DE69730948T2 - Heizungsgerät und betriebsverfahren dafür - Google Patents

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Wim Benschop
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Description

  • Heizanlagen mit verbesserter Effizienz (IE) und hoher Effizienz (HE) werden in großem Umfang in den Niederlanden und anderswo verwendet, um Wohnungen und andere Wohnbereiche zu heizen. Bei vielen Wohnungen ist es wichtig, daß derartige Heizanlagen bzw. -vorrichtungen die kompaktest mögliche Form haben, während vermieden werden muß, daß die Anlagen so kompliziert sind, daß regelmäßige, teure Service- und Wartungsleistungen vorgenommen werden müssen.
  • Diese bekannten Heizanlagen haben mehrere Nachteile, wobei mehrere wesentliche sind: Die Größe der Anlagen bzw. Vorrichtungen, wobei sie schwer in einen Schrank oder ähnliches einbaubar sind; die Emission von CO und Nox wie auch die dazugehörigen Effizienzverluste, beispielsweise aufgrund beachtlicher Temperaturdifferenzen im Inneren der Vorrichtung.
  • Die EP-A 0 570 201 offenbart eine Vorrichtung zum Erwärmen von Fluid, die erste und zweite Zuführmittel, Brennereinrichtungen und einen spiralförmigen Wärmetauscher aufweist in Übereinstimmung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und des Anspruchs 13.
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die Effizienz bzw. den Wirkungsgrad der Vorrichtung zu verbessern und die Emission unerwünschter Verbrennungsprodukte zu reduzieren. Dieses Ziel wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 13 erreicht.
  • Die Öffnungen in den Mänteln können rund oder schlitzförmig sein und sind vorzugsweise hinter dem spiralförmig verlaufenden Rohr des Wärmetauschers angeordnet. Der Mantel kann auch aus gewundenen Streifen oder einem Band aus Metall gebildet sein, zwischen denen Öffnungen freigehalten sind.
  • Bei einer sog. Kombianlage ist ein isolierter Tank oder ein Reservoir relativ kleiner Abmessungen beinhaltet, von dem heißes Leitungswasser sofort verfügbar ist. Eine kompakte Kombianlage mit einer Leistung von beispielsweise 22–24 kW muß aus diesem isolierten Speichertank sechs Liter Wasser pro Minute bei 60°C liefern können. Bei den bekannten Kombianlagen wurde jedoch in der Praxis herausgefunden, daß, während Wasser über eine kurze Zeit bei 60°C zugeführt wird, die Temperatur des Leitungswassers danach abnimmt und ein konstanter Wert oberhalb 60°C lediglich beispielsweise nach einer Minute erreicht ist. Dies ist insbesondere der Fall, wenn die Heizanlage nicht verwendet wird oder in einem geringeren Umfang (gemäß dem sog. Modulierbetrieb) verwendet wird, um Fluid in Rohren und Heizkörpern des Heizsystems in dem Wohnraum zu heizen. Obgleich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit einem derartigen Reservoir versehen ist, ist ein anderes bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit einem Wärmetauscher vorgesehen, der wenig Raum einnimmt.
  • Ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sieht des weiteren eine Vorrichtung vor, die mit einem Reservoir versehen ist, um zeitweilig erwärmtes Wasser zu speichern, wobei das Reservoir einen zweiten Wärmetauscher aufweist, der betriebsmäßig mit dem ersten Wärmetauscher gekoppelt ist.
  • Der erste Wärmetauscher wird vorzugsweise zukünftig mit einem Innenrohr und einem Außenrohr versehen sein, wobei das Leitungswasser weiter in dem Innenrohr erwärmt wird.
  • Die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise mit einem dritten Wärmetauscher versehen, der in der Abgabeleitung für die erwärmten Verbrennungsgase angeordnet ist und der dem Vorheizen des Leitungswassers dient.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einem Reservoir ist vorzugsweise mit Pumpmitteln versehen, um ein Medium in dem Heizkreis herumzupumpen, der mit einer Rotationsgeschwindigkeitsregulierung oder zumindest einer An/Aus-Steuerung versehen ist, wobei der Pumpbetrieb zu dem Zeitpunkt reduziert oder unterbrochen wird, wenn Heißwasser von dem Nutzer von dem Heizwasserreservoir angefordert wird oder unmittelbar danach, wobei im Fall, daß die Vorrichtung nicht zu Heizzwecken verwendet wird, das von dem ersten Wärmetauscher stammende Kaltwasser daran gehindert wird, in das Reservoir zu gelangen. Falls erforderlich, so wird der Brenner gestartet und der erste Wärmetauscher geheizt, woraufhin die Pumpleistung der Pumpmittel erhöht ist.
  • Die Verbrennungsgase werden vorzugsweise nahe entlang dem ersten Wärmetauscher geführt zum Zwecke des Austauschs von Wärme zwischen den Verbrennungsgasen und dem Wärmetauscher mit größtmöglichem Wirkungsgrad, wobei zu diesem Zwecke die Seitenwände des ringförmigen Raums vorzugsweise eine Kontur haben, die zumindest teilweise an die Außenkontur des Wärmetauschers angepaßt ist, um einen laminaren Gasstrom entlang des Wärmetauschers weiter zu verbessern.
  • Wie auch zur Raumheizung, wird thermische Energie in einer Wohnung auch für viele andere Zwecke erforderlich, beispielsweise zum Reinigen, beispielsweise als Heißluft für einen Trockner oder eine Geschirrspülmaschine und ähnliches und auch zum Kochen und zum Heizen von ventilierender Luft zum Zwecke der Zirkulation in einer Wohnung. Die thermische Energie wird in den meisten Wohnungen erzeugt unter Verwendung von Elektrizität, was unter dem Gesichtspunkt der Energieeffizienz nachteilhaft ist.
  • Ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung schlägt vor, die o. a. Vorrichtung mit einer Wärmetauscheinheit zu versehen, die in wärmeleitendem Kontakt mit dem oberen Teil der Vorrichtung angeordnet ist und die mit einem Einlaß zum Einführen von zu erwärmendem Medium und einem Auslaß für erwärmtes Medium versehen ist.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Details der vorliegenden Erfindung werden basierend auf ihren folgenden bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert, in denen:
  • 1 eine teilweise weggeschnittene perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik zeigt;
  • 2 einen Graph zeigt in Darstellung des Betriebs des Ausführungsbeispiels der 1;
  • 3 eine teilweise weggebrochene perspektivische Ansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels des in 1 gezeigten Reservoirs zeigt;
  • 4 eine teilweise Schnitt- und teilweise weggebrochene perspektivische Ansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels des Brenners und des primären Wärmetauschers der 1 zeigt;
  • 5 eine teilweise weggebrochene Seitenansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung des primären Wärmetauschers der 1 und 4 zeigt;
  • 6 eine teilweise weggebrochene perspektivische Ansicht der Befestigung eines bevor zugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung an der Wand zeigt;
  • 7 ein Diagramm eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt;
  • 8 eine Vorderansicht eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt; und
  • 9 eine perspektivische Ansicht eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Reservoirs für Heißwasser zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt.
  • Die Ausführungsbeispiele der 14 bilden nicht Teil der vorliegenden Erfindung, stellen jedoch Stand der Technik dar, der nützlich ist beim Verständnis der Erfindung.
  • Eine Heizvorrichtung 1 (1) weist eine Zuführleitung 2 für Gas mit einem schematisch dargestellten Gasregulierer 3 zusätzlich zu einem schematisch gezeigten Gebläse 4 zur Zufuhr von Luft an einen Brenner 5 auf, wo das Gas mit der Luft gemischt und verbrannt wird. Das Gas und die Luft werden in einem im wesentlichen hohlen zylindrischen Innenmantel 6 gemischt, der mit Mischeinrichtungen (nicht gezeigt) versehen sein kann und der mit Öffnungen versehen ist, die in einen Verbrennungsraum münden, um den ein Wärmetauscher 8 angeordnet ist, wobei der Raum umgeben ist von einem im wesentlichen zylindrischen Außenmantel 9, der an der Oberseite verschlossen ist. Die Gase werden in Richtung nach unten abgelenkt und entlang dem Wärmetauscher 8 zwischen der Außenwand des Innenmantels 6 und der Innenwand des Außenmantels 9 geführt. Sowohl die Innenwand des Außenmantels 9 wie auch die Außenwand des Innenmantels 6 sind vorzugsweise von der Form her ein wenig angepaßt an die ringförmigen Rohre des Wärmetauschers 8, so daß ein guter Wärmeaustausch zwischen den Heißgasen und dem Inhalt des Wärmetauschers stattfindet.
  • Der spiralförmige Wärmetauscher 8 weist vorzugsweise ein Innenrohr 10 und ein Außenrohr 11 auf. Zum Zwecke eines guten Wärmeübertrags sind an dem Innenrohr sternförmige Leitteile 12 angeordnet, die wärmeleitenden Kontakt mit dem Außenrohr 11 herstellen. Durch das Innenrohr 10 strömt sog. Leitungswasser, das als Heißwasser in einem Haushalt unter Verwendung eines Hahns abgelassen werden kann und das über ein Rohr 12 zugeführt wird. Das Leitungswasserrohr 12 endet beim Verbindungsstück 13, an dem auch eine Zuführleitung 14 angeschlossen ist, die über eine Dreiwegventil 16 und eine Pumpe 15 an dem Kreis eines zentralen Heizsystems über eine Zuführleitung 17 und eine Abgabeleitung 28 angeschlossen ist.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Leitungswasser weiter über eine Leitung 18 zugeführt, die zum Vorheizen des Leitungswassers, das beispielsweise eine Temperatur von 5–15°C hat, über einen gefalteten Wärmetauscher 19 in einem Abgabeteil 20 für die Verbrennungsgase angeordnet ist. Nach dem Durchströmen des Innenrohrs 10 des Wärmetauschers 8, wird das Leitungswasser über ein Kupplungsstück 21 und eine Leitung 22 zum Zwecke seiner zeitweiligen Speicherung zu dem Reservoir 23 geführt, so daß das Heißwasser für den Verwender sofort verfügbar ist, wenn ein Hahn geöffnet wird. Das Reservoir 23, das in einer nicht gezeigten Weise gut isoliert ist, ist mit einem Innenmantel 24 versehen, so daß einströmendes Leitungswasser zunächst entsprechend den Pfeilen C in Richtung nach oben getrieben wird und darauf folgend zwischen der Außenwand 25 des Reservoirs und dem Innenmantel 24 zu dem Ablaßstutzen 26 strömt, über den das Leitungswasser abgezogen wird (Pfeil D).
  • In dem ringförmigen Zwischenraum des Reservoirs 23 ist ein zweiter Wärmetauscher 27 angeordnet, durch den das Fluid der Zentralheizungsanlage strömt, das über Leitungen 28, das Dreiwegventil 16 und die Leitung 29 zugeführt wurde.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist vorzugsweise in nicht gezeigter Weise mit einer Steuereinheit versehen, welche das Dreiwegventil 16, die Pumpe 15 und den Gasregulierer 3 steuert. Das Dreiwegventil 16 wird entweder so gesteuert, daß es entweder das Medium in einem Innenkreis heizt oder zur Verwendung, bei welcher Wärme fortwährend dem Zentralheizungskreis zugeführt werden muß und die Zuführ- und Abgabeleitung dieses Zentralheizungskreises stehen mit diesem in fortwährender Verbindung.
  • Die Kurve in dem Graphen der 2 zeigt, daß wenn Leitungswasser in einer Wohnung abgezapft wird, mit einem Rohr vorbestimmter Länge zwischen dem Abzapfpunkt und der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die Temperatur sich auf einem Niveau von 60°C innerhalb ±15 Sekunden befindet und auch nicht mehr länger unter dieses Niveau fällt. Während dieser Messung wurde herausgefunden, daß es vorteilhaft ist, geringfügig das Starten der Pumpe für das primäre Heizfluid zu verzögern, beispielsweise über eine Dauer von 5–15 Sekunden, oder sie auf ein geringeres Pumpniveau einzustellen, wenn der Brenner in Betrieb gesetzt werden muß, um die erforderliche Wärmemenge beizubringen. Dadurch wird das sich noch in dem Wärmetauscher befindliche Kaltwasser daran gehindert, in das Reservoir zu gelangen, bevor es erwärmt wurde.
  • Bei einem weiter bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Vorrichtung mit einem Reservoir 50 (3) für Leitungswasser versehen, das leichter und mit geringeren Kosten herstellbar ist, als das Reservoir 23 der 1. Das zu erwärmende Leitungswasser wird über eine Zuführleitung 51 an der Unterseite des Reservoirs 50 in eine Ausnehmung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Windungen 52 und 53 einer spiralförmigen Platte 55 geführt, die an einem Außenmantel 54 angeordnet ist, so daß das zugeführte Leitungswasser vorgeheizt wird, bevor es in das Innere des Wärmetauschers 56 über eine Einlaßöffnung 57 gelangt. Eine Auslaßleitung 58 an der Unterseite des Wärmetauschers 56 ist an seinem Inneren angeschlossen, um das erwärmte Leitungswasser abzuführen.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel (nicht gezeigt) kann die spiralförmige Platte 55 ersetzt werden durch mehrere konzentrische Scheiben, die eine über der anderen angeordnet sind und Öffnungen zum Durchlaß von Wasser haben.
  • Der Wärmetauscher 56 umfaßt eine große Anzahl im wesentlichen aufrecht stehender Rohre, die über einen Verteiler (nicht gezeigt) an eine Zuführleitung 59 für Heißwasser einer Zentralheizung angeschlossen sind. An der Oberseite münden die aufrechtstehenden Rohre in eine zentrale Rückführleitung 60, an der eine Abführleitung 61 für das Zentralheizungswasser angeschlossen ist.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung (4) ist ein spiralförmiger Wärmetauscher 68 in einem Raum angeordnet, der begrenzt ist durch einen Außenmantel 65, eine Abdeckung 66 und einen Innenmantel 67, wobei der Wärmetauscher ein Außenrohr 69 und ein Innenrohr 70 aufweist. Um die Verbrennungsleistung zu erhöhen, wird die über ein Gebläse 71 zugeführte Luft mit Gas vermischt, das über einen Zuführanschluß 72 zugeführt wurde, und zwar mittels mehrerer horizontal angeordneter Platten 73, 74, 75, 76, die jeweils in jedem Fall mit Durchgangsöffnungen versehen sind, die in versetzter Anordnung in aufeinanderfolgenden Platten vorgesehen sind, um einen gut gemischten, turbulenten Strom des Gemisches zu erzielen, das in einem Brenner 77 verbrannt wird. Die den Brenner 77 verlassenden Gase werden entlang der Rohre des Wärmetauschers 68 geführt und an der Unterseite über einen Auslaß 78 für die Verbrennungsgase abgeführt. Aufgrund der guten Vermischung von Luft und Gas wird eine vollständige Verbrennung des Gemisches erreicht, wobei die Emission an CO und NOx soweit wie möglich vermieden ist. Um ein übermäßiges Erwärmen des Innenrohrs zu verhindern, ist eine geschlossene Prallplatte 80 vorzugsweise oberhalb der mit Öffnungen versehenen Platten 7376 angeordnet.
  • Bei einem weiter bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist zwischen einem Außenmantel 85 (5) und einem spiralförmigen Rohr 88 ein Zwischenmantel 89 von im wesentlichen zylindrischer Form angeordnet, in dem Öffnungen 87 in Übereinstimmung mit dem Gang des spiralförmigen Rohrs des Wärmetauschers 88 angeordnet sind. Auf nicht gezeigte Weise kann das Rohr 88 mit Leitblechen oder plattenartigen Vorsprüngen versehen sein, um den Wärmeübertrag zu erhöhen. Aufgrund des Ortes der Öffnungen 87 an der Stelle der Mittellinie des spiralförmigen Rohres, werden die Verbrennungsgase dazu gezwungen, so nahe wie möglich entlang dem Umfang des spiralförmigen Rohres des Wärmetauschers zu strömen, bevor sie in einem Zwischenraum 90 angelangen, entlang dem die Verbrennungsgase nach unten abgeführt werden. Um die Leistungsfähigkeit bzw. den Wirkungsgrad weiter zu erhöhen, sind des weiteren Trennwände 91, 92, die mit Öffnungen versehen sind, entlang den unteren spiralförmigen Windungen des Wärmetauschers 88 angeordnet, wobei die Verbrennungsgase weiter entlang dem Wärmetauscher strömen.
  • Zu Installations- und Wartungszwecken kann die erfindungsgemäße Vorrichtung, die sehr kompakt ausgestaltet sein kann, auf einfache Weise an einer Wand, beispielsweise in einem Schrank, montiert werden, während die Zugänglichkeit zum Inneren des Wandschranks sichergestellt sein muß. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wird ein Schrank 93 (6), der vorzugsweise aus einem entfernbaren Vorderteil 94 und einem Hinterteil 95 besteht, über diesen Hinterteil an einer streifenartigen Platte 96 befestigt, die an einer Wand W montiert ist, und zwar unter Verwendung von Schrauben wie beispielsweise 97 und daran aufgehängt. Zu diesem Zweck wird eine Platte 98 beispielsweise durch Anschweißen an dem Hinterteil 95 befestigt, wobei die Platte hinter ein hakenförmiges Ende 99 in der streifenartigen Platte 96 greift und daran angehängt ist. Zudem wird die Unterseite des Hinterteils 95 an einem Profil 100 im wesentlichen U-förmigen Querschnitts getragen, an dem die Zuführ- und Abführ- bzw. Abgabeleitungen für Zentralheizungswasser und Leitungswasser unter Verwendung von Klemmschellen bzw. -haltern 101, 102 etc. befestigt werden können. Die verschiedenen Bauteile wie beispielsweise Steuerelektroniken 103 und andere Bauteile (nicht gezeigt) wie beispielsweise die Wärmetauscher und das Reservoir für das Leitungswasser, sind vorzugsweise an dem Hinterteil 95 des fest an der Wand W befestigten Schranks 93 angeordnet und zwar beispielsweise mit Hilfe von darin angeordneten Haltern 104. Bei einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel (nicht gezeigt) kann der Hinterteil 95 des Schrankes an der Unterseite mit Stiften versehen sein, die in Ausnehmungen in dem Halter 100 eingreifen, wodurch der Schrank 93 daran gehindert wird, aufgrund seines Eigengewichtes nach vorne zu kippen.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung nach 7 ist oben auf der Vorrichtung 1 ein weiterer Wärmetauscher angeordnet, wobei der Wärmetauscher in leitendem Kontakt mit beispielsweise dem Abgabeteil 20 für die Verbrennungsgase angeordnet ist. Am Eingang zu diesem weiteren Wärmetauscher 40 wird relativ kühle Luft L eingeführt, wobei die erwärmte Luft über Pfeile M bzw. N in einen Trockner 41 geleitet wird, um Wäsche in energetisch verantwortungsvoller Weise zu trocknen.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel nach der 8 ist zusätzlich zu dem Brenneraufbau 120 (wie demjenigen der 5) mit schematisch gezeigter Mischeinrichtung 121, ein Wärmetauscher 122 angeordnet anstelle eines Reservoirs für Leitungswasser, wobei die Erfindung in noch kompakterer Weise ausgeführt sein kann. An der Oberseite ist die Vorrichtung 125 mit vorzugsweise verschiebbaren Verbindungsstücken 126 und 127 versehen zwecks leichter Verbindung der Luftzuführung und Abgabe der Verbrennungsgase. Die verschiedenen Verbindungen für Zentralheizwasser, Gas und Hauptwasser, sind an der Unterseite angeordnet. Diese Verbindungen sind vorzugsweise geklemmt zwischen ein geformtes Stück an dem Schrank und einem Gegenstück, das fest daran anschraubbar ist, so daß die verschiedenen Bauteile in liegender Stellung in einem Schrank zusammengefügt werden können, woraufhin das Gegenstück passend an Ort und Stelle über die Verbindungen angeschraubt wird. Dies vereinfacht Zusammenbau und Installationsarbeiten.
  • Höchstwahrscheinlich aufgrund des guten thermischen Gleichgewichts, wobei bei der kompakten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung keine großen thermischen Unterschiede auftreten, wurde herausgefunden, daß die Emission von NOx und CO in dieser erfindungsgemäßen Anlage extrem niedrige Werte hat. Messungen haben gezeigt, daß die Effizienz bzw. der Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Vorrichtung sich theoretisch auf 100% beläuft, in jedem Falle beachtlich über 95%, während die Emission von CO und NOx sehr gering ist (maximal ca. 95 ppm (bei 32 kW) bzw. ca. 13 ppm (bei 32 kW)).
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel für ein sog. Entnahmegefäß für Heißwasser (9) ist aufgebaut aus einem im wesentlichen zylindrischen Gefäß 130, das aus Metall sein kann, das jedoch vorzugsweise aus zwei Kunststoffmantelteilen 131 bzw. 132 zusammengebaut ist, die über Verbindungsmittel (nicht gezeigt) wie beispielsweise Bänder oder Schrauben lösbar aneinander befestigt sein können, um das Reservoir im Falle von Kalkablagerungen zu öffnen und zu reinigen. In dem Gefäß 130 ist ein spiralförmiges Metallrohr 133, vorzugsweise aus Metall, angeordnet, um das ein Rohr oder Schlauch 134 aus beispielsweise dünnem Kunststoff (Wanddicke von beispielsweise weniger als 1 mm) angeordnet ist. Über den Verbindungsstutzen 135 wird Heißwasser aus dem Heizsystem in das spiralförmige Innenrohr 133 geleitet, während das Wasser an der Oberseite über den Verbindungsstutzen 136 zurückgeleitet wird. Das Leitungs wasser zum Heizen bzw. Erhitzen wird über den Verbindungsstutzen 137 in das Gefäß 130 geleitet, während das Wasser in dem Zwischenraum zwischen dem Plastikschlauch 134 und dem spiralförmigen Innenrohr 133 über den oberen Teil nach unten, in den Verbindungsstutzen 138, geleitet wird, an den eine Heißwasserleitung angeschlossen ist. Abstandshalter sind in einer nicht gezeigten Weise an vorbestimmten Stellen zwischen dem Innenrohr 133 und dem Kunststoffschlauch 134 angeordnet, um zu verhindern, daß der Durchgang für das zu heizende Wasser blockiert wird. Ein Temperaturfühler ist ähnlich in einer nicht gezeigten Weise in dem Gefäß, nahe dem Verbindungsstutzen 137 angeordnet, wobei der Fühler erfaßt, ob die Temperatur des Wassers in dem Gefäß unter beispielsweise 40°C fällt, woraufhin heißes Zentralheizungswasser zugeführt werden muß. Das Wasser zum Erhitzen wird zunächst während seiner Aufwärtsbewegung vorgeheizt, während es während der Abwärtsbewegung zwischen dem spiralförmigen Rohr 133 und dem Kunststoffschlauch 134 sehr stark beheizt wird. Da ein um das spiralförmige Innenrohr 133 angeordneter Kunststoffschlauch verwendet wird, ist ein Wärmetauscher erhältlich, der extrem vorteilhaft ist in puncto Kosten, während für das Innenrohr standardisierte, kommerziell erhältliche Elemente verwendet werden können. Der Aufbau ist derart kompakt, daß ein Einbau in die im Vorstehenden beschriebenen kompakten Heizanlagen möglich ist.
  • Ein zweites Leitungswasserreservoir kann in der erfindungsgemäßen Anlage angeordnet werden, da in deren Innenraum immer noch Raum verfügbar ist und dadurch kann die stabile hohe Temperatur des Leitungswassers noch präziser sichergestellt sein.

Claims (16)

  1. Vorrichtung zum Erwärmen von Fluid, umfassend: – erste Zuführmittel (2) zum Zuführen von Brennstoff; – zweite Zuführmittel (4) zum Zuführen von Oxidationsmittel; – Brennereinrichtungen (5) zum Verbrennen von Brennstoff und Oxidationsmittel nach deren Mischen; und – einen ersten Wärmetauscher (8, 88), der von Verbrennungsgasen der Brennereinrichtungen (5) erwärmt wird und spiralförmig um die Brennereinrichtungen angeordnet ist, gekennzeichnet durch einen Mantel (9, 89), der mit Öffnungen (87) versehen ist und um den spiralförmigen Wärmetauscher (8, 88) angeordnet und von einer Außenwand (85) beabstandet ist, wobei der Mantel und die Außenwand einen Zwischenraum (90) definieren zur Abgabe von Fluidgasen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Brennereinrichtungen (5) Mischeinrichtungen umfassen zum Mischen des Brennstoffs und des Oxidationsmittels.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher die Mischeinrichtungen mehrere Plattenteile umfassen, die mit Durchgangsöffnungen versehen sind.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher der erste Wärmetauscher (8) mit einem Innenrohr (10) und einem sich darum erstreckenden Außenrohr (11) versehen ist, wobei das Innenrohr (10) zumindest teilweise erwärmt wird durch primär erwärmtes Fluid, das zwischen dem Innenrohr (10) und dem Außenrohr (11) strömt.
  5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 4, versehen mit einem Reservoir (23, 50) zum zeitweiligen Speichern erwärmten Wassers, wobei das Reservoir (23) einen zweiten Wärmetauscher (27) umfaßt, der betriebsmäßig mit dem ersten Wärmetauscher (88) gekoppelt ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei welcher der zweite Wärmetauscher (27) in dem Reservoir (23, 50) an einen Heizkreislauf angeschlossen ist.
  7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 5 oder 6, versehen mit einem dritten Wärmetauscher zum Vorwärmen von Leitungswasser unter Verwendung der Verbrennungsgase.
  8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, versehen mit Pumpmitteln mit Rotationsgeschwindigkeitsregulierung, wenigstens einer An/Aus-Steuerung, bei der die Rotationsgeschwindigkeit reguliert wird, abhängig von dem Moment, zu dem Leitungswasser abgezogen wird.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, bei welcher der ringförmige Zwischenraum eine Innenkontur hat, die zumindest geringfügig an die Außenkontur der Rohre des Wärmetauschers angepaßt ist.
  10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 5 bis 9, versehen mit einem Dreiwegschalter (16) zum Umschalten des ersten Wärmetauschers (88) zwischen einer ersten Stellung, in der er mit dem Heizkreislauf verbunden ist und einer zweiten Stellung, in der er mit dem zweiten Wärmetauscher (27) verbunden ist.
  11. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, versehen mit einer Steuereinheit zur temporären Unterbrechung oder Reduzierung der Pumpwirkung der Pumpe.
  12. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, versehen mit einer weiteren Wärmetauscheinheit (40), die in wärmeleitendem Kontakt mit dem oberen Teil der Vorrichtung angeordnet ist und die mit einem Einlaß zum Einführen eines Mediums zum Wärmen und einem Auslaß für erwärmtes Medium versehen ist.
  13. Verfahren zum Betätigen einer Vorrichtung zum Erwärmen von Fluid gemäß den Ansprüchen 1 bis 12, das folgende Schritte umfaßt: – Zuführen von Brennstoff über erste Zuführmittel (2); – Zuführen von Oxidationsmittel über zweite Zuführmittel (4); – Mischen und Verbrennen von Brennstoff-Oxidationsmitteln durch Brennereinrichtungen; – Erwärmen eines ersten Wärmetauschers (88), der spiralförmig um die Brennereinrichtungen (15) angeordnet ist mittels Verbrennungsgasen der Brennereinrichtungen, gekennzeichnet durch Treiben der Fluidgase um die Rohre des spiralförmigen Wärmetauschers (88) durch Vorsehen eines Mantels (89) mit Öffnungen (87) und Anordnen des Mantels um den spiralförmigen Wärmetauscher (88), wobei der Mantel von einer Außenwand (85) beabstandet ist und der Mantel (89) und die Außenwand einen Zwischenraum (90) zur Abgabe der Fluidgase definieren.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, versehen mit Hängeeinrichtungen (104) zu ihrem Aufhängen.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, versehen mit einem Reservoir (130) zum temporären Speichern erwärmten Wassers, wobei in dem Reservoir ein spiralförmiges Primärrohr (133) angeordnet ist, um das ein Außenrohr (134), vorzugsweise aus Kunststoff, angeordnet ist.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 15, bei welcher das Reservoir (130) aus zwei oder mehreren lösbar verbundenen Mantelteilen (131, 132) hergestellt ist.
DE69730948T 1996-11-01 1997-11-03 Heizungsgerät und betriebsverfahren dafür Expired - Lifetime DE69730948T2 (de)

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