DE8615565U1

DE8615565U1 - Wärmestrahler zur Großraumbeheizung

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Publication number: DE8615565U1
Application number: DE8615565U
Authority: DE
Original assignee: KUENZEL HAIKO 2084 RELLINGEN DE
Current assignee: KUENZEL HAIKO 2084 RELLINGEN DE
Priority date: 1986-06-10
Filing date: 1986-06-10
Publication date: 1986-07-31
Also published as: ATE54742T1; EP0249087A1; DE3763756D1; EP0249087B1

Description

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Wärmestrahler zur Großräümbeheizunq.

Die Erfindung betrifft einen Wärmestrahler zur Großraumbeheizung mit mindestens einem Strahlungsrohr, an dessen einem Ende eine Brennereinrichtung und an dessen anderem Ende eine ifii Sc.rälliüilysrOiir einen Unterdruck erzeugende Saugeinrichtung wie ein Kaminabzug angeordnet ist.

Derartige Wärmestrahler werden an der Decke eines zu beheizenden Raumes unter einem Reflektor aufgehängt und mit einer atmosphärischen Gasbrennereinrichtung betrieben, welche Flüssiggas oder Erdgas verbrennt. Strahler dieser Art geben Wärme in Form von Infrarotwärmestrahlung ab und sind daher geeignet zur Verwendung beim Heizen von Großräumen wie Arbeits- oder Sporthallen od.dgl.

Die Anwendung von Infrarotstrahlern, bei denen Abgastemperaturen von etwa 5 00° auftreten, ist jedoch im Hinblick auf den Wirkungsgrad gegenüber Strahlern, die in einem mittleren Temperaturbereich unter Abstrahlung einer langwelligen Wärmestrahlung arbeiten, mit deutlichen Nachteilen verbunden, da die bei Mitteltemperaturstrahlern niedrigeren Abgastemperaturen von etwa 200° eine wesentlich bessere Ausnutzung der Verbrennungswärme ermöglichen. Der Anwendung von gasbetriebenen Wärmestrahlern steht in Einzelfällen auch entgegen, daß nicht überall ein Gasanschluß oder ein Gasspeicher zur Verfugung steht.

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Auch ist die Anwendung von Infrarotstrahlern mit Nachteilen verbunden, da nicht nur die Abgasveriuste sehr hoch sind, sondern daß auch der Wirkungsgrad der Aufheizung der Räume erheblich geringer ist als bei einer langwelligen Mitteltemperaturstrahlung.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Wärmestrahler der eingangs genannten Art so weiter zu bilden, daß die Anwendung einer Ölfeuerung möglich wird, daß die an die Umgebung abzugebende Wärmemenge im Bezug auf den Energieaufwand vergrößert wird, der insgesamt eine große Heizleistung bringt und durch Anpassung der heizwirksamen Oberfläche eine möglichst große Wärmemenge gezielt und gleichmäßig auf zu beheizende Objekte übertragen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Wärmestrahler der eingangs genannten Art durch folgende Merkmale gelöst:

a) die Brennereinrichtung ist als Drucköl-Düsenbrenner mit einem Gebläse ausgebildet,

b) das Strahlungsrohr ist einen zur Abstrahlung langwelliger Wärmestrahlung geeignet großen Durchmesser aufweisend ausgebildet, und

c) das Strahlungsrohr weist im Bereich der Brennereinrichtung zur Abschirmung gegen eine direkte Flammbeaufschlagung und Überhitzung eine feuerfeste Isolierung auf.

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Mit einem derartig ausgebildeten Wärmestrahler ist I es möglich, im Mitteltemperaturbereich mit optimalem

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) 5 des Wärmestrahlers an den Drucköl-Düsenbl'enner wird

übsr sinsn maximalen Bereich des Strahlrohres <3ϊβ Wainne—

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I Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist dabei

I vorgesehen, daß das Strahlungsrohr über seine gesamte

I 10 Länge mit einer mit zunehmendem Abstand zur Brenner-

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aufweisende Isolationsschicht versehen ist. Dadurch ist erreichbar, daß in den Bereichen, wo eine hohe Wärmemenge geballt auftritt, eine Abstrahlung im Infrarotbereich

15 verhindert wird und diese Wärme noch zur A.ifheizung der von der Brennereinrichtung weiter entfernten Partien des Strahlrohres zur Verfügung steht. Durch die Verringerung der Wirksamkeit der Isolation kann damit eine ganz gleichmäßige Wärmestrahlung erreicht werden.

20 Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen F i g. 1 eine Ausführungsform eines Wärmestrahlers

25 in einer schaubildlichen Ansicht von unten,

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F i g. 2 den Wärmestrahler gemäß Fig. 1 in einer schematischen Seitendarstellung,

F i g. 3 den Wärmestrahler in einer senkrechten Schnittdarstellung gemäß Linie III-III in Fig. 2, F i g. 4 einen Wärmestrahler in einer Anordnung in einem Gebäude in schematischer Darstellung, und

F i g. 5 die Raumtemperatur in bezug auf die Raumhöhe für unterschiedliche Beheizungssysteme in einer Diagrammdarstellung.

Fig. 1 zeigt einen Wärmestrahler i«tit einem U-förmig gebogenen Strahlungsrohr 10, an dessen einem Ende eine Brennereinrichtung 2 0 und an dessen anderem Ende ein an einen Kaminabzug anschließbarer Abgasstutzen 30 angeordnet ist, die im Strahlungsrohr 10 einen Unterdruck erzeugt. Durch diesen Unterdruck wird die durch die Brennereinrichtung 20 erzeugte Brennerflamme und das dabei entstehende Verbrennungsgas-Luft-Gemisch von der Brennerseite des Strahlrohres 10 zum Abgasstutzen 3 0 gezogen und durch diese hinaus gesaugt. Das Strahlrohr 10 ist aus Längselementen 11 und 12 und einem Verbindungsstück 13 aufgebaut. Im Bereich des Abgasstutzens 30 ist das Ende des Strahlungsrohres 10 durch einen Reinigungsdeckel 12c verschlossen.

Die aus einem Druckölbre-rmer 21 und einem Gebläse 22 bestehende Btfennetfeinrlchtung 20 ist am brennörseitigen Ende des Strahiungsrohres 10 an einer Schwenkvorrichtung

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oder einer Tür befestigt, um eine Inspektion zu erleichtern.

Das Strahlungsrchr 10 ist, wie in Fig. 2 dargestellt, über seine gesamte Länge L mit einer Isolationsschicht 60 versehen, die eine von der Brennerseite de*-; Strahlungsrohrs 10 her abnehmende Wirksamkeit aufweist. Die Abstufung der Wirksamkeit kann entweder linear gewählt werden oder wird an die Abnahme der Temperatur des Verbrennungsgas-Luft-Gemisches angepaßt, wobei durch die Anordnung der Isolationsschicht 60 erreichbar ist, daß das Verbrennungsgas-Luft-Gemisch im gesamten Durchlauf- ~

1 bereich durch das Strahlungsrohr 10 eine relativ hohe Temperatur aufweist, so daß eine gleichmäßige Erwärmung des Strahlungsrohres 10 und damit eine gleichmäßige Abstrahlung möglich ist.

Die Isolierung 50 im brennerseitigen Bereich des Strahlungsrohres kann durch einen konzentrisch im Strahlungsrohr nahe der Brennereinrichtung 20 angeordneten Rohrstutzen 150 ausgeführt werden, der mit der Brennereinrichtung 20 verbunden ist, wobei der zwischen dem j Strahlungsrohr 10 und dem Rohrstutzen 150 gebildete Ringraum 151 auf der der Brennereinrichtung 20 zugewandten Seite verschlossen ist. In dem Ringraum 151 kann eine

zusätzliche Isolationsschicht 152 angeordnet werden. Damit ergibt sich eine einfach aufgebaute, sehr wirksame Abschirmung j so daß die direkt vor der Brennereinrich-

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tung 20 aufgebaute Flammfront das Strahlungsrohr nicht s

beaufschlagt, so daß auch in diesem Bereich eine Abstrahlung im Mitteltemperaturbereich über langwellige Äbstrahlung ermöglicht wird.

Über dem Strahler ist ein trapezförmiger Reflektor 40 angeordnet, dessen Innenseite verspiegelt sein kann, j um eine bessere Strahlungsreflexion zu ermöglichen.

Bevorzugterweise ist der Reflektor 40 auf seiner von dem Strahler abgesandten Seite mit einer zusätzlichen Isolafclonsschicht 41 versehen, so daß eine Isolation zur Ravmdecke hin erfolgt, damit fast die gesamte Wärmeenergie zur Raumerwärmung zur Verfügung steht.

^s Das Strahlungsrohr 10, das einen Durchmesser D so

aufweist, daß sich aufgrund der zur Verfügung stehenden Wärmemenge eine langwellige Wärmeabstrahlung ergibt, kann zusätzlich im Bereich seiner sich gegenüberliegenden Seiten 11a, 12a und/oder im Bereich der nach unten gewandten Seiten 11b, 12b mit zusätzlichen Isolationen versehen sein, die eine gleichmäßige Wärmeabstrahlung nach unten und zum Reflektor 40 hin bewirken, so daß insgesamt eine gleichmäßige Wärmeabstrahlung ermöglicht Wird.

Der Wärmestrahler 100 wird bei einer Anordnung in

einem Raum über Trägerleisten 42 an einer Raumdecke

1 3fl in geeignetem Abstand aufgehängt. Einendseitig ist er mit der Saugeinrichtung 30 an einen Schornstein 130

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angeschlossen, während der am entgegengesetzten Ende des Strahlungsrohrs 10 angeordnete Brenner 20 über eine Ölleitung 72, die einen Ölfilter 73 und eine Ölpumpe 71 aufweist, mit einem Öltank 70 verbunden ist. Die Steuerung der Brennereinrichtung 20 erfolgt dabei in an sich bekannter Weise über einen Raumfühler 81 und/oder ein Zeitsteuerungsgerät 8ü (Fig. 4).

wenn ein derartiger Wärmestrahler zur Beheizung von Großräumen verwendet wird,- ergeben sich gegenüber konventionellen Heizungssystemen wesentliche Vorteile. Durch die Umwandlung der langwelligen Strahlung beim Auftreffen auf den Körper wird ein Wohlbefinden schon etwa 3⁰C früher als bei anderen Heizungssystemen erreicht, was zu einem um ca. 15 % verringerten Wärmebedarf führt. Da die Temperaturverteilung über die Raumhöhe auch gegenüber konventionellen Heizungen wesentlich günstiger ist, da die Wärme beim Auftreffen der Strahlung unten frei wird, während andere konventionelle Heizungen die Luft erwärmen, die in die Höhe steigt, ist eine weitere 0 Energiseinsparung einer Beheizxang mit Wärmestrahlern in Großräumen erreichbar. Wie in Fig. 5, in der die Wärmeverteilung über der Raumhöhe in Abhängigkeit von der Raumtemperatur dargestellt ist, ergibt sich rein qualitativ die gesparte Energie 3, wenn die Temperaturkurve eines Wärmestrahlers, die beispielsweise am Soll-Meßpunkt eine Temperatur von 15°C ausweist, mit der Temperatur-

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kurve 2 einet Luftheizung verglichen wird, die am Soll-Meßpunkt eine Temperatur¹ von ca. i8°C aufweist. Diese optimale Wärmeverteilürig in Großräumen ist jedoch nur dann erreichbar, wenn die Wärmeerzeugung nicht über einen Infrarotstrahler, sondern über einen Mitteltemperaturstrahler mit langwelliger Wärmeabstrahlung durchgeführt wird, und wenn die voranstellend beschriebenen Isolationsmöglichkeiten optimal zur Erreichung der Gleichmäßigkeit der Abstrahlung genutzt werden. Die gesamte Ausbildung des Wärmestrahlers kann derart konzipiert sein, daß die Brennereinrichtüng im Überdruckbereich betreibbar ist. Hierzu ist das Strahlungsrohr 10 über seine gesamte Länge L gasdicht ausgebildet und es sind im Strahlungsrohr Strömungswiderstände vorgesehen. So kann beispielsweise ein als Blende 70 ausgebildeter Strömungswiderstand im Bereich des Abgasstutzens 30 angeordnet sein. Hierdurch ergibt sich eine erhebliche Verbesserung des Gesamtwirkungsgrades.

Weiterhin kann vorgesehen sein, daß im Strahlungsrohr 10 em oder mehrere (in der Zeichnung nicht dargestellte) Turbolatoren angeordnet sind. Diese als Leitbleche oder Verwirbelungseinrichtungen ausgebildeten Turbolatoren zerstören die laminare Strömung, so daß in der das Strahlungsrohr 10 von der Brennereinrichtung 20 her durchströmenden Gasmenge eine Verwirbelung derart erreicht wird, daß auch die heißen Kerngase des Gasstrahles die Innen-

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wandung des Strahlungsrohres 10 beaufschlagen und die Wärmeabgabe in bezug auf das Gas beschleunigen. Hierdurch wird eine wesentliche Senkung der" Abgastemperätureri bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der gewünschten Strahlung erreicht, wodurch der Wirkungsgrad erheblich verbessert wird.

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Claims

Haiko Künzel, 2084 Rellingen Wärmestrahler ~ur Großraumbeheizunq. Schutzansprüche:

1. Wärmestrahler zur Großraumbeheizung mit mindestens einem Strahlungsrohr, an dessen einem Ende eine Brenner-

K, einrichtung und an dessen anderem Ende eine im Strahlungs-

rohr einen Unterdruck erzeugende Saugeinrichtung wie ein Kaminabzug angeordnet ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die Brennereinrichtung (20) ist als Drucköl-Düsenbrenner (21) mit einem Gebläse (22) ausgebildet,

b) das Strahlungsrohr (10) ist einen zur Abstrahlung langwelliger Wärmestrahlung geeignet großen Durchmesser (D); aufweisend ausgebildet, und

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c) das Strahlungsrohr (10) weist im Bereich der Brennereinrichtung (20) zur Abschirmung gegen eine direkte Flammbeaufschlagung und Überhitzung eine feuerfeste Isolierung (50; 150) auf.

2. Wärmestrahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlungsrohr (10) über seine gesamte Länge (L) mit einer mit zunehmendem Abstand zur Brennereinrichtung eine abnehmende Dicke und/oder Wirksamkeit aufweisende Isolationsschicht (60) versehen ist.

3. Wärmestrahler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationsschicht (60) nur den halben Rohrumfang des Strahlungsrohres (10) bedeckend auf einer von einem Reflektor (40) abgewandten Seite angeordnet ist.

4. Wärmestrahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolation (50) als im Strahlungsrohr (10) konzentrisch angeordneter Rohrstutzen (150) mit im Ringraum (151; zwischen dem Rohrstutzen (150) und dem Strahlungsrohr (10) angeordneter Isolationsschicht (152) besteht.

5. Wärmestrahler nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Strah" lungsrohr (10, 11, 12, 13) U-förmig ausgebildet ist und an seinen sich gegenüberliegenden Seiren (lla, 12a) eine «zusätzliche Isolation zur Abschirmung einer gegenseitigen Wärmestrahlungsbeaufschlaguhg aufweist.

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6. Wärmestrahier nach einem der Ansprüche 1 bis 5_f dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlungsrohr (10) über seine gesamte Länge (L) gasdicht ausgebildet ist und die Brennereinrichtung (20) im Überdfuckbereich betreibbar ausgebildet ist, wobei im Strählüngsröhr (10) Und/oder im Bereich der Säügeinficncüng (30} Sin Strömungswiderstand (70) angeordnet ist.

7. Wärmestrahler nach einem der Ansprüche i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Strählüngsröhr (10) ein oder mehrere Turbölatoren angeordnet sind.