DE9309395U1

DE9309395U1 - Vorrichtung zur Beheizung von Räumen

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Publication number: DE9309395U1
Application number: DE9309395U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-06-24
Filing date: 1993-06-24
Publication date: 1993-09-30
Anticipated expiration: 2003-06-25

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beheizung von Räumen durch Abstrahlung von Wärme, mit einer einen Heizkreislauf bildenden, insbesondere an Decken oder Wänden angeordneten Rohrleitung, einer Quelle für strömungsfähiges Heizmedium und ggf. einer Fördereinrichtung zur Zirkulation des Heizmediums durch die Rohrleitung.

Vorrichtungen der in Rede stehenden Art zur Beheizung von Räumen durch Abstrahlung von Wärme, insbesondere von der Decke, sind seit Jahren aus der Praxis bekannt. Lediglich beispielhaft wird hier auf die DE-PS 25 19 091 hingewiesen. Bei der bekannten Vorrichtung sind innerhalb eines geschlossenen Rohrkreislaufes ein Brenner und ein dem Brenner vor- oder nachgeschalteter Ventilator vorgesehen, der in Abhängigkeit von seiner Anordnung im Bereich nach dem Brenner einen Unterdruck oder Überdruck erzeugt. Durch Anordnung beider Aggregate in einem Rohr bzw. in einem geschlossenen Kreislauf wird das durch Zirkulation bereits abgekühlte Heizmedium zur Rezirkulation an dem Brenner vorbeigeführt. Das durch Zirkulation bereits abgekühlte Heizmedium wärmt sich mit zunehmender Annäherung an den Brenner wieder auf und passiert dann den Feuerungsbereich unter weiterer Aufnahme von Wärme und unter Vermischung mit frisch erzeugtem Heizmedium.

Bei der bekannten Vorrichtung ist jedenfalls wesentlich, daß das zur Wärmeabstrahlung erforderliche Heizmedium, nämlich das durch den Brenner erzeugte Verbrennungsgas, durch den eigens dafür vorgesehenen Brenner erzeugt wird. Zur Vermeidung jedweder Wärmeverluste ist der Brenner gemäß der DE-PS 25 19 091 direkt in die Rohrleitung bzw. den Strömungspfad eingebaut. Nach dem bekannten Wärmetauscherprinzip wird die Temperaturabsenkung innerhalb des Strömungspfades, d.h. innerhalb der Rohrleitung, durch Hinzufügen von frischem Heizmedium, nämlich Abgas hoher Temperatur, ausgeglichen. Ein entsprechender Teil des durch

Zirkulation abgekühlten Heizmediums wird zur Vermeidung von Überdruck nach außen geleitet.

Des weiteren ist es für sich gesehen insbesondere aus der industriellen Praxis bekannt, daß Abwärme führende flüssige und/oder gasförmige Strömungsmedien entsorgt werden müssen. Um die Abwärme dieser Strömungsmedien nutzen zu können, leitet man auch bereits Strömungsmedien der in Rede stehenden Art durch Wärmetauscher, um diesen nämlich zumindest einen gewissen Betrag an Restwärme zu entziehen und wirtschaftlich nutzen zu können. So wird beispielsweise mittels einer sogenannten Wärmerückgewinnungsanlage aus einem Verbrennungsprozeß resultierendes Abgas vor dem Durchströmen einer Filteranlage und/oder der Abgabe an die Umgebung durch einen Wärmetauscher hindurchgeleitet, in dem ein Wärmeübergang auf beispielsweise Brauchwasser stattfindet. Jedenfalls ist man bereits bestrebt, Abwärme jedweder Art zumindest in gewissem Maße zu nutzen. Die Abwärmenutzung im Rahmen der bislang bekannten Wärmerückgewinnungsanlagen unter Verwendung von Wärmetauschern ist jedoch insoweit problematisch, als der erforderliche Wärmetausch ganz erhebliche Energieverluste mit sich bringt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Beheizung von Räumen durch Abstrahlung von Wärme anzugeben, bei der die Bereitstellung eines strömungsfähigen Heizmediums keine oder nur ganz wenige Schadstoffe verursacht.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Beheizung von Räumen der in Rede stehenden Art löst die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1. Danach ist die in Rede stehende Vorrichtung derart ausgebildet, daß es sich bei dem Heizmedium um ein Abwärme führendes Fluidum aus einem als Quelle dienenden, externen Prozeß handelt, welches direkt in die Rohrleitung einspeisbar ist.

Erfindungsgeraäß ist zunächst erkannt worden, daß eine nach dem Prinzip der Abstrahlung von Wärme arbeitende Vorrichtung zur Beheizung von Räumen direkt mit einem Abwärme führenden Fluidum betrieben werden kann, daß es nämlich nicht erforderlich ist, das Heizmedium in einer eigens vorgesehenen Heizungsanlage "herzustellen". Vielmehr läßt sich Abwärme führendes Fluidum aus einem als Quelle dienenden, externen Prozeß verwenden, welches direkt in die Rohrleitung eingespeist wird. In erfindungsgemäßer Weise ist demnach erreicht worden, daß durch Kombination eines beliebigen, Abwärme liefernden Prozesses mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung nur einmal Schadstoffe entstehen bzw. das die Abwärme führende Fluidum als Heizmedium zum direkten Einspeisen in die Rohrleitung verwendet werden kann. Dort kann das Heizmedium mehrfach zirkulieren bzw. acuh nach nur einmaliger Zirkulation und somit nach direkter Wärmeabgabe entsorgt oder einem nachgeschalteten weiteren Prozeß, einem Wärmetauscher oder dgl., zugeführt werden.

Erfindungsgemäß ist jedenfalls wesentlich, daß die Rohrleitung der beanspruchten Vorrichtung direkt mit dem Abwärme führenden Fluidum beschickt wird, daß also kein Wärmetauscher zur Trennung zweier Kreisläufe zwischengeschaltet ist. Folglich läßt sich das Abwärme führende Fluidum auf direktem Wege der Rohrleitung zuführen, kann diese durchströmen bzw. dort zirkulieren und von dort aus beispielsweise dem üblichen Entsorgungspfad zugeführt werden.

Bei dem der Rohrleitung zuzuführenden Heizmedium kann es sich beispielsweise um eine Abwärme führende Flüssigkeit handeln. Entsprechend könnte die Quelle für das strömungsfähige - flüssige - Heizmedium als Anlage für einen industriellen Prozeß ausgeführt sein. So könnte es sich bei dem flüssigen Strömungsmedium beispielsweise um das erwärmte Abwasser aus einem bei

der Serienfertigung von Sinterteilen erforderlichen Tauchbecken handeln. Ebenso könnte es sich bei der Quelle für strömungsfähiges Heizmedium um eine Brauchwasseraufbereitungsanlage bzw. um deren Rücklauf handeln, so daß das Restwärme in der Rücklaufleitung führende Wasser zum Durchströmen der Rohrleitung genutzt werden kann, wobei die Rohrleitung gegenüber der Umgebung bzw. Umgebungsluft einen Wärmetauscher darstellt.

Bei dem Heizmedium handelt es sich in ganz besonders vorteilhafter Weise um ein Abwärme führendes Gas. Dieses Gas kann ein Verbrennungsgas sein, welches direkt der Rohrleitung zugeführt wird. Entsprechend könnte es sich bei der Quelle für das strömungsfähige - gasförmige - Heizmedium um einen Ofen bzw. eine Verbrennungsanlage handeln. Dieses Heizmedium würde vor der eigentlichen Entsorgung in ganz besonders vorteilhafter Weise zum direkten Wärmetausch zwischen Rohrleitung und Umgebung im Rahmen der beanspruchten Vorrichtung genutzt werden.

Um nun ungeachtet der Art des Heizmediums bzw. Fluidums eine übermäßige Verschmutzung der Rohrleitung zu verhindern, könnte der Rohrleitung eine Filtereinrichtung für das Fluidum vorgeschaltet sein. Im Falle eines gasförmigen Heizmediums könnten hier ganz besonders aggressive Schadstoffe gebunden werden, so daß eine Beschädigung der Rohrleitung zumindest weitgehend vermieden ist. Auf jeden Fall könnten Schwebeteilchen zurückgehalten werden, so daß eine Beschichtung der Rohrleitung von der Innenseite her und somit eine Verschlechterung des Wärmedurchgangs ausgeschlossen ist..

Nun könnte das aus einer externen Quelle direkt in die Rohrleitung eingeleitete Strömungsmedium Temperaturschwankungen unterliegen bzw. aufgrund prozeßbedingter Parameter nicht immer hinsichtlich der enthaltenden Abwärme zur Energieversorgung der Rohrleitung ausreichen. Zur Gewährleistung einer konstanten und

reproduzierbar einstellbaren Heizleistung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es nun von ganz besonderen Vorteil, wenn ein zusätzlicher Brenner zum Erwärmen und/oder Bereitstellen zumindest eines Teils des Heizmediums vorgesehen ist. Lediglich für den Fall, daß das Abwärme enthaltende Fluidum hinsichtlich seines Energiegehalts nicht ausreicht, könnte ein eigens dafür vorgesehener Brenner zugeschaltet werden, der das Abwärme enthaltende Heizmedium durch Bereitstellen gewisser Mengen an Verbrennungsgas auf die erforderliche Betriebstemperatur - direkt durch Beimischung - erwärmt.

Der Brenner könnte außerhalb der Rohrleitung derart angeordnet sein, daß die Flamme - unter Zuführung von Brennstoff und Sauerstoff - in eine dem Brenner unmittelbar nachgeschaltete, innerhalb der Rohrleitung angeordnete Brennkammer eingespeist wird. Die Brennkammer könnte entsprechend der Ausgestaltung der Rohrleitung rohrförmig ausgebildet sein und einen kleineren Durchmesser als die Rohrleitung aufweisen. Schließlich könnte die Brennkammer eine Öffnung an der der Seite des Flammeneintritts gegenüberliegenden Seite aufweisen, wobei diese Öffnung wiederum eine durch das mit dem Brenner erzeugte Heizmedium umströmbare Prellwand aufweisen könnte. Zum Zentrieren und Abstützen gegen die Innenwand der Rohrleitung könnte die Brennkammer weiterhin eine eigens dafür vorgesehene Zentriereinrichtung aufweisen. Um schließlich den Wirkungsgrad eines innerhalb der Brennkammer stattfindenden Wärmetauschs zu erhöhen, könnte die Außenwandung der Brennkammer oberflächenvergrößernde Strukturen, vorzugsweise in Form von Rippen oder Lamellen, aufweisen .

Hinsichtlich eines optimalen Betriebes der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Beheizung von Räumen ist es von ganz besonderem Vorteil, wenn eine besondere Regelungseinrichtung zur optimalen Versorgung der Rohrleitung mit Abwärme führendem Heizmedium

vorgesehen ist. Diese Regelungseinrichtung könnte eine Zeitsteuerung und - bei Vorhandensein absperrbarer Rohrleitungsabschnitte oder Rohrleitungskreise - eine vorzugsweise temperaturabhängige Strömungspfadsteuerung aufweisen. So könnte die Regelungseinrichtung die Versorgung der Rohrleitung mit Abwärme führendem Heizmedium takten bzw. Heizmedium pulsierend zuführen. Entsprechend einer außerhalb der Rohrleitung innerhalb des zu beheizenden Raumes stattfindenden Temperaturüberwachung könnten einzelnen Rohrleitungsabschnitte bzw. Rohrleitungskreise geöffnet bzw. gesperrt werden, so daß insoweit mittels Strömungspfadsteuerung eine homogene Beheizung des jeweiligen Raumes stattfindet.

Schließlich könnten gleichzeitig mehrere Quellen wahlweise und/oder ergänzend hinzuschaltbarer strömungsfähiger Heizmedien vorgesehen sein. Die Regelungseinrichtung könnte dann die Versorgung der Rohrleitung aus den unterschiedlichen Quellen nach wahlweiser Vorgabe einer Präferenz oder unter dem Gesichtspunkt einer vorgebbaren regelungstechnischen Optimierung vornehmen. Erst nach Ausschöpfung sämtlicher Quellen bzw. sämtlicher zur Verfügung stehender, Abwärme führender Heizmedien würde dann der zusätzliche Brenner zur weiteren Temperaturerhöhung hinzugeschaltet werden. Mit anderen Worten würde die Regelungseinrichtung den zusätzlichen Brenner erst dann aktivieren, wenn das Abwärme führende Heizmedium bzw. die Abwärme führenden Heizmedien eine vorgebbare Temperatur unterschreiten.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Schutzanspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung an-

hand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt die

einzige Figur in schematischer Darstellung, blockschaltbildmäßig, ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Beheizen von Räumen, wobei hier lediglich eine Quelle für Abwärme führendes Heizmedium sowie ein ergänzender Brenner vorgesehen sind.

Die einzige Figur zeigt in scheraatischer Darstellung, blockschaltbildmäßig, eine Vorrichtung zur Beheizung von Räumen 1 durch Abstrahlung von Wärme, mit einer einen Heizkreislauf 2 bildenden, insbesondere an Decken oder Wänden angeordneten Rohrleitung 3, einer Quelle 4 für strömungsfähiges Heizmedium und einer Fördereinrichtung 5 zur Zirkulation des Heizmediums durch die Rohrleitung 3. Die Fördereinrichtung 5 ist als Gebläse ausgeführt.

In erfindungsgemäßer Weise handelt es sich bei dem Heizmedium um ein Abwärme führendes Fluidura aus einem als Quelle 4 dienenden externen Prozeß, wobei das Heizmedium direkt in die Rohrleitung 3 einspeisbar ist. Genauer gesagt handelt es sichhier bei dem Heizmedium um ein Abwärme führendes Gas bzw. Verbrennungsgas. Entsprechend ist die Quelle 4 für das als Heizmedium dienende Gas als Verbrennungsanlage 6 ausgeführt, die wiederum zu einer Industrieanlage gehört.

An dieser Stelle sei nochmals ganz besonders hervorgehoben, daß mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung Abwärme führendes Strömungsmedium bzw. Fluidum als Heizmedium genutzt wird, wobei die einerseits in einem Abwärme verursachenden Prozeß und andererseits bei der originären Erzeugung von Heizwärme gleich zweimal

entstehenden Schadstoffe ganz erheblich verringert sind, da diese nämlich nur noch im Rahmen des beispielsweise industriellen Prozesses auftreten und die dabei entstehende Abwärme optimal genutzt wird.

Die einzige Figur läßt des weiteren erkennen, daß der Rohrleitung 3 eine Filtereinrichtung 7 nachgeschaltet ist. Diese dient zum Abfangen grober Verunreinigungen, beispielsweise in dem Abwärme führenden Gas mitgerissener Schwebeteilchen.

Die einzige Figur zeigt weiter, daß zum Erwärmen und/oder Bereitstellen zumindest eines Teils des Heizmediums ein zusätzlicher Brenner 8 vorgesehen ist. Dieser Brenner 8 ist außerhalb der Rohrleitung 3 angeordnet und speist seine Flamme in eine dem Brenner 8 unmittelbar nachgeschaltete, innerhalb der Rohrleitung 3 angeordnete Brennkammer, die in der hier gewählten Darstellung jedoch nicht gezeigt ist. Hinsichtlich besonders vorteilhafter Ausgestaltungen des Brenners bzw. der dem Brenner nachgeschalteten Brennkammer wird auf den allgemeinen Teil der Beschreibung verwiesen, zumal diese Ausgestaltungen der einzigen Figur nicht entnehmbar sind.

Schließlich ist eine Regelungseinrichtung 9 zur optimalen Versorgung der Rohrleitung 3 mit Heizmedium vorgesehen. Diese Regelungseinrichtung 9 weist wiederum eine Zeitsteuerung und bei Vorkehrung absperrbarer Rohrleitungsabschnitte oder Rohrleitungskreise eine beispielsweise temperaturabhängige Strömungspfadsteuerung auf. Sofern mehrere Quellen 4 wahlweise und/oder ergänzend hinzuschaltbarer strömungsfähiger Heizmedien vorgesehen sind, könnte die Regelungseinrichtung 9 die Versorgung der Rohrleitung 3 aus den unterschiedlichen Quellen 4 nach wahlweiser Vorgabe einer Präferenz oder unter dem Gesichtspunkt einer vorgebbaren regelungstechnischen Optimierung jedweder Art vor-

nehmen. Eine entsprechende Prozeßsteuerung mittels eines elektronischen Prozessors könnte erfolgen.

Wesentlich ist jedenfalls, daß die Regelungseinrichtung 9 den zusätzlichen Brenner 8 stets dann aktiviert, wenn das Abwärme führende Heizmedium aus der Quelle 4 eine vorgegebene Temperatur unterschreitet, so daß dessen Heizleistung bzw. dessen Fähigkeit zur Wärmeabgabe nicht mehr ausreicht.

Abschließend sei darauf hingewiesen, daß das voranstehend lediglich beispielhaft erörterte Ausführungsbeispiel die beanspruchte Lehre verdeutlicht, jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiel einschränkt.

Claims

Schutzansprüche

1. Vorrichtung zur Beheizung von Räumen (1) durch Abstrahlung von Wärme, mit einer einen Heizkreislauf (2) bildenden, insbesondere an Decken oder Wänden angeordneten Rohrleitung (3), einer Quelle (4) für strömungsfähiges Heizmedium und ggf. einer Fördereinrichtung (5) zur Zirkulation des Heizmediums durch die Rohrleitung (3),

dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei
dem Heizmedium um ein Abwärme führendes Fluidum aus einem als Quelle (4) dienenden, externen Prozeß handelt, welches direkt in die Rohrleitung (3) einspeisbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Heizmedium um eine Abwärme führende Flüssigkeit handelt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Quelle (4) für strömungsfähiges Heizmedium um eine Anlage für einen industriellen Prozeß handelt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Quelle (4) für strömungsfähiges Heizmedium um eine Brauchwasseraufbereitungsanlage bzw. um deren Rücklauf
handelt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Heizmedium um ein Abwärme führendes Gas handelt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Heizmedium um ein Verbrennungsgas handelt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Quelle (4) für strömungsfähiges Heizmedium um einen Ofen bzw. eine Verbrennungsanlage (6) handelt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrleitung (3) eine Filtereinrichtung (7) für das Fluidum vorgeschaltet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Brenner (8) zum Erwärmen und oder Bereitstellen zumindest eines Teils des Heizmediums vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner (8) außerhalb der Rohrleitung (3) angeordnet ist und die Flamme in eine dem Brenner (8) unmittelbar nachgeschaltete, innerhalb der Rohrleitung (3) angeordnete Brennkammer einspeist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer vorzugsweise rohrförmig ausgebildet ist und einen kleineren Durchmesser als die Rohrleitung (3) aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer eine Öffnung an der der Seite des Flammeneintritts gegenüberliegenden Seite aufweist und daß die Öffnung eine umströmbare Prallwand aufweist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer eine zum Zentrieren und Abstützen gegen die Innenwand der Rohrleitung (3) dienende Zentriereinrichtung aufweist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwandung der Brennkammer oberflächenvergrößernde Strukturen, vorzugsweise in Form von Rippen oder Lamellen, aufweist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Regelungseinrichtung (9) zur optimalen Versorgung der Rohrleitung (3) mit Heizmedium vorgesehen ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelungseinrichtung (9) eine Zeitsteuerung und - bei Vorhandensein absperrbarer Rohrleitungsabschnitte oder Rohrleitungskreise - eine vorzugsweise temperaturabhängige Strömungspfadsteuerung aufweist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Quellen (4) wahlweise und/oder ergänzend hinzuschaltbarer strömungsfähiger Heizmedien vorgesehen sind und daß die Regelungseinrichtung (9) die Versorgung der Rohrleitung (3) aus den unterschiedlichen Quellen (4) nach wahlweiser Vorgabe einer Präferenz oder unter dem Gesichtspunkt einer vorgebbaren, regelungstechnischen Optimierung vornimmt.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelungseinrichtung (9) den zusätzlichen Brenner (8) dann aktiviert, wenn das Abwärme führende Heizmedium eine vorgebbare Temperatur unterschreitet.