellbaren Misch­ vorrichtung 32 zugeführt, wo er in vorgegebenen Antei­ len mit der komprimierten Verbrennungsluft vermischt wird, bevor er durch die Zündvorrichtung 40 gezündet und in die Verbrennungskammer 30 eingeblasen wird.

Aufgrund des erhöhten Drucks der Verbrennungsluft und des gasförmigen Brennstoffs stehen auch die Abgase un­ ter Druck und werden somit durch die Abgasleitung 44 geblasen. Daher muß die Abgasleitung 44 nicht an einen Zugkamin oder eine andere Leitung angeschlossen werden und kann relativ klein ausgebildet sein, beispielsweise als 1,3-cm- oder 0,95-cm-Kupferrohr, oder bei bestimmten Anwendungsfällen noch kleiner.

Um den Durchsatz der Verbrennungsluft und des gasförmi­ gen Brennstoffs, die mit Hilfe der Verbrennungsluftzu­ führeinrichtungen 18 und der Einrichtungen 20 zur Zufüh­ rung von gasförmigem Brennstoff dem Lufterhitzungs­ system 12 zugeführt werden, zu steuern, sind Bypass-Systeme vorge­ sehen, die dem Verbrennungsluftkompressor 84 und dem Kompressor 108 für gasförmigen Brennstoff zugeordnet sind. In den Verbrennungsluftzuführeinrichtungen 18 steht ein Verbrennungsluftbypass 116 in Strömungsmittelverbindung mit den Luftleitungen 86 und 82, damit Bypassluft von der Auslaßseite 85 zur Saugseite 83 des Verbrennungsluft­ kompressors 84 strömen kann. Der Durchsatz der durch den Bypass 116 strömenden Verbrennungsluft und somit der Durchsatz durch die Luftleitung 86 werden ge­ steuert, indem ein im Bypass 116 vorgesehe­ nes Verbrennungsluftsteuerventil 118 moduliert wird. In entsprechen­ der Weise steht ein Bypass 120 in Strömungsmit­ telverbindung mit den Gasleitungen 112 und 103, um eine Bypassströmung des gasförmigen Brennstoffs von der Aus­ laßseite 110 zur Ansaugseite 106 des Kompressors 108 für gasförmigen Brennstoff zu ermöglichen, wobei der Durchsatz des gasförmigen Brennstoffs im Bypass durch Modulation eines Steuerventils 122 für den gasförmigen Brennstoff gesteuert wird. Somit können die jeweiligen Drücke und Durchsätze der Verbrennungsluft und des gasförmigen Brennstoffs in vor­ gewählter Weise reguliert werden, indem das Verbrennungs­ luftsteuerventil 118 und das Steuerventil 122 für den gasförmigen Brennstoff moduliert werden. Eine weitere Regulierung dieser Durchsätze kann wahlweise erreicht werden, indem zusätzlich oder anstelle der vorstehend beschriebenen Bypasssysteme die Drehzahl der Gas- und Luftkompressoren mit veränderlicher Drehzahl geregelt wird. Die Regulierung der Verbrennungsluftzufuhr un­ ter Versorgung mit gasförmigem Brennstoff wird durch die nachfolgend beschriebenen Steuereinrichtungen 22 er­ reicht.

Die Steuereinrichtungen 22 umfassen einen Raumtemperatursen­ sor 126, der in dem erhitzten Raum 48 angeordnet ist und aus einer herkömmlich ausgebildeten Thermostaten bestehen kann. Der Raumtem­ peratursensor 126 ist über eine geeignete elektrische Leitung 128 mit einem programmierbaren zentralen Mi­ kroprozessor 130 verbunden und kann dem Mikroprozessor 130 in Abhängigkeit von sich verändernden Lufttempera­ turen im erhitzten Raum 48 Signale zuführen. Der Mikro­ prozessor 130 wiederum ist mit Hilfe von geeigneten elektrischen Leitungen 133 und 135 an das Verbrennungsluftsteuerventil 118 und das Steuerventil 122 für den gasförmigen Brenn­ stoff angeschlossen, um geeignete Signale zur Betäti­ gung, Deaktivierung oder Modulierung der entsprechenden Luft- und Gasbypasssysteme zu übertragen. Der Mikropro­ zessor 130 ist auch über geeignete Leitungen 132 und 134 mit dem Verbrennungsluftkompressor 84 und dem Kompres­ sor 108 für den gasförmigen Brennstoff verbunden, um diesen geeignete Signale zur Betätigung, Deaktivierung oder Regelung der Drehzahl zuzuführen. Darüber hinaus steht der Mikroprozessor 130 mit Hilfe einer geeigne­ ten Leitung 136 mit der elektronischen Zündvorrichtung 40 in Verbindung, um Betätigungs- oder Deaktivierungs­ signale zum Zwecke der Zündung des Gemisches aus Ver­ brennungsluft und gasförmigem Brennstoff während des Startens des Heizsystems 10 zu übertragen. Des weiteren steht der Mikroprozessor über eine Leitung 105 mit dem Sicherheitsventil 104 in Verbindung, um das System im Falle eines Notfalles oder von Fehlfunktionen stillegen zu können.

Die Steuereinrichtungen 22 umfassen ferner geeignete Leitungen 150 und 152 zum elektrischen Anschließen des zentralen Mikroprozessors 130 an das Kaltluftzuführgebläse 74 der Kaltluftzuführeinrichtungen 14 und an das Rückführluft­ gebläse 58 der Luftumwälzeinrichtungen 16. Die Steuer­ einrichtungen 22 können somit Aktivierungs- und Deaktivie­ rungssignale oder Modulierungssignale sowohl auf die Kaltluftzuführeinrichtungen 14 als auch die Luftumwälz­ einrichtungen 16 übertragen. Mit Hilfe dieser Steueranord­ nung sowie der vorstehend in Verbindung mit der Verbren­ nungsluftzufuhr und der Zufuhr an gasförmigem Brennstoff erläuterten Steueranordnung kann der zentrale Mikropro­ zessor 130 das Heizsystem 10 in Abhängigkeit von ertaste­ ten Lufttemperaturen im erhitzten Raum 48 steuern und damit die Lufttemperatur im erhitzten Raum 48 auf irgend­ einer aus einer Reihe von vorgegebenen Temperaturen hal­ ten.

Da sich die Temperaturen und Zustände in der Umgebung 46 der erhitzten Raumes 48 sehr stark auf die Lufttem­ peratur im erhitzten Raum auswirken können, da entweder Wärme verloren geht oder Wärme zugeführt wird, ist es auch wünschenswert, den Betrieb des Heizsystems 10 in Abhängigkeit von Außentemperaturen zu steuern. Daher besitzen die Steuereinrichtungen 22 wahlweise und vorzugs­ weise einen Außenlufttemperatursensor 140, der mit Hil­ fe einer geeigneten elektrischen Leitung 142 an den zentralen Mikroprozessor 130 angeschlos­ sen ist. In Abhängigkeit von den ertasteten Außentempe­ raturen kann daher der Außentemperatursensor 140 geeig­ nete Signale an den zentralen Mikroprozessor 130 über­ tragen, der wiederum so programmierbar sein kann, daß das Heizsystem 10 in Abhängigkeit von Signaleingängen gesteuert werden kann, die sich sowohl auf die Innen­ lufttemperatur des erhitzten Raumes 48 als auch auf die Außentemperatur der Umgebung 46 des Raumes beziehen. Beispielsweise kann der zentrale Mikroprozessor 130 so programmiert sein, daß er in geeigneter Weise in einer Situation anspricht, wo der Raumtempera­ tursensor 126 einen Bedarf an er­ hitzter Luft anmeldet, jedoch die Außentemperatur gleich­ zeitig damit ansteigt, so daß auf diese Weise der Doppel­ effekt der Zuführung von Wärmeenergie in den erhitzten Raum 48 über das Heizsystem 10, während der erhitzte Raum 48 ebenfalls infolge der ansteigenden Außentempe­ raturen eine Hitzezufuhr erhält, vermieden werden kann. In entsprechender Weise kann der zentrale Mikroprozes­ sor 130 beispielsweise so programmiert sein, daß er auf fallende Außentemperaturen anspricht, damit das Heizsy­ stem 10 zusätzliche erhitzte Luft in den erhitzten Raum 48 einführt, und zwar etwas bevor der Raumtempera­ tursensor 126 tatsächlich einen Bedarf nach mehr Wärme­ energie anmeldet. Darüber hinaus kann durch Aufrechter­ haltung einer engen Steuerung des Betriebes des Heiz­ systems 10 mit Hilfe der vorstehend beschriebenen Steu­ ereinrichtungen 22 das Heizsystem über längere Zeiträume mit veränderlichen Wärmeabgabeniveaus betrieben werden, wodurch die Zahl der Ein/Aus-Zyklen reduziert und somit die Möglichkeiten von Wärmeverlusten im Vergleich zu herkömmli­ chen Heizsystemen verringert werden.

Der zentrale Mikroprozessor 130 kann aus einer beliebi­ gen Zahl von Mikroprozessoreinheiten bestehen, die die vorstehend beschrie­ benen Funktionen durchführen können. Obwohl die Steuer­ einrichtung 22 in der Zeichnung schematisch als elektri­ sches Steuersystem dargestellt sind, versteht es sich, daß diese Einrichtungen ohne weiteres auch durch pneumatische, hydraulische oder andere Einrichtungen zur Betätigung und Deaktivierung der verschiedenen vorstehend beschrie­ benen Teile ersetzt werden können.

Claims (12)

1. Heizsystem zur Erhitzung eines Raumes mit einer Verbrennungskammer (30) zum Verbrennen eines Gemisches aus Verbrennungsluft und Brennstoff, mit Einlaßeinrichtungen (42), um dieser Verbrennungskammer (30) ein Gemisch aus Verbrennungsluft und Brennstoff zuzuführen, mit Auslaßeinrichtungen (44), um von dieser Verbrennungskammer (30) die Verbrennungsprodukte abzuführen, mit Kaltluftzuführeinrichtungen (14) zum Fördern von Raumluft zu einem Verbrennungskammerwärmetauscher (50), um die Wärme der Verbrennungskammer auf diese Raumluft zu übertragen, dadurch gekennzeichnet, daß Luftumwälzeinrichtungen (16) zum Überwälzen von Raumluft und Luftmischeinrichtungen (54) vorgesehen sind, zum Mischen der im Verbrennungskammerwärmetauscher (50) erwärmten Raumluft mit der umgewälzten Raumluft und daß Einrichtungen zum Fördern der gemischten Luft aus den Luftmischeinrichtungen (54) in den Raum (48) vorgesehen sind.

2. Heizsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es Verbrennungsluftzuführeinrichtungen (18) zum Fördern von Verbrennungsluft aus dem Raum (48) zu den Einlaßeinrichtungen (42) der Verbrennungskammer (30) aufweist, die von den Kaltluftzuführeinrichtungen (14) und den Luftumwälzeinrichtungen (16) getrennt sind, und des weiteren Zuführeinrichtungen (20) zur Förderung eines gasförmigen Brennstoffs von einer Quelle (102) zu den Einlaßeinrichtungen (42) der Verbrennungskammer (30) aufweist.

3. Heizsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungsluftzuführeinrichtungen (18) einen Verbrennungsluftkompressor (84) zum Anheben des Drucks der Verbrennungsluft auf ein vorgegebenes Druckniveau und die Zuführeinrichtungen (20) für den gasförmigen Brennstoff einen Kompressor (108) für den gasförmigen Brennstoff zum Anheben des Drucks des gasförmigen Brennstoffs auf das vorgegebene Druckniveau aufweisen.

4. Heizsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Verbrennungsluftbypass (116) aufweist, um eine bestimmte Menge an komprimierter Verbrennungsluft von der Auslaßseite zur Einlaßseite des Verbrennungsluftkompressors (84) im Bypass zu führen, wobei im Bypass (116) ein Verbrennungsluftsteuerventil (118) angeordnet ist, das wahlweise betätigbar und außer Betrieb setzbar ist.

5. Heizsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Bypass (120) für den gasförmigen Brennstoff aufweist, um eine bestimmte Menge an komprimiertem gasförmigen Brennstoff von der Auslaßseite zur Einlaßseite des Kompressors (108) für gasförmigen Brennstoff im Bypass zu führen, wobei der Bypass (120) ein Steuerrventil (122) für den gasförmigen Brennstoff umfaßt, zur Steuerung der Menge an komprimiertem gasförmigen Brennstoff, die im Bypass geführt wird, wobei das Steuerventil (120) wahlweise betätigbar und außer Betrieb setzbar ist.

6. Heizsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es Steuereinrichtungen (22) einschließlich eines Raumtemperatursensors (126) aufweist, um die Menge der komprimierten Verbrennungsluft und des komprimierten gasförmigen Brennstoffs zu steuern, die den Einlaßeinrichtungen (42) der Verbrennungskammer (30) zugeführt wird, wobei die Steuereinrichtungen auf diese Weise die Lufttemperatur in dem Raum auf einer vorgegebenen Solltemperatur halten.

7. Heizsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen (22) des weiteren einen Außentemperatursensor (140) aufweisen.

8. Heizsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungsluftzuführeinrichtungen (18) eine Trenneinrichtung (88) aufweisen zum Trennen von Verbrennungsluft, deren Temperatur über einer vorgegebenen Temperatur liegt, von Verbrennungsluft, deren Temperatur unter der vorgegebenen Temperatur liegt sowie Einrichtungen (90) zum Fördern der abgetrennten Verbrennungsluft, deren Temperatur über der vorgegebenen Temperatur liegt, zu den Einlaßeinrichtungen (42) der Verbrennungskammer (30) aufweist.

9. Heizsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßeinrichtungen (44) einen Abgaswärmetauscher (94) zum Übertragen der Wärme der Verbrennungsprodukte auf die abgetrennte Verbrennungsluft, deren Temperatur unter der vorgegebenen Temperatur liegt, besitzen.

10. Heizsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß es Einrichtungen zum Fördern der abgetrennten Verbrennungsluft vom Abgaswärmetauscher (94) zu den Luftmischeinrichtungen (54) und zum Vermischen dieser Luft mit der umgewälzten Luft aufweist.

11. Heizsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinrichtung (88) einen Wirbelerzeuger zum Abtrennen der schwereren Moleküle der Verbrennungsluft, deren Temperatur unter der vorgegebenen Temperatur liegt, von den leichteren Molekülen der Verbrennungsluft, deren Temperatur über der vorgegebenen Temperatur liegt, aufweist.

12. Heizsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsluftwärmetauscher (50) eine wärmeübertragende Umfassungswand, die die Verbrennungskammer (30) begrenzt, umfaßt, daß die Umfassungswand von einer innersten Kaltluftkammer (66) umgeben ist, die von einer Vielzahl von zusätzlichen Kaltluftkammern (68, 70) umgeben ist, welche hintereinander nach außen zu angeordnet sind, wobei innen und außen benachbarte Kaltluftkammern (66, 68, 70) durch wärmeübertragende Kammerwände (72) voneinander getrennt sind und wobei jede Kaltluftkammer in Strömungsverbindung mit ihrer in Richtung der Verbrennungskammer (30) benachbarten Kaltluftkammer steht, damit Kaltluft nacheinander von der äußersten Kaltluftkammer (70) zur innersten Kaltluftkammer (66) strömt, und daß zur Überführung von Wärme auf die Kaltluft die Wärme in der Verbrennungskammer durch die wärmeübertragende Umfassungswand (64) und die Kaltluftkammern von der innersten Kammer (66) zur äußersten Kammer (68) übertragen wird.