DE69407803T2 - Lufterhitzer - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Lufterhitzer, und insbesondere auf Lufterhitzer für den Hausgebrauch.
• Zahlreiche Lufterhitzer für den Hausgebrauch sind bekannt, wie Haartrockner, Handtrockner, Wäschetrockner usw. Diese Lufterhitzer sind im allgemeinen von geringer Leistung und arbeiten mit Elektrizität.
• Gasbefeuerte Lufterhitzer wurden zum Erhitzen großer Volumina verwendet, insbesondere zum Heizen von Gewächshäusern oder zum industriellen Heizen.
• Diese gasbefeuerten Erhitzer sind vom Direktverteilungs- oder Wärmetauschertyp.
• Bei der Technik der Lufterhitzung mittels direkter Verteilung werden die Verbrennungsgase in die zu erhitzende Luft verteilt. Diese Technik, welche einen hohen Wirkungsgrad hat, wird beim Heizen von Gewächshäusern oder einigen Industriegebäuden verwendet, wenn die Lufterneuerung ausreichend ist, um diese Technik zu ermöglichen. Im allgemeinen kann diese Technik nicht verwendet werden, um Wohnräume zu heizen. Die Lufterneuerung darin ist aus offensichtlichen Wirtschaftlichkeitsgründen effektiv begrenzt auf 1 bis 2 Volumina/Stunde.
• Bei Erhitzungsgeräten mit Wärmetauscher erhitzen die Abgase die Luft über Wärmetauscherwände, so daß es keinen direkten Kontakt zwischen den Abgasen und der zu erhitzenden Luft gibt. Die erhitzte Luft kann dann ohne spezielle Vorkehrungen in den zu erhitzenden Raum verteilt werden. Erhitzer mit Wärmetauscher haben dennoch einige Nachteile. Sie sind voluminös und kostspielig und ihr energetischer Wirkungsgrad ist verhältnismäßig bescheiden (oft in der Nähe von 70%). Darüber hinaus verwenden Erhitzer mit Wärmetauscher üblicherweise Blauflammenbrenner und geben daher signifikante Mengen an Stickoxid ab.
• Das Hauptziel der Erfindung ist es, einen gasbefeuerten Lufterhitzer vom Wärmetauschertyp vorzuschlagen, welcher es möglich macht, die verschiedenen zuvor genannten Nachteile zu beseitigen. Der erfindungsgemäße Lufterhitzer besitzt einen verbesserten Wirkungsgrad und gibt nur einen sehr geringen Pegel an Stickoxid in die Atmosphäre ab.
• Auch bieten die derzeit bekannten Erhitzer mit Wärmetauschern nur relativ begrenzte Regelmöglichkeiten. Tatsächlich kann jede Veränderung der Strömungsrate der zu erhitzenden Luft prinzipiell durch eine Leistungseinstellung des Brenners kompensiert werden, aber die Entwicklung der Turbulenz- und Konvektions-Wärmeaustauschkoeffizienten stört die Reaktion bei transienten Vorgängen.
• Allgemeiner gesagt erweisen sich die Heizlösungen, die derzeit zur Schaffung eines hygrothermisch angenehmen Klimas bekannt sind, als nicht in der Lage, einer Störung zu widerstehen. Beispielsweise führt in einer mittels Radiatoren beheizten Wohnung (gleichgültig, ob diese elektrisch oder mit heißem Wasser gespeist sind) eine Veränderung der Referenztemperatur oder eine externe Störung wie das Öffnen einer Tür zu einer Periode, während der die Referenztemperatur nicht erfüllt ist. Einige zehn Minuten, sogar 1 bis 2 Stunden, können vergehen, bis der Zustand eines angenehmen Raumklimas wiederhergestellt ist.
• In gleicher Weise werden die Handhabung von Gerüchen und das hygometrische Management hauptsächlich auf Kosten eines thermisch angenehmen Klimas erreicht.
• Die US-PS 4 524 753 offenbart einen Lufterhitzer mit einem Gasbrenner und Wärmetauschermitteln, die zumindest eine Wärmetauscherwand enthalten, welche einen ersten Durchtritt für den zu erhitzenden Luftstrom von einem zweiten Durchtritt für die vom Brenner erzeugten Abgase trennt, wobei die Strömung der zu erhitzenden Luft durch den ersten Durchtritt mittels Gebläsemitteln erzwungen wird, und die heißen Abgase im Gegenstrom durch den zweiten Durchtritt strömen, wobei der Brenner vom Strahlungstyp ist, und wobei die Wärmetauscherwand einen Konvektions-Wärmetauscherteil und einen Absorptionsteil zum Absorbieren der Strahlung vom Brenner umfaßt, wobei die Abgase die Luft durch Konvektion hauptsächlich in dem Bereich des Konvektionswärmetauscherteiles erhitzen, die Strahlung vom Brenner hauptsächlich in Richtung auf den Absorptionsteil ausgesandt wird, und die Luft über diesen Absorptionsteil strömt, nachdem sie über den Konvektionswärmetauscherteil geströmt ist.
• Der bekannte Lufterhitzer besitzt einen Luftkanal, in welchen sich mehrere wärmeabstrahlende Rippen erstrecken, welche Rippen von zwei Brennern erhitzt werden, die an gegenüberliegenden Seiten des Luftkanals liegen. Wärme wird von den Brennern auf zwei Schwarzkörperempfänger ausgestrahlt, welche die Wärme zu den Rippen übertragen.
• Der Nachteil dieser Art von Lufterhitzer ist, daß Wärme von den Brennern auch in andere Richtungen als zu den Schwarzkörperempfängern ausgesandt wird, welche Wärme nicht von den Schwarzkörperempfängern aufgenommen wird und folglich nicht zu den Rippen übertragen wird.
• Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, den bekannten Lufterhitzer in Bezug auf seinen Heizwirkungsgrad zu optimieren.
• Zu diesem Zweck zeichnet sich der Lufterhitzer gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch aus, daß der Absorptionsteil der Wärmetauscherwand den Brenner umgibt und eine Kammer definiert, in welcher der Brenner angeordnet ist.
• In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Brenner von zylindrischem Typ und liegt im Strömungsdurchtritt der Abgase, wobei der genannte Absorptionsteil dem Brenner zugewandt ist und der genannte Konvektionsaustauschteil bezüglich der Längsachse des Brenners über den Brenner hinausgehend auf dessen einer Seite liegt, und wobei die vom Brenner ausgesandten Abgase vom Brenner zum Konvektionstauscherteil strömen. Insbesondere enthält der erfindungsgemäße Erhitzer vorteilhafterweise eine Mehrzahl von ersten Durchtritten für die zu erhitzende Luftströmung, wobei diese ersten Durchtritte um die Längsachse des Brenners verteilt sind.
• Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der Erhitzer eine Mehrzahl von Wärmetauscherrippen auf, die eine sternförmige Kammer um die Längsachse des Brenners definieren, in denen die vom Brenner ausgesandten Abgase strömen.
• Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung bilden die ersten Durchtritte für die zu erhitzende Luftströmung rohrförmige Durchtritte, die sich in den zweiten Durchtritt für die Strömung der Abgase parallel zur Längsachse des Brenners hineinerstrecken.
• Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Brenner vom Flachtyp und die Wärmetauscher wand enthält eine Mehrzahl von parallelen Konvektionstauscherrippen, die gemeinsam eine abwechselnde Reihe von ersten Durchtritten für die zu erhitzende Luftströmung und zweiten Durchtritten für die Strömung der Abgase bilden, wobei sich die Rippen im wesentlichen senkrecht zum Brenner erstrecken, jedes Paar von aufeinanderfolgenden Rippen untereinander über eine querverlaufende Absorptionswand parallel zum Brenner verbunden ist, und die Querwände abwechselnd an gegenüberliegenden Enden der Rippen liegen.
• Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Heizvorrichtung für den Hausgebrauch sowie eine Vorrichtung zum Trocknen von Personen, die einen solchen Lufterhitzer enthält.
• Die Erfindung wird nun ausführlicher an Hand eines Beispieles unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen veranschaulicht, in denen:
• Fig. 1 schematisch einen Lufterhitzer mit Flachbrenner gemäß einer speziellen Ausführungsform der Erfindung zeigt;
• Fig. 2 schematisch einen Lufterhitzer mit zylindrischem Brenner gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt;
• die Fig. 3 und 4 ein Quer- bzw. Längsschnitt durch den Wärmetauscher des Lufterhitzers von Fig. 2 sind;
• Fig. 5 eine schematische Darstellung des Schaltkreises zum Speisen und Steuern des Brenners des Lufterhitzers von Fig. 2 zeigt;
• Fig. 6 ein Blockschaltbild zeigt, welches die Steuerung des Lufterhitzers im Betrieb veranschaulicht; und
• Fig. 7 schematisch einen Lufterhitzer mit zylindrischem Brenner gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt.
• Der Lufterhitzer von Fig. 1 umfaßt einen Brenner 1 sowie einen Wärmetauscher 2.
• Der Brenner 1 ist ein flachstrahlender Brenner aus gesin terten Metallfasern, die aus einem Material gefertigt sind, welches unter dem Warenzeichen FECRALLOY vertrieben wird. Im Strahlungsmodus besitzt ein solcher Brenner eine geringe Stickoxidemission (20 bis 40 ppm bei stöchiometrischer Verbrennung im Vergleich zu 200 bis 400 ppm eines herkömmlichen Brenners). Darüber hinaus besitzt ein solcher Brenner eine hohe mechanische Festigkeit, welche ihn in die Lage versetzt, thermischen und mechanischen Stößen zu widerstehen.
• In der Schrift EP-A-0 157 432, die hier durch Bezugnahme aufgenommen wird, ist ein metallisches poröses Fasermaterial beschrieben, welches besonders gut für den Strahlungsbrenner der zuvor genannten Art geeignet ist.
• Allgemeiner gesagt können alle keramischen oder Metallstrahlungsbrenner mit einer perforierten, porösen oder fasrigen Oberfläche in geeigneter Weise angewendet werden.
• Der Wärmetauscher 2 weist eine Mehrzahl von flachen parallelen Konvektionstauscherrippen 4 auf, die gemeinsam eine abwechselnde Reihe von Durchtritten 5 für die zu erhitzende Luftströmung und Durchtritten 6 für die Abgasströmung bilden. Diese Rippen 4 erstrecken sich senkrecht zu der Ebene des Brenners 1. Paare aufeinanderfolgender Rippen 4 sind untereinander über Querwände 7a, 7b parallel zum Brenner 1 verbunden, wobei die Wände 7a, 7b abwechselnd an gegenüberliegenden Enden der Rippen 4 liegen. Die Wände 7a schließen die Durchtritte 5 für die zu erhitzende Luftströmung an den dem Brenner 1 zugewandten Enden der Rippen 4 ab, und die Wände 7b schließen die Durchtritte 6 für die Abgasströmung an den dem Brenner 1 abgewandten Enden der Rippen 4 ab.
• Wie durch die in Fig. 1 dargestellten Pfeile A veranschaulicht, wird die zu erhitzende Luft in die Durchtritte 5 an ihren dem Brenner 1 gegenüberliegenden offenen Enden eingebracht. Sie verläßt diese Durchtritte seitlich am Ende der Durchtritte 5, wo die Querrinnen 7a liegen.
• Wie durch die in Fig. 1 dargestellten Pfeile F veranschaulicht, verlassen die vom Brenner 1 erzeugten Abgase den Brenner 1, um in die Strömungsdurchtritte 6 einzutreten. Sie strömen darin in der durch die Pfeile F angegebenen Richtung und verlassen die Durchtritte 6 seitlich an den gegenüberliegenden Enden dieser Durchtritte 6 vom Brenner 1.
• Die Strahlung vom Brenner 1 wird im wesentlichen von den Querwänden 7a absorbiert. Die Wände 7a weisen zu diesem Zweck vorteilhafterweise eine Oberfläche in einer Farbe auf, die Infrarotstrahlung absorbiert, beispielsweise eine dunkle matte Farbe.
• Die zu erhitzende Luft und die Abgase führen einen Konvektionswärmeaustausch mit den Rippen 4 durch. Somit wird die in den Wärmetauscher 2 eingebrachte Luft zunächst durch Konvektion im Bereich der Rippen 4 erhitzt. Sie wird dann, gerade bevor sie den Wärmetauscher 2 verläßt, durch die Wände 7a erhitzt, welche die Strahlung vom Brenner absorbiert haben.
• Es ist wichtig, daß die Luft durch Absorption der Strahlung nicht eher erhitzt wird, als sie durch die Wärme der Abgase erhitzt worden ist.
• Tatsächlich wird die Strahlungsenergie als Funktion der vierten Potenz der Temperaturdifferenz ausgetauscht, während der Konvektionswärmeaustausch der Temperaturdifferenz direkt proportional ist. Als Folge davon wird die in den Verbrennungs produkten enthaltene Energie nur korrekt ausgetauscht, wenn die Temperaturdifferenz groß genug ist. Es ist daher erforderlich, zu verhindern, daß die Konvektionswärmeaustauschoberfläche des Wärmetauschers durch die Infrarotstrahlung "vorerhitzt" wird.
• Bei einem typischen Lufterhitzer, wie er soeben beschne ben wurde, beträgt der Gesamtwärmeaustauschkoeffizient des Wärmetauschers (2) 10 Wm²C bei einer Leistung von 30 kW und einer Austauschoberfläche von 6,5 m². Der Gesamtwirkungsgrad des Wärmetauschers bei maximaler Leistung beträgt etwa 80%.
• Es wird nun auf Fig. 2 Bezug genommen. Der in dieser Figur gezeigte Lufterhitzer weist einen zylindrischen Brenner 11 und einen Wärmetauscher 12 auf. Der Brenner 11 besteht aus demselben Material wie der Brenner 1. Der Brenner 11 gibt 30% seiner kalorischen Leistung in Form von Strahlung ab, und 70% dieser Leistung in Konvektionsform.
• Die Wärmeaustauschwand des Wärmetauschers 12 weist eine Vielzahl von Rippen 14 aus hitzebeständigem rostfreien Stahl auf, die sternförmig um die Längsachse X dieses Brenners 11 angeordnet sind. Die Rippen 14 sind parallel zur Achse X und definieren gemeinsam eine sternförmige Kammer 13, durch die die Abgase strömen.
• Die Kammer 13 ist durch zwei Querabteilungen 13a und 13b abgeschlossen. Diese beiden Abteilungen 13a und 13b sind flach und senkrecht zur Achse X. Ihr Ausschnitt hat eine Kontur, welche im wesentlichen jener des Querschnittes der Kammer 13 entspricht.
• Der Strahlungsbrenner 11 erstreckt sich in die Kammer 13 hinein, u.zw. von der Wand 13a zur Wand 13b. Seine Länge entlang der Achse X entspricht im wesentlichen einem Drittel der Höhe der Kammer 13. Die Abgase strömen in dieser Kammer 13 in der Weise, die schematisch durch die Pfeile F gezeigt ist. Die Abteilung 13b ist mit einer kreisförmigen Öffnung 13c ausgestattet, an welche ein Rohr für den Abzug der Abgase angeschlossen ist.
• Die zu erhitzende Luft strömt im Gegenstrom zu den Abgasen in der durch die Pfeile A in Fig. 2 angegebenen Richtung auf der anderen Seite dieser Rippen 14 in einem zylindrischen Durchtritt 15. Dieser Durchtritt 15 ist koaxial mit der Kammer 13. Der Innendurchmesser dieses Durchtrittes 15 entspricht dem Durchmesser der zylindrisch Einhüllenden der Sternenform dieser Rippen 14.
• In Fig. 1 sind jene Teile der Rippen 14, welche in einer Linie mit dem Brenner 11 liegen, mit 14a bezeichnet, und jene Teile der Rippen 14, welche diese Teile 14a ergänzen, mit 14b.
• Die vom Brenner 11 ausgesandte Strahlung wird hauptsächlich von den Teilen 14a absorbiert. Die Luft, welche im Wärmetauscher 12 ankommt, wird zunächst durch die Teile 14b der Wärme 14 erhitzt, über welche die Abgase durch Konvektion Wärme austauschen. Nachdem sie über diese Konvektionsaustauschteile 14b geströmt ist, wird die Luft durch die Absorptionsteile 14a erhitzt.
• Es ist zu beachten, daß diese Geometrie des Wärmetauschers 12 eine Strahlungsfalle bildet, in welcher die Infrarotstrahlung vollständig absorbiert wird, und dies ungeachtet des Emissionsvermögens der Oberflächen der Rippen 14.
• Bei einer Austauschoberfläche von 3,4 m², einer Strömungsrate von 2000 m³/h und einer Leistung von 30 kW bietet dieser Wärmetauscher einen Gesamtaustauschkoeffizienten von 18 Wm²ºC.
• Es wird nun speziell auf die Fig. 3 und 4 Bezug genommen, welche den Wärmetauscher 12 im Detail zeigen.
• Die Kammer 13 dieses Wärmetauschers enthält 32 Zweige in der Form eines Sternes, wobei jeder Zweig durch zwei Wände definiert wird, welche Wärmeaustauschrippen 14 bilden, die V-förmig aneinander anschließen. Der Durchmesser der äußeren Einhüllenden dieser Zweige beträgt 390 mm. Der Durchmesser ihrer inneren Einhüllenden ist 140 mm. Zwischen den einander zugewandten Rippen 14 zweier winkelmäßig aufeinanderfolgender Zweige liegen zwei Verstärkungen 16. Diese beiden Verstärkungen 16 sind bezüglich der Achse X des Wärmetauschers 12 über die Höhe verteilt. Sie haben jeweils U-förmigen Querschnitt, wobei die Schenkel des U an den Rippen 14 anliegen, zwischen denen sie eingesetzt sind. Die Befestigung einer Verstärkung 16 an einer Rippe 14 wird mit Hilfe leckdichter Nieten erzielt.
• Der zylindrische Durchtritt 15 bildet eine Blattmetalltrommel, mit welcher die Enden der Zweige verschweißt sind.
• Das Einsetzen des Brenners 11 und des Wärmetauschers 12 geschieht wie folgt. Sobald die Rippen 14 sternförmig zusammengebaut und die Verstärkungen 16 an den Zweigen der Kammer 13 befestigt worden sind, wird die aus den Rippen 14 und den Verstärkungen 16 bestehende Anordnung in die Trommel 15 eingeschoben und die Enden der Rippen 14 werden mit dieser Trommel verschweißt. Der zylindrische Brenner 11 wird auf eine obere Abdeckung aufgesetzt, die dazu bestimmt ist, die Querabteilungen 13a zu bilden. Die Trommel 15 wird dann durch diese Abdeckung 13a und auch durch eine untere Abdeckung verschlossen, welche die Querabteilung 13b bildet. Das Rohr zum Ausbringen der Abgase und das Rohr zum Zuführen der vorgemischten Luft/Gas- Mischung werden dann an den Abdeckungen 13a und 13b befestigt.
• In Fig. 5 ist das Blockschaltbild einer Einrichtung 17 zum Speisen und Steuern des Brenners 11 dargestellt. Der Brenner 11 wird mit einer Mischung aus Luft und Gas gespeist. Die Einrichtung 17 weist zu diesem Zweck einen Luftspeiseschaltkreis CA auf, welcher in Reihe geschaltet ein Gebläse 18 vom dreiphasigen LEISTER ROBUST 9F-Typ, ein Handventil 19 zum Regeln der maximalen Luftströmungsrate und ein Handventil 20 zum Regeln des Luft/Gas-Verhältnisses aufweist.
• Der Brenner 11 wird gleichzeitig mit Gas über einen Kreis G gespeist, welcher einen Verhältnisregler 21 umfaßt, der von der Luftströmungsrate angetrieben wird. Der Brenner 11 wird in der gesamten Vormischung mit einem minimalen Luftüberschuß von 5% gespeist. Der Regler 21 ist in Serie mit einem Druckregler vom Theobald RC 832-Typ, mit 22 bezeichnet, einem Druckminderventil 23 zum Herabsetzen von 1,25 bar auf 37 mbar (for Propan gas, Strömungsrate 4 kg/h), einem Elektroventil 24 und einem Absperr-Handventil 25 geschaltet. Auch ist auf diesem Brenner 11 ein Flammenkontroller 25 vom GURTNER-Typ montiert. Dieser Kontroller 25 ist an einen Druckschalter 26 angeschlossen, welcher das Elektroventil 24 schließt, sobald der Druck im Bereich des Flammenkontrollers (25) 45 mbar übersteigt. Der Flammenkontroller 25 ist auch an einen Luftdruckschalter 27 angeschlossen, welcher die Anwesenheit einer Luftströmungsrate im Bereich des Brenners 11 detektiert.
• Zwei vom Kontroller 25 gesteuerte Elektroden 28 sind vorgesehen, um die Flamme des Brenners 11 zu zünden und zu steuern.
• Die Einrichtung 17 zum Speisen und Steuern des Brenners 11 sowie des Gebläses (mit V in Fig. 6 bezeichnet), über welches die zu erhitzende Luft zur Strömung veranlaßt wird, werden durch eine Steuereinheit U in einer Regelschleife gesteuert, welche in Fig. 6 schematisch dargestellt ist.
• Das Gebläse V ist vorteilhafterweise vom "Käfigläufer"- Typ. Es wird mit einer Spannung betrieben, die zwischen 0 und 220 V variieren kann, und gibt eine maximale Strömungsrate von bevorzugt mehr als 2000 m³/h, beispielsweise 4700 m³/h, ab. Diese maximale Strömungsrate ist eine Funktion des Druckverlustes, der zwischen dem Ausgang des Gebläses und dem Auslaß des Erhitzers erzeugt wird.
• Die Steuereinheit U ist ein Regler mit einer geringen Reaktionszeit vom PID-Typ (Proportional-Integral-Differential- Typ). Diese Einheit U erhält Information von Sensoren, welche die Temperaturen der in den Erhitzer eintretenden und diesen verlassenden Luft (Te bzw. Ts) messen. Er wirkt auf die Geschwindigkeit des Gebläses, welches die den Brenner 11 speisende Luftströmungsrate steuert, sowie auf die Geschwindigkeit des Gebläses V.
• Zu Beginn werden eine Referenztemperatur Tc und eine Strömungsrate für das Gebläsefördern der zu erhitzenden Luft festgelegt, entweder direkt durch den Bediener oder indirekt als Funktion äußerer Bedingungen mit Hilfe jedweder beliebiger automatischer Mittel.
• Als Funktion der Einlaßtemperatur Te bestimmt die Regelschleife die dem Brenner zuzuführende Leistung P, um das Erreichen der gewünschten Temperatur Tc zu ermöglichen, wobei diese Leistung in herkömmlicher Weise durch die Formel:
• P = Strömungsrate x (Tc - Te) x Cp/Austauschwirkungsgrad (1) angegeben wird, wobei Cp die spezifische Wärmekapazität von Luft ist.
• Der Austauschwirkungsgrad ist jedoch nicht konstant, so daß die Temperatur Ts, die letztlich am Auslaß des Wärmetauschers mit Hilfe dieser Leistung P erreicht wird, sich von der Referenztemperatur Tc um einige Grad entfernen kann.
• Auf Basis der Messung der Temperatur Ts der gebläsegeförderten Luft bestimmt die Einheit U die Differenz Tc-Ts zwischen der erzielten Temperatur und der Referenztemperatur Tc und modifiziert dann mit Hilfe einer geschlossenen Feinabstimmungsschleife die Strömungsrate der vom Gebläse V geblasenen Luft, bis die Referenztemperatur Tc erreicht ist. Somit ist es die Modulation der Drehgeschwindigkeit des Gebläses V, welche die Leistungsveränderung des Brenners (zwischen 10 und 30 kW) liefert.
• Es ist wichtig zu beachten, daß der menschliche Körper viel empfindlicher gegenüber einer Temperaturdifferenz als einer Differenz der Strömungsrate ist. Die Veränderung der Gebläseströmungsrate wird im wesentlichen unbeachtet vorübergehen, wenn die Temperatur stabil bleibt. So ist eine Veränderung der Lufterneuerung in einem bewohnten Raum von 50 bis 100 m³/h für eine Person praktisch nicht spürbar, was bei einer Veränderung der Temperatur des Raumes um 1 oder 2º über etwa 10 min schon der Fall ist.
• Ein Feinabstimmungsbeispiel wird nun gegeben.
• Bei einer geforderten Strömungsrate von 1000 m³/h und einer Bezugstemperatur von 55ºC wird, wenn die am Auslaß des Erhitzers erreichte Temperatur nur 52ºC beträgt, die Strömungsrate auf 920 m³/h reduziert, um die Temperatur näher an 55ºC zu bringen. Die Luftströmungsrate wird verändert, bis die Bezugstemperatur erreicht ist.
• Die soeben beschriebene Regelschleife macht es daher möglich, den Benützern des Erhitzers sowohl thermische als auch hygrothermische Annehmlichkeit zu bieten.
• Die Regeleinrichtung sowie eine Einrichtung 17 zum Speisen und Steuern des Brenners kann selbstverständlich für jeden beliebigen Erhitzer gemäß der Erfindung verwendet werden.
• Auch können andere Geometrien von Lufterhitzern mit zylindrischen Brennern in Betracht gezogen werden. In Fig. 7 ist ein Lufterhitzer gemäß einer weiteren Ausführungsform dargestellt, welcher einen zylindrischen Brenner 31 und einen Wärmetauscher aufweist, der mehrere (24) zylindrische Rohre 33 mit einem Innendurchmesser von 53 mm aufweist, durch welche die zu erhitzende Luft strömt. Diese Rohre 33 liegen gemeinsam mit dem Brenner 21 in einem zylindrischen Gefäß 34, das aus hitzebeständigem rostfreiem Stahl gefertigt ist und in dem sie gleichmäßig um den Brenner 31 herum verteilt sind.
• Die zu erhitzende Luft strömt durch diese Rohre 33 im Ge genstrom zu der Richtung der Strömung der Abgase, die vom Brenner 31 im Gefäß 34 abgegeben werden. Der Brenner 31 ist jenen Teilen dieser Rohre 33 zugewandt, welche vom Ende des Gefäßes 34 am weitesten entfernt sind, über das die Abgase vom Gefäß ausströmen. Die vom Brenner ausgesandte Strahlung wird hauptsächlich von diesen Teilen der Rohre 33 absorbiert. Die zu erhitzende Luft wird nach dem Einbringen in die Rohre 33 zunächst durch Konvektion von den vom Brenner 31 ausgesandten Abgasen erhitzt, und erst anschließend durch die Strahlungsenergie, die von den oberen Abschnitten dieser Rohre 33 absorbiert worden ist. Die innere Austauschoberfläche des Wärmetauschers beträgt 2 m² und seine äußere Austauschoberfläche 2,2 m².
• Erfindungsgemäße Erhitzer werden bevorzugt zum Erhitzen von Wohnräumen oder als Trockenvorrichtungen verwendet (Anwendungen bei Duschräumen im Haus oder kommunalen Einrichtungen wie Schwimmbädern, Saunas und türkischen Bädern). Insbesondere erlaubt es die Schleife zur Feinregelung des Erhitzers gemäß der Erfindung, den Erhitzer zum Trocknen des Körpers zu verwenden, sowohl in Schwimmbädern, Gesundheits- und Fitnessklubs als auch zu Hause. Rascher und hygienischer als die Verwendung von Handtüchern erlaubt es ein solcher Erhitzer, das thermische Gleichgewicht des Körpers nach einem Bad oder einer Dusche rasch wiederzuerlangen.

Claims (13)

1. Lufterhitzer mit einem Gasbrenner (1; 11; 31) und Wärmetauschermitteln (2), die zumindest eine Wärmeaustauschwand (4, 7a, 7b; 14; 33) aufweisen, die einen ersten Durchtritt (5) für die Strömung der zu erhitzenden Luft von einem zweiten Durchtritt (6) für die Strömung der vom Brenner (1; 11; 31) erzeugten Abgase trennt, wobei die zu erhitzende Luft (A) mit Hilfe von Gebläsemitteln (V) zu einer Strömung durch den ersten Durchtritt (5) veranlaßt wird, die heißen Abgase (F) im Gegenstrom durch den zweiten Durchtritt (6) strömen, der Brenner (1; 11, 31) vom Strahlungstyp ist, die Wärmeaustauschwand (4, 7a, 7b; 14; 33) einen Konvektionsaustauschteil (4; 14b) und einen Absorptionsteil (7a; 14a) zum Absorbieren der Strahlung vom Brenner (1; 11; 31) aufweist, die Abgase die Luft durch Konvektion hauptsächlich im Bereich des Konvektionsaustauschteiles (4; 14b) erhitzen, die Strahlung vom Brenner hauptsächlich in Richtung auf seinen Absorptionsteil (7a; 14a) ausgesandt wird, und die Luft über diesen Absorptionsteil (7a; 14a) strömt, nachdem sie über den Konvektionsaustauschteil (4; 14b) geströmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorptionsteil (7a; 14a) der Wärmeaustauschwand (4, 7a, 7b; 14; 33) den Brenner (1; 11; 31) umgibt und eine Kammer definiert, in welcher der Brenner (1; 11, 31) liegt.

2. Lufterhitzer nach Anspruch 1, bei welchem der Brenner (11; 31) von zylindrischen Typ ist und im Durchtritt für die Abgasströmung liegt, wobei der Absorptionsteil (14a) dem Brenner (11; 31) zugewandt ist und der Konvektionsaustauschteil (14b) bezüglich der Längsachse (X) des Brenners (11; 31) über den Brenner (11; 31) hinaus auf dessen einer Seite liegt, wobei die vom Brenner (11; 31) ausgesandten Abgase (F) vom Brenner (11; 31) zum Konvektionsaustauschteil (14b) strömen.

3. Lufterhitzer nach Anspruch 2, mit einer Vielzahl von ersten Durchtritten (14, 15; 31) für die zu erhitzende Luftströmung, welche ersten Durchtritte (14, 15; 33) um die Längsachse (X) des Brenners (11; 31) herum verteilt sind.

4. Lufterhitzer nach Anspruch 3, mit einer Vielzahl von Wärmeaustauschrippen (14), die eine sternförmige Kammer (13) um die Längsachse (X) des Brenners (11) herum definieren, in welcher Kammer (13) die vom Brenner (11) abgegebenen Abgase (F) strömen.

5. Lufterhitzer nach Anspruch 3, bei welchem die ersten Durchtritte (33) für die zu erhitzende Luftströmung rohrförmige Durchtritte bilden, welche sich in den zweiten Durchtritt für die Abgasströmung parallel zur Längsachse des Brenners (31) erstrecken.

6. Lufterhitzer nach Anspruch 1, bei welchem der Brenner (1) vom Flachtyp ist und die Wärmeaustauschwand (4, 7a, 7b) eine Vielzahl von parallelen Konvektionsaustauschrippen (4) aufweist, die gemeinsam eine abwechselnde Reihe von ersten Durchtritten (5) für die zu erhitzende Luftströmung und zweiten Durchtritten (6) für die Abgasströmung definieren, wobei die Rippen (4) im wesentlichen senkrecht zum Brenner (1) verlaufen, jedes Paar von aufeinanderfolgenden Rippen (4) untereinander über eine Querabsorptionswand (7a, 7b) verbunden ist, die parallel zum Brenner angeordnet ist, und die Querwände (7a, 7b) abwechselnd an den gegenüberliegenden Enden der Rippen (4) liegen.

7. Lufterhitzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiters mit einer Steuereinheit (U) und einem ersten Fühler zum Messen der Temperatur (Te) der zu erhitzenden Luftströmung, wobei die Steuereinheit (U) Mittel zum Berechnen einer vom Brenner (1; 11; 31) zur Verfügung zu stellenden Leistung als Funktion der von diesem Fühler gemessenen Temperatur (Te) und einer zu erreichenden Referenztemperatur (Tc) sowie Mittel zum Steuern des Brenners (1; 11; 31) aufweist, um die Leistung abzugeben.

8. Lufterhitzer nach Anspruch 7, weiters mit einem zweiten Fühler zum Messen der Temperatur (Ts) der erwärmten Luft und Regelmitteln, die auf die Gebläsemittel (V) einwirken, um die Strömungsrate der zu erhitzenden Luft als Funktion der Differenz (Ts-Tc) zwischen der vom ersten Fühler und der vom zweiten Fühler gemessenen Temperatur zu korrigieren.

9. Lufterhitzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Wärmeaustauschwand (4, 7a, 7b; 14; 33) aus hitzebeständigem rostfreien Stahl gefertigt ist.

10. Lufterhitzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der Brenner (1; 11; 31) zumindest eine Leistung in der Größenordnung von 30 kW hat.

11. Lufterhitzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Gebläsemittel (V) eine Strömungsrate der zu erhitzenden Luft von zumindest 2000 m²/h ermöglichen.

12. Erhitzungsvorrichtung für den Hausgebrauch, mit einem Lufterhitzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

13. Vorrichtung zum Trocknen von Personen, mit einem Lufterhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 11.