EP0165371A1 - Anlage zur Speisung von Räumen mit Heissluft - Google Patents
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- EP0165371A1 EP0165371A1 EP84890117A EP84890117A EP0165371A1 EP 0165371 A1 EP0165371 A1 EP 0165371A1 EP 84890117 A EP84890117 A EP 84890117A EP 84890117 A EP84890117 A EP 84890117A EP 0165371 A1 EP0165371 A1 EP 0165371A1
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- hot air
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
- F24D11/006—Central heating systems using heat accumulated in storage masses air heating system
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H3/00—Air heaters
- F24H3/02—Air heaters with forced circulation
- F24H3/06—Air heaters with forced circulation the air being kept separate from the heating medium, e.g. using forced circulation of air over radiators
Definitions
- the invention relates to a system for supplying rooms with hot air stored in a store, in particular in a boiler room, with air guide channels to and from the hot air store and with valves or the like arranged in the air guide channels.
- the invention further relates to a system for generating the hot air required for the hot air storage.
- the hot air storage device is in particular formed by a boiler room which can also be used as a sauna room.
- This hot air store is suitably insulated from the other rooms, in particular in that its walls consist of several insulating layers, the access openings also being insulated by suitable devices, such as multilayer doors or curtains.
- the invention provides devices by which the above-mentioned objects are achieved in a simple manner.
- the valves are formed by a group of slats held in a frame, which can be covered on one side by at least one flap, a movable curtain or the like.
- the valves can be built into the openings in the wall formed by the passage of the duct into the hot air storage.
- the valve installed in the supply duct for the cold air is on the side facing the hot air reservoir with flaps, curtains or the like opening into the hot air reservoir.
- the valve located in at least one outlet channel for the hot air is on the side facing the hot air reservoir with a height-adjustable curtain or the like. educated.
- the object of creating a heating system is achieved according to the invention in that the flue gas outlet originates from the uppermost region of the furnace of the heating boiler and has a diameter which is at least that Half of the horizontal cross section of the combustion chamber is the same, with an approximately horizontal post-combustion chamber adjoining the flue gas outlet.
- the flue gas discharge which is significantly larger in diameter than the known prior art, enables afterburning of the flue gases in the subsequent post-combustion chamber, as a result of which the flue gases are burned much better than is possible with heating systems according to the known prior art. Due to the almost smokeless combustion, a significantly higher long-term efficiency is achieved compared to known systems.
- a second post-combustion chamber preferably adjoins the first post-combustion chamber, the two post-combustion chambers being connected to one another at the end located at the end of the flue gas outlet into the first post-combustion chamber via an approximately vertical connection piece.
- the two post-combustion chambers are arranged one above the other.
- an additional gas or oil burner is inserted in the first post-combustion chamber.
- the operation of this burner is controlled by a thermostat so that it can only be effective until the solid fuel burner has cooled down to a temperature below 80 ° C at one measuring point.
- the afterburning chambers have a vertical cross section which is at least equal to or greater than the horizontal cross section of the furnace of the heating boiler.
- the flue gas outlet brennun from the second renegotiations shunt g adjoins the lower part because this only cooled flue gases from the second post-combustion chamber can flow into the fireplace, still hot flue gases while their heat to the wall of the second afterburner post .
- FIG. 1 there is a heating boiler 20 in a hot air room or hot air storage 1, which is also used in particular as a sauna room, which is explained in more detail below with reference to FIG. 2.
- a heating boiler 20 in a hot air room or hot air storage 1, which is also used in particular as a sauna room, which is explained in more detail below with reference to FIG. 2.
- containers 11 for the production of hot service water so-called boilers
- surfaces 14, 15 and 16 which can be used as loungers or as seating surfaces when using the hot air space 1 as a sauna. Since the containers 11 are in the radiation region of the heating boiler 20 and they are not insulated, the temperature of the water in these containers 11 has a value which is approximately 10 ° C. above the temperature in the hot air space 1.
- openings are provided in the walls of the hot air space 1, into which valves or closures 50, 51, 52, 53 are inserted, which are explained in more detail below with reference to FIGS. 3 to 9.
- insulating layers 4 Below the floor 2 and behind the walls 3 and on the ceiling there are insulating layers 4, by means of which optimal thermal insulation of the hot air space 1 with respect to the surrounding rooms is ensured. This ensures that heat generated in the hot air space 1 is passed on to the rooms only in a controlled manner through the valves or closures 53.
- the entrance opening 17 in the hot air space 1 is isolated in that several curtains 18 or the like made of a glass silk fabric. are provided. Due to the air layers existing between these curtains 18, the required insulation of the hot air space 1 is also ensured in the area of the inlet opening 17.
- a valve 52 is also inserted into an additional opening, which acts as a safety valve.
- a thermostat 9 is also arranged in the hot air storage 1.
- the floor 2 or the wall surfaces 3 are formed by ceramic plates or by bricks. This material ensures good heat storage.
- the storage of the heat is also effected by the hot water tank 11 arranged in the hot air storage 1, taking into account that water has a very high heat capacity.
- the heating system shown schematically in FIG. 2 and explained below consists of a heating boiler 20 which, in a known manner, has a combustion chamber 22, a grate 23, an ash chamber with an ash drawer 24 and a filling door 25. According to an embodiment variant, it can also have a burner for liquid or gaseous heating media. On the front of the heating boiler 20, this is also formed with openings 28 which are adjustable in size for the entry of combustion air 29 into the combustion chamber 22.
- the boiler 20 On its upper end surface, the boiler 20 is formed with an opening 30, the cross section of which is at least half the horizontal cross section of the furnace 22 of the boiler 20 and on which is connected to a flue gas nozzle 31, which opens into a first post-combustion chamber 35.
- the first post-combustion chamber 35 which extends approximately horizontally, has a vertical cross section which is approximately the same as the horizontal cross section of the combustion chamber 22 of the heating boiler 20.
- a connection piece 36 connects to the first post-combustion chamber 35 and opens into a second post-combustion chamber 45.
- the first post-combustion chamber 35 is adjoined by an approximately horizontally or inclined nozzle 37, which can be used to hold another oil or gas burner 38.
- separating plates 39 are provided.
- a temperature monitor / is provided, by means of which the burner 38 cannot be put into operation until the temperature in the upper area of the boiler 20 to a value below 80 ° C.
- a connecting piece 40 also adjoins the first post-combustion chamber 35 and has a flap 41 at its free end, which opens when an overpressure occurs in the first post-combustion chamber 35 and enables pressure to be reduced.
- connection piece 46 Also connected to the second post-combustion chamber 45 is an approximately horizontally directed connection piece 46, which forms the actual flue gas outlet.
- the nozzle 46 is offset from the horizontal central axis of the second post-combustion chamber 45 downward and connects approximately to the bottom thereof.
- a second nozzle 47 with a flap 48 connects to the second post-combustion chamber 45, the function of which corresponds to the function of the nozzle 40 with the flap 41.
- the exhaust gases pass through the connecting piece 36 into the second post-combustion chamber 45, where they are cooled by flow along the walls thereof. Finally, the cooled flue gases located in the lower region of the second post-combustion chamber 45 pass into the chimney via the exhaust gas connection. If an overpressure occurs in the second post-combustion chamber 45, this can also be reduced by opening the flap 48. Since the outer surfaces of the post-combustion chambers 35, 45 are not insulated, the heat generated in these chambers 35, 45 becomes air that passes by along their outer surfaces submitted. The afterburning chambers 35, 45 act almost as black emitters. Since the flue gases are almost completely burnt, the fuels are optimally utilized, which results in very high efficiency. In addition, the environmental impact of the exhaust gases without smoke is kept extremely low.
- Any solids and in particular household waste can be burned in the combustion chamber 22.
- the combustion air is divided, being supplied partly to the grate and partly preheated to the fuel surface. Additional air is supplied to support smokeless burning without the flame being on is narrowed or cooled. The very slight excess of air that is then required increases the efficiency of the fuel utilization. Since the combustion gases remain in the two post-combustion chambers 35 and 45 for about 1 to 2 minutes, there is sufficient time available for them to release their heat content. They rise due to their low specific weight and cool down thereupon, whereupon they reach the chimney through the pipe socket 46 adjoining the lower region of the second post-combustion chamber 45.
- FIG. 3 shows part of the hot air space 1. Returned air cooled from the rooms to be heated is supplied to this via a duct 56. This air is heated in the hot air storage 1 or mixed with the warm air located therein. Hot air flows from the hot air storage device 1 to the rooms to be heated via a further duct 57. The cold air flow from duct 56 must be able to flow into the hot air storage 1 unhindered. However, neither warm air nor heat should get into the duct 56 from the hot air storage 1. For this purpose, a valve 51 is arranged in the region of the wall 3, which is explained below.
- the valve 51 consists of a frame 62 inserted into the wall 3, from which approximately horizontally extending lamellae 63, which extend parallel to one another at a distance from one another, are held.
- the width of these slats 63 can e.g. 50 cm.
- the length of the slats 63 corresponds to the length of the frame 62 or the width of the feed opening.
- the distance between the slats 63 can e.g. 4 cm.
- the slats 63 can be made of plastic, stretched foils, asbestos cement, glass, sound absorption panels or the like. be made.
- the fins 63 can be approximately horizontal or starting from the hot air storage 1 at an acute angle to the horizontal of e.g. 10 ° downwards.
- a plurality of flaps 65 are fastened to the fins 63 and, owing to their weight, cover the areas located between the fins 63.
- These flaps 65 can be made of plastic, glass fiber, silicone or the like. be made and can have a thickness of e.g. 0.1 mm.
- This design of the valve 51 prevents hot air from passing from the hot air reservoir 1 into the channel 56. Irrespective of this, however, cooled or fresh air coming through the channel 56 can enter the hot air reservoir 1 between the fins 63, since the flaps 65 are lifted off the fins 63 because they are very light. Since no vertical air flows can occur between the fins 63, the fins 63 achieve optimum thermal insulation since, when the flaps 65 are in the closed position, no hot air passes from the hot air reservoir 1 into the duct 56 and no heat is emitted.
- valve 51 there is a further valve 53 in the wall 3, which is likewise supported by lamellae 63 held by a frame 62 and by a curtain 66 arranged on the storage space side, which is arranged on a rod 67 or the like. can be wound up and thereby adjusted in height, is formed.
- the valves 53 are located at the outlet of the hot air reservoir 1 in the hot air channels 57 leading to the rooms to be heated.
- the height-adjustable curtain 66 is preferably made of a material, such as polyethylene, which melts at a temperature of approximately 120 ° C.
- the purpose of this measure is to ensure in a simple manner a safeguard against overheating of the hot air storage 1, since when the temperature rises above 120 ° C., the film 66 melts, as a result of which the hot air can pass into the channel 57.
- By adjusting the height of the curtain 66 it is possible to dose the amount of hot air passing from the hot air storage device 1 into the channel 57.
- the walls 55 of the channels 56 and 57 are preferably made of sound-absorbing material in order to largely preclude the transmission of sound between the rooms to be heated via the air channels 56 and 57 and the hot air space 1.
- Flaps 70 are preferably also arranged between the two channels 56 and 57, which are lifted off as a result of a negative pressure in the channel 57, as a result of which cold air can pass from the channel 56 into the channel 57 and the warm air flowing therein can be admixed.
- a pocket air filter 59 or a hanging filter 58 is arranged in the cold air duct 56 and can be exchanged through an opening 60.
- a valve 52 according to the design shown in FIG. 4 is also provided at one point on the outer wall of the hot air storage device 1.
- This valve 52 also consists of a frame 62 with fins 63 held by it, a cover 69 made of a material being provided on the side facing the hot air storage device 1, which is made at a temperature of e.g. 120 C melts.
- the cover 69 can e.g.
- a weather protection grille 72 is provided on the outside, by which penetration of moisture and vermin is prevented.
- a further valve 54 can be arranged in an upward-going hot air duct 57, which is formed by approximately vertical lamellae 73 and, for example, approximately horizontal flaps 74, this valve 54 serving as an excess temperature protection. If the hot air overheats to, for example, 120 ° C., the warm air column causes this valve 54 to be opened until the overtemperature is reduced.
- the desired response temperature can be set by the weight of the flaps 74 and by the height of the lift shaft.
- This valve 54 can be accessed through a mounting door 75.
- a channel 77 provided in an outer wall leads from the free atmosphere into the hot air store 1, the opening being covered by a weather protection grille 72.
- This channel 77 opens into a check valve 50, which is arranged in the lower region of the hot air reservoir 1.
- the valve 50 has the same structure as the valve 51 according to FIG. 3.
- a pivotable flap 78 for controlling the inflowing air can also be provided in the channel 77. Fresh air flows into the hot air store 1 through the channel 77.
- FIG. 7 shows a further embodiment variant, in which the cold air can flow into the hot air storage device 1 from the free atmosphere through a channel 77 and via a valve 50 ′, which has the same structure as the valve 53 according to FIG. 3 .
- a valve 51 with the configuration shown in FIG. 3 is arranged at the end of the cold air duct 56 and the hot air duct 57, which is located next to the cold air duct 56, is also up to the bottom 2 of the hot air reservoir 1 guided, two valves 53 of the embodiment shown in FIG are controllable accordingly.
- Relatively cooler air can be supplied to the rooms via the warm air duct 57 through the lower valve 53.
- the valves 53 can be throttled or closed entirely by the roller blinds 66. They regulate the exit of hot air from the hot air storage tank 1 into the hot air duct 57.
- In the region of the upper valve 53 has a temperature such as prevails in the hot air reservoir 1 80 ° C.
- valves mentioned are almost completely heat-tight when closed, which prevents heat loss. They work in areas between approx. 0.5 and 50 Pascal. They can also be used for gravity heating in homes for hot air distribution and as return air openings to prevent drafts.
- the device according to the invention thus creates a system in which a hot air storage is provided in a room of a house, in particular a residential house, which can be used as a sauna room, the hot air storage supplying the rooms of the building connected to this with hot air, without undesirably strong air currents occurring. In this way, largely dust-free heating of the connected rooms can be achieved. Due to the high radiation heat also occurring in the hot air space, which serves as a storage space, germs in the air are killed, as a result of which the hot air used for heating is almost spore-free. Ultimately, the stove produces combustion with a very high degree of efficiency.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Speisung von Räumen mit in einem Speicher, insbesondere in einem Heizraum, gespeicherter Heißluft mit Luftführungskanälen zum und vom Heißluftspeicher und mit in den Luftführungskanälen angeordneten Ventilen od.dgl. Die Erfindung betrifft weiters eine Anlage zur Erzeugung der für den Heißluftspeicher erforderlichen Heißluft.
- Es ist bekannt, Räume, insbesondere Räume eines Wohnhauses, mit Heißluft, die aus einem Speicher entnommen wird, zu speisen.Der Heißluftspeicher ist insbesondere durch einen Heizraum, der gleichzeitig auch als Saunaraum verwendet werden kann, gebildet. Dieser Heißluftspeicher ist gegenüber den anderen Räumen in geeigneter Weise isoliert, insbesondere dadurch, daß dessen Wände aus mehreren isolierenden Schichten bestehen, wobei die Zutrittsöffnungen durch geeignete Einrichtungen, wie mehrschichtige Türen oder Vorhänge, ebenfalls isoliert sind.
- Um Wärmeverluste weitgehend ausschließen zu können, ist es dabei erforderlich, in den Luftführungskanälen auf geringe Druckdifferenzen ansprechende und gut isolierende Ventile anzuordnen, durch welche verhindert wird:, daß die heiße Luft bzw. Wärme durch den Kanal für die Zuführung von abgekühlter bzw. frischer Luft aus dem Heißluftspeicher austritt bzw. durch welche gewährleistet wird, daß für den Übertritt von heißer Luft in die zu beheizenden Räume eine Dosierung der Heißluft ermöglicht wird. Weiters ist es erforderlich, eine Anlage zur Erzeugung der im Heizraum erforderlichen Heißluft zu schaffen, durch die ein guter Wirkungsgrad in der Verbrennung der Heizmaterialien und bei der Abgabe der Wärme erzielbar ist.
- Durch die Erfindung werden Einrichtungen geschaffen, durch die die vorstehend angeführten Aufgaben in einfacher Weise gelöst werden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß die in den Luftführungskanälen angeordneten Ventile durch eine Gruppe von angenähert horizontal, schräg oder lotrecht angeordneten und zueinander parallel liegenden Lamellen gebildet sind, die an mindestens ihrer einen Seite mit mindestens einer verstellbaren Klappe bzw. einem Vorhang, einer Abdeckung od.dgl. ausgebildet sind.
- Insbesondere sind die Ventile durch eine Gruppe von in einem Rahmen gehalterten Lamellen gebildet, die auf einer Seite durch mindestens eine Klappe, einen bewegbaren Vorhang od. dgl, abdeckbar sind. Dabei können die Ventile in die durch den Durchtritt des Kanals in den Heißluftspeicher gebildeten Öffnungen in der Wand eingebaut sein. Vorzugsweise ist das im Zufuhrkanal für die Kaltluft eingebaute Ventil an der dem Heißluftspeicher zugewandten Seite mit in den Heißluftspeicher öffnenden Klappen, Vorhängen od.dgl. ausgebildet und ist das im mindestens einen Ausgangskanal für die Heißluft befindliche Ventil an der dem Heißluftspeicher zugewandten Seite mit einem höhenverstellbaren Vorhang od.dgl. ausgebildet.
- Die Aufgabe, eine Heizungsanlage zu schaffen, durch die ein wesentlich besserer Dauerwirkungsgräd bei nahezu rauchloser Verbrennung als durch bislang bekannte Heizungsanlagen erzielbar ist, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Rauchgasabzug vom obersten Bereich des Feuerungsraumen des Heizungskessels ausgeht und einen Durchmesser aufweist, der mindestens der Hälfte des horizontalen Querschnittes des Feuerungsraumes gleich ist, wobei an den Rauchgasabzug eine etwa horizontal liegende Nachverbrennungskammer anschließt.
- Durch den gegenüber dem bekannten Stand der Technik in seinem Durchmesser wesentlich vergrößerten Rauchgasabzug wird eine Nachverbrennung der Rauchgase in der anschließenden Nachverbrennungskammer ermöglicht, wodurch die Rauchgase wesentlich besser verbrannt werden, als dies durch Heizungsanlagen gemäß dem bekannten Stand der Technik möglich ist. Aufgrund der nahezu rauchlosen Verbrennung wird gegenüber bekannten Anlagen ein wesentlich höherer Dauerwirkungsgrad erzielt.
- Vorzugsweise schließt dabei an die erste Nachverbrennungskammer eine zweite Nachverbrennungskammer an, wobei die beiden Nachverbrennungskammern miteinander an dem der Mündung des Rauchgasabzuges in die erste Nachverbrennungskammer abliegenden Ende über einen etwa vertikalen Stutzen miteinander verbunden sind. Insbesondere sind die beiden Nachverbrennungskammern übereinander angeordnet.
- Nach einem weiteren bevorzugten Merkmal ist in die erste Nachverbrennungskammer ein zusätzlicher Gas- oder ölbrenner eingesetzt. Der Betrieb dieses Brenners wird durch einen Thermostaten so gesteuert, daß er erst dann wirksam werden kann, bis der Feststoffbrenner an einer Meßstelle auf eine Temperatur, die unter 80° C liegt, abgekühlt ist.
- rein sehr hoher Wirkungsgrad wird insbesondere dann erzielt, wenn die Nachverbrennungskammern einen vertikalen Querschnitt aufweisen, der dem horizontalen Querschnitt des Feuerungsraumes des Heizungskessels zumindest gleich bzw. größer als dieser ist. Schließlich ist es zweckmäßig, wenn der Rauchgasabzug aus der zweiten Nachver- brennungskammer an deren unteren Bereich anschließt, da hierdurch nur abgekühlte Rauchgase aus der zweiten Nachverbrennungskammer in den Kamin überströmen können, wogegen noch heiße Rauchgase ihre Wärme an die Wandung der zweiten Nachverbrennungskammer abgeben.
- Der Gegenstand der Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1 einen Heizungsraum, der mit einer erfindungsgemäßen Heizungsanlage und mit erfindungsgemäßen Ventilen ausgebildet ist, in vertikalem Querschnitt,
- Fig. 2 einen anmeldungsgemäßen Heizungskessel mit zwei über diesen angeordneten Nachverbrennungskammern, in vertikalem Querschnitt und schematischer Darstellung,
- Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch die Wand eines Heißluftspeichers und durch dessen Anschlußkanäle mit einer ersten Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Ventils,
- die Fig. 4 und 5 Vertikalschnitte durch erfindungsgemäße Ventile, die als Sicherung gegen Übertemperaturen dienen,
- die Fig. 6 und 7 Vertikalschnitte durch die Wand eines Heißluftspeichers mit zwei weiteren Ausführungsvarianten eines erfindungsgemäßen Ventils und
- die Fig. 8 und 9 einen Vertikalschnitt durch eine dritte Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Ventils sowie eine Vorderansicht dieser Variante.
- Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, befindet sich in einem Heißluftraum bzw. Heißluftspeicher 1, der insbesondere auch als Saunaraum Verwendung findet, einen Heizungskessel 20, der nachstehend anhand der Fig. 2 näher erläutert ist. Auf einem im Heißluftraum 1 angeordneten Gestell 10 sind weiters Behälter 11 für die Erzeugung von heißem Gebrauchswasser, sogenannte Boiler, angeordnet. Durch eine Strahlenschutzwand 13 vom Heizungskessel 20 und von den Behältern 11 getrennt, befinden sich Flächen 14, 15 und 16, die als Liegen bzw. als Sitzflächen bei Verwendung des Heißluftraumes 1 als Sauna benützt werden können. Da sich die Behälter 11 im Strahlungsbereich des Heizungskessels 20 befinden und sie nicht isoliert sind, weist die Temperatur des in diesen Behältern 11 befindlichen Wassers einen Wert auf, der etwa 100 C über der Temperatur im Heißluftraum 1 liegt.
- Weiters sind in den Wänden des Heißluftraumes 1 Öffnungen vorgesehen, in welche Ventile bzw. Verschlüsse 50, 51, 52, 53 eingesetzt sind, die nachstehend anhand der Fig. 3 bis 9 näher erläutert sind. Unterhalb des Bodens 2 und hinter den Wänden 3 sowie an der Decke befinden sich Isolierschichten 4, durch die eine optimale Wärmedämmung des Heißluftraumes 1 gegenüber den umliegenden Räumen gewährleistet ist. Hierdurch wird sichergestellt, daß im Heißluftraum 1 erzeugte Wärme nur in gesteuerter Weise durch die Ventile bzw. Verschlüsse 53. an die Räume weitergeleitet wird.
- Die Eingangsöffnung 17 in den Heißluftraum 1 ist dadurch isoliert, daß in dieser mehrere Vorhänge 18 aus einem Glasseidengewebe od.dgl. vorgesehen sind. Durch die zwischen diesen Vorhängen 18 bestehenden Luftschichten ist die erforderliche Isolierung des Heißluftraumes 1 auch im Bereich der Eingangsöffnung 17 gewährleistet.
- Die Zufuhr von Frischluft bzw. von abgekühlter Umluft erfolgt durch hinter der Wand vorgesehene Kanäle hindurch, die in ersten Ventilen 505, lmünden. Die Ableitung von Warmluft an die zu beheizenden Räume erfolgt durch ebenfalls hinter der Wand vorgesehene Kanäle hindurch, die an die Ventile 53 anschließen. Um einen Anstieg der im Heißluftraum 1 auftretenden Temperatur über einen vorgegebenen Höchstwert mit Sicherheit ausschließen zu können, ist weiters in eine zusätzliche Öffnung ein Ventil 52 eingesetzt, das als Sicherheitsventil wirkt.
- Zur Steuerung der Temperaturverhältnisse im Heißluftspeicher 1 und als einstellbarer Begrenzer mit Endanschlag bei z.B. 110° C ist weiters im Heißluftspeicher 1 ein Thermostat 9 angeordnet. Der Boden 2 bzw. die Wandflächen 3 sind durch keramische Platten oder durch Ziegel gebildet. Dieses Material gewährleistet eine gute Speicherung der Wärme. Die Speicherung der Wärme wird weiters auch durch die im Heißluftspeicher 1 angeordneten Warmwasserbehälter 11 bewirkt unter Berücksichtigung dessen, daß Wasser eine sehr hohe Wärmekapazität aufweist.
- Die in Fig. 2 schematisch dargestellte und nachstehend erläuterte Heizungsanlage besteht aus einem Heizungskessel 20, der in bekannter Weise einen Feuerungsraum 22, einen Rost 23, einen Aschenraum mit einer Aschenlade 24 und eine Fülltüre 25 aufweist. Nach einer Ausführungsvariante kann er zudem auch einen Brenner für flüssige oder gasförmige Heizungsmedien aufweisen. An der Vorderseite des Heizungskessels 20 ist dieser zudem mit in ihrer Größe verstellbaren Öffnungen 28 für den Eintritt von Verbrennungsluft 29 in den Feuerungsraum 22 ausgebildet.
- An seiner oberen Abschlußfläche ist der Heizungskessel 20 mit einer öffnung 30 ausgebildet, deren Querschnitt mindestens dem halben horizontalen Querschnitt des Feuerungsraumes 22 des Heizungskessels 20 gleich ist und an den ein Rauchgasstutzen 31 anschließt, der in eine erste Nachverbrennungskammer 35 mündet. Die erste Nachverbrennungskammer 35, die sich etwa horizontal erstreckt, weist einen vertikalen Querschnitt auf, der dem horizontalen Querschnitt des Feuerungsraumes 22 des Heizungskessels 20 angenähert gleich ist. An dem den Rauchgasstutzen 31 entgegengesetzten Ende schließt an die erste Nachverbrennungskammer 35 ein Anschlußstutzen 36 an, der in eine zweite Nachverbrennungskammer 45 mündet. An das dem Rauchgasstutzen 31 anliegende Ende schließt weiters an die erste Nachverbrennungskammer 35 ein etwa horizontal oder geneigt abragender Stutzen 37 an, der zur Aufnahme eines weiteren Öl- oder Gasbrenners 38 dienen kann. Zum Schutz des Brennerkopfes bei Feststoffverbrennung sind Trennbleche 39 vorgesehen, Um einen gleichzeitigen Betrieb des Brenners 38 und der-Feststoffverbrennung ausschließen zu können, ist ein Temperaturwächter/vorgesehen, durch den der Brenner 38 so lange nicht in Betrieb genommen werden kann, bis die Temperatur im oberen Bereich des Heizungskessels 20 auf einen.Wert unter 80° C gesunken ist.
- An die erste Nachverbrennungskammer 35 schließt weiters ein Stutzen 40 an, an dessen freiem Ende sich eine Klappe 41 befindet, die bei Auftreten eines Überdruckes in der ersten Nachverbrennungskammer 35 öffnet und einen Druckabbau ermöglicht.
- An die zweite Nachverbrennungskammer 45 schließt ebenfalls ein etwa horizontal gerichteter Stutzen 46 an, der den eigentlichen Rauchgasabzug bildet. Der Stutzen 46 ist dabei gegenüber der horizontalen Mittelachse der zweiten Nachverbrennungskammer 45 nach unten versetzt und schließt etwa angenähert an deren Boden an. Weiters schließt an die zweite Nachverbrennungskammer 45 ein zweiter Stutzen 47 mit einer Klappe 48 an, dessen Funktion der Funktion des Stutzens 40 mit der Klappe 41 entspricht.
- Die Wirkung dieser Verbrennungsanlage ist wie folgt:
- In den Feuerraum 22 des Heizungskessels 20 eingebrachte Brennstoffe verbrennen von oben nach unten und vergasen in diesem, wobei allfällige feste Verbrennungsrückstände durch den Rost 23 hindurch in die Aschenlade 24 gelangen. Die Rauchgase treten durch die obere Öffnung 30 und über den Verbindungsstutzen 31 in die erste Nachverbrennungskammer 35 über, wo deren Nachverbrennung erfolgt. Soferne in der ersten Nachverbrennungskammer 35 ein Überdruck auftritt kann dieser durch die Öffnung der Klappe 41 abgebaut werden.
- Aus der ersten Nachverbrennungskammer 35 treten die Abgase über den Anschlußstutzen 36 in die zweite Nachverbrennungskammer 45 über, wo sie durch Strömung entlang von deren Wänden abgekühlt werden. Schließlich treten die sich im unteren Bereich der zweiten Nachverbrennungskammer 45 befindlichen, abgekühlten Rauchgase über den Abgasstutzen in den Kamin über. Soferne in der zweiten Nachverbrennungskammer 45 ein überdruck auftritt, kann dieser gleichfalls durch Öffnung der Klappe 48 abgebaut werden, Da die Außenflächen der Nachverbrennungskammern 35, 45 nicht isoliert sind, wird die in diesen Kammern 35, 45 erzeugte Wärme an die längs deren Außenflächen vorbeistreichende Luft abgegeben. Die Nachverbrennungskammern 35, 45 wirken nahezu als Schwarzstrahler. Da eine nahezu vollständige Verbrennung der Rauchgase erfolgt, werden die Brennstoffe optimal ausgenützt, wodurch ein sehr hoher Wirkungsgrad erzielt wird. Zudem wird die Umweltbelastung durch die Abgase ohne Rauchentwicklung äußerst gering gehalten.
- In der Brennkammer 22 können beliebige Feststoffe und ins-besondere auch Hausmüll verbrannt werden.
- Der Verbrennungsvorgang läuft in zwei Stufen ab:
- Zuerst verbrennen die wasserstoffhaltigen Rauchgase in der ersten Nachverbrennungskammer 35. Die Abgase im Rauchfang haben durch den verkürzten Weg vom Flammenende bis zum Ausgang eine hohe Temperatur von z.B. 170° C. Dadurch wird eine Kondensation im Rauchfang und die Bildung von korrosionserzeugender schwefeliger Säure aus dem etwaigen Schwefelgehalt des Brennstoffes vermieden. Wenn die Flammen nach dem Ausbrennen der wasserstoffhaltigen Brennstoffteile erlöschen, zieht sich die Verbrennung des Restkohlenstoffes in den Feuerungsraum 22 zurück und brennt im Dauerbrand mit reiner C02 Entwicklung. Da die untere Verbrennungsluft nur um etwa als Hälfte der Verbrennungsluft 29 durch den Rost hindurch zuströmt und die andere Hälfte vorgewärmt oberhalb des Glutstockes in den Verbrennungsraum eintritt, verbrennt CO zu C02. Das CO entsteht aus C02 beim Durchstreichen durch einen höheren Glutstock.
- Um Verluste zu vermeiden, ist es üblich, Brenner mit Luftklappen zu versehen, die in den Betriebspausen das Durchströmen von Kaltluft verhindern. Bisher besteht der Nachteil, daß die Restgase im Kessel abkühlen, wodurch sich schwefelige Säure, die korrodierend ist, bildet. Um dies zu verhindern, wird beim anmeldungsgemäßen Heizungskessel 20 nach jedem Brennschluß ein Zeitrelais in Gang gesetzt, das etwa 2 bis 3 Minu-ten das Brennergebläse bei geschlossenem Brennstoffventil eingeschaltet läßt, wodurch die Restgase aus dem Heizungssystem ausgeblasen werden.
- Da weiterssehr großflächige metallische Heizflächen zur Verfügung stehen, die nicht wassergekühlt sind, werden die Flammen nicht gestört, wodurch eine vollständige und rauchfreie Verbrennung gewährleistet ist. Da schließlich die Nachverbrennungskammern übereinander angeordnet sind, besteht ein großer Auftrieb, wodurch das Anheizen erleichtert wird.
- Die Verbrennungsluft wird geteilt, wobei sie teilweise dem Rost und teilweise vorgewärmt der Brennstoffoberfläche zugeführt wird. Durch zusätzlich zugeführte Sekundärluft wird das rauchlose Abbrennen unterstützt, ohne daß die Flamme eingeengt oder gekühlt wird. Der dann notwendige, ganz geringe Luftüberschuß hebt den Wirkungsgrad der Brennstoffausnützung an. Da die Verbrennungsgase in den beiden Nachverbrennungskammern 35 und 45 etwa 1 bis 2 min verweilen, steht genügend Zeit zur Verfügung, daß sie ihren Wärmeinhalt abgeben können. Sie steigen infolge ihres geringen spezifischen Gewichtes nach oben und kühlen hierauf ab, worauf sie durch den an den unteren Bereich der zweiten Nachverbrennungskammer 45 anschließenden Rohrstutzen 46 in den Kamin gelangen.
- In Fig. 3 ist ein Teil des Heißluftraumes 1 dargestellt. Diesem wird über einen Kanal 56 von den zu beheizenden Räumen abgekühlte Rückluft zugeführt. Diese Luft wird im Heißluftspeicher 1 erwärmt bzw. mit der in diesem befindlichen warmen Luft gemischt. Über einen weiteren Kanal 57 strömt vom Heißluftspeicher 1 Heißluft an die zu beheizenden Räume ab. Der Kaltluftstrom vom Kanal 56 muß in den Heißluftspeicher 1 ungehindert einströmen können. Es soll jedoch aus dem Heißluftspeicher 1 weder warme Luft noch Wärme in den Kanal 56 gelangen. Hierfür ist im Bereich der Wand 3 ein Ventil 51 angeordnet, das nachstehend erläutert ist.
- Das Ventil 51 besteht aus einem in die Wand 3 eingesetzten Rahmen 62, von dem angenähert horizontal verlaufende, sich in einem Abstand voneinander parallel erstreckende Lamellen 63 gehalten sind. Die Breite dieser Lamellen 63 kann z.B. 50 cm betragen. Die Länge der Lamellen 63 entspricht der Länge des Rahmens 62 bzw. der Breite der Zufuhröffnung. Der Abstand der Lamellen 63 kann z.B. 4 cm betragen. Die Lamellen 63 können aus Kunststoff, gespannten Folien, Asbestzement, Glas, Schallschluckplatten od.dgl. gefertigt sein. Die Lamellen 63 können angenähert horizontal oder vom Heißluftspeicher 1 ausgehend um einen zur Horizontalen spitzen Winkel von z.B. 10° nach unten geneigt ausgerichtet sein.
- An dem den Heißluftraum 1 zugewandten Ende des Ventils 51 sind an den Lamellen 63 eine Mehrzahl von Klappen 65 befestigt, die infolge ihres Gewichtes die zwischen den Lamellen 63 befindlichen Bereiche abdecken. Diese Klappen 65 können aus Kunststoff, Glasseide, Silikon od.dgl. gefertigt sein und können eine Dicke von z.B. 0,1 mm aufweisen. Durch diese Ausbildung des Ventils 51 wird ein Übertritt von heißer Luft aus dem Heißluftspeicher 1 in den Kanal 56 verhindert. Ungeachtet dessen kann jedoch durch den Kanal 56 kommende, abgekühlte oder frische Luft zwischen den Lamellen 63 hindurch in den Heißluftspeicher 1 eintreten, da hierbei die Klappen 65, da sie ein sehr geringes Gewicht aufweisen, von den Lamellen 63 abgehoben werden. Da zwischen den Lamellen 63 keine vertikalen Luftströmungen auftreten können, wird durch die Lamellen 63 eine optimale Wärmeisolation erreicht, da bei in Sbhließstellung befindlichen Klappen 65 aus dem Heißluftspeicher 1 in den Kanal 56 keine warme Luft übertritt und keine Wärme abgegeben wird.
- Oberhalb des Ventils 51 befindet sich in der Wand 3 ein weiteres Ventil 53, das ebenfalls durch von einen Rahmen 62 gehalterte Lamellen 63 und durch einen speicherraumseitig angeordneten Vorhang 66, der auf einer Stange 67 od.dgl. aufwickelbar und dadurch höhenverstellbar ist, gebildet ist. Die Ventile 53 befinden sich am Ausgang des Heißluftspeichers 1 in den zu den zu beheizenden Räumen führenden Warmluftkanälen 57.
- Der höhenverstellbare Vorhang 66 ist vorzugsweise aus einem Material, wie Polyäthylen, gefertigt, das bei einer Temperatur von ca. 120° C schmilzt. Der Sinn dieser Maßnahme liegt darin, hierdurch in einfacher Weise eine Sicherung gegen Überhitzung des Heißluftspeichers 1 zu gewährleisten, da beim Ansteigen der Temperatur in diesem über 120° C die Folie 66 schmilzt, wodurch die heiße Luft in den Kanal 57 übertreten kann. Durch Höhenverstellung des Vorhanges 66 ist eine Dosierung der Menge der aus dem Heißluftspeicher 1 in den Kanal 57 übertretenden Warmluft möglich.
- Die Wandungen 55 der Kanäle 56 und 57 sind vorzugsweise aus schalldämmendem Material gefertigt, um eine Übertragung von Schall zwischen den zu beheizenden Räumen über die Luftkanäle 56 und 57 und den Heißluftraum 1 weitestgehend auszuschließen.
- Vorzugsweise sind auch zwischen den beiden Kanälen 56 und 57 Klappen 70 angeordnet, die infolge eines Unterdruckes im Kanal 57 abgehoben werden, wodurch Kaltluft aus dem Kanal 56 in den Kanal 57 übertreten und der in diesem strömenden Warmluft beigemischt werden kann. Zudem ist im Kaltl uftkanal 56 ein Taschen-Luftfilter 59 oder ein Hängefilter 58 angeordnet, das durch eine Öffnung 60 hindurch austauschbar ist.
- Da die am Ende des Warmluftkanals 57 den einzelnen Räumen zugeordneten Verteilerklappen sich in ihrer Schließstellung befinden können, wodurch die Heißluft nicht in die Räume überströmen kann, was infolge einer Störung des elektrischen Systems eintreten kann, wobei durch den im Heißluftspeicher 1 befindlichen Thermostaten 9 diese Klappen nicht in ihre Offenstellung übergeführt werden können, ist weiters noch an einer Stelle der Außenwand des Heißluftspeichers 1 ein Ventil 52 gemäß der in Fig. 4 dargestellten Ausbildung vorgesehen. Dieses Ventil 52 besteht ebenfalls aus einem Rahmen 62 mit von diesem gehalterten Lamellen 63, wobei an der dem Heißluftspeicher 1 zugewandten Seite eine Abdeckung 69 aus einem Material vorgesehen ist, das bei einer Temperatur von z.B. 120 C schmilzt. Die Abdeckung 69 kann z.B. aus Styropor gefertigt sein. Soferne die Temperatur im Heißluftspeicher 1 über ca 120° C ansteigt, schmilzt die Platte 69 und tritt die Heißluft zwischen den Lamellen 63 an die freie Atmosphäre über. An der Außenseite ist ein Wetterschutzgitter 72 vorgesehen, durch das ein Eindringen von Nässe und Ungeziefer verhindert wird.
- Wie in Fig. 5 dargestellt ist, kann in einem nach oben abgehenden Heißluftkanal 57 ein weiteres Ventil 54 angeordnet sein, das durch angenähert vertikale Lamellen 73 und z.B. angenähert horizontale Klappen 74 gebildet ist, wobei dieses Ventil 54 als übertemperatursicherung dient. Bei einer überhitzung der Heißluft auf z.B. bei 1200 C wird durch den Auftrieb der warmen Luftsäule dieses Ventil 54 so lange geöffnet, bis die Übertemperatur abgebaut ist. Durch das Gewicht der Klappen 74 sowie durch die Höhe des Auftriebsschachtes läßt sich die angestrebte Ansprechtemperatur einstellen. Dieses Ventil 54 kann durch eine Montagetür 75 zugänglich sein.
- Gemäß einer in Fig. 6 dargestellten weiteren Ausführungsvariante führt ein in einer Außenwand vorgesehener Kanal 77 von der freien Atmosphäre in den Heißluftspeicher 1, wobei die öffnung durch ein Wetterschutzgitter 72 abgedeckt ist. Dieser Kanal 77 mündet in einem Rückschlagventil 50, das im unteren Bereich des Heißluftspeichers 1 angeordnet ist. Das Ventil 50 weist den gleichen Aufbau wie das Ventil 51 gemäß Fig. 3 auf. Im Kanal 77 kann zudem eine verschwenkbare Klappe 78 zur Steuerung der einströmenden Luft vorgesehen sein. Durch den Kanal 77 fließt in den Heißluftspeicher 1 Frischluft ein.
- In Fig. 7 ist eine weitere Ausführungsvariante dargestellt, bei welcher die kalte Luft durch einen Kanal 77 und über ein Ventil 50', das den gleichen Aufbau wie das Ventil 53 gemäß Fig. 3 aufweist, von der freien Atmosphäre in den Heißluftspeicher 1 einströmen kann.
- Bei der Ausführungsvariante gemäß den Fig. 8 und 9 ist am Ende des Kaltluftkanals 56 ein Ventil 51 mit der in Fig. 3 dargestellten Ausbildung angeordnet und ist der Heißluftkanal 57, der sich neben dem Kaltluftkanal 56 befindet, ebenfalls bis zum Boden 2 des'Heißluftspeichers 1 geführt, wobei übereinander zwei Ventile 53 der in Fig. 3 dargestellten Ausbildung angeordnet sind, die jeweils den Erfordernissen entsprechend steuerbar sind. Durch das untere Ventil 53 kann relativ kühlere Luft über den Warmluftkanal 57 den Räumen zugeführt werden. Durch die Rollvorhänge 66 können die Ventile 53 gedrosselt oder ganz geschlossen werden. Sie regeln den Austritt der Heißluft aus dem Heißluftspeicher 1 in den Heißluftkanal 57. Im Bereich des oberen Ventils 53 herrscht im Heißluftspeicher 1 eine Temperatur von z.B. 80° C. Im Bereich des unteren Ventils 53 herrscht eine Temperatur von ca. 300 C, die durch die Rückluft aus dem Kanal 56 bzw. Frischluft aus dem Kanal 77 niedrig ist.
- Alle genannten Ventile sind im geschlossenen Zustand nahezu vollkommen wärmedicht, wodurch Wärmeverluste ausgeschlossen werden. Sie arbeiten in Bereichen zwischen ca. 0,5 und 50 Pascal. Sie können auch bei Schwerkraftheizungen in Wohnhäusern für die Heißluftverteilung und als Rückluftöffnungen zur Zugverhinderung Anwendung finden.
- Durch die erfindungsgemäße Einrichtung wird somit eine Anlage geschaffen, bei welcher in einem Raum eines Hauses, insbesondere eines Wohnhauses, ein Heißluftspeicher vorgesehen ist, der als Saunaraum Verwendung finden kann, wobei von diesem Heißluftspeicher die an diesen angeschlossenen Räume des Gebäudes mit Heißluft versorgt werden, ohne daß hierbei unerwünscht starke Luftströmungen auftreten. Hierdurch kann eine weitgehend staubfreie Beheizung der angeschlossenen Räume bewirkt werden. Durch die weiters im Heißluftraum, der als Speicherraum dient, auftretende hohe Strahlungshitze werden in der Luft befindliche Keime abgetötet, wodurch die der Heizung dienende Heißluft nahezu sporenfrei ist. Schließlich wird durch den Heizofen eine Verbrennung mit sehr hohem Wirkungsgrad erzielt.
- Mit dem Heißluftspeicher, in welchem bei geringen Energiekosten immer relativ hohe Temperaturen bestehen und in dem sich staubfreie und sporenfreie Luft befindet, ist somit ein Raum geschaffen, der - wie erwähnt - als Saunaraum bzw. auch als Kur- bzw. Heilkammer Verwendung finden kann.
- Da die Luftführungskanäle mit schalldämmendem Material ausgekleidet sind, besteht keine Gefahr einer Übertragung von Schall vom Heißluftspeicher in die einzelnen Räume bzw. zwischen den einzelnen Räumen. Da weiters der Eingang zum Speicher durch einen leicht bewegbaren Vorhang verschlossen ist, besteht keine Gefahr einer Behinderung des Ein- bzw. Austretens in bzw. aus diesem Raum, obgleich mittels dieser Vorhänge ebenfalls eine gute Wärmeisclation des Raumes gewährleistet wird.
- Soferne es unzulässig ist, einen Heizungskessel für feste Brennstoffe mit einem Heizungskessel für flüssige oder gasförmige Brennstoffe zu kombinieren, können in einem Heizungsraum der vorstehend beschriebenen Art zwei voneinander gesonderte Heizungseinrichtungen, die an getrennte Kamine angeschlossen sind, angeordnet sein.
-
- 1 Heißluftraum
- 2 Boden
- 3 Wüandlfächen
- 4 Isolierschichte
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9 Thermostat
- 10 Gestell
- 11 Behälter
- 12
- 13 Strahlenschutzwand
- 14
- 15) Liegen
- 16
- 17 Eingangsöffnung
- 18 Vorhänge
- 19
- 20 Heizungskessel
- 21
- 22 Feuerungsraum
- 23 Rost
- 24 Aschenlade
- 25 Fülltüre
- 26
- 27
- 28 Zuluftöffnungen
- 29
- 30 öffnungen
- 31 Rauchgasstutzen
- 32
- 33
- 34
- 35 1. Nachverbrennungskammer
- 36 Anschlußstutzen
- 37 Stutzen
- 38 Brenner
- 39 Öffnung
- 40 Stutzen
- 41 Klappe
- 42
- 43
- 44
- 45 2. Nachverbrennungskammer
- 46 Stutzen
- 47 Stutzen
- 48 Klappe
- 49
- 50 Ventil für Frischluft
- 51 Ventil für Abluft
- 52 Sicherheits-Ventil
- 53 Ventil
- 54
- 55 Wandung
- 56 Kanal für Frischluft
- 57 Kanal zu Räumen
- 58 Taschenluftfilter
- 59 öffnung
- 60
- 61
- 62 Rahmen
- 63 Lamellen
- 64
- 65 Klappen
- 66 Vorhang
- 67 Stange
- 68
- 69 Abdeckung
- 70 Klappen
- 71
- 72 Wetterschutzgitter
- 73 Lamellen
- 74 Klappen
- 75 Montagetüre
- 76
- 77 Kanal
- 78 Klappe
- 79
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