EP2157374A1 - Heizungssystem - Google Patents

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EP2157374A1
EP2157374A1 EP09010084A EP09010084A EP2157374A1 EP 2157374 A1 EP2157374 A1 EP 2157374A1 EP 09010084 A EP09010084 A EP 09010084A EP 09010084 A EP09010084 A EP 09010084A EP 2157374 A1 EP2157374 A1 EP 2157374A1
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EP
European Patent Office
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liquid container
liquid
heating system
heated
heating
Prior art date
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EP09010084A
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French (fr)
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EP2157374B1 (de
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Andreas Kausler
Ludwig Kausler
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Individual
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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
    • F24D3/00—Hot-water central heating systems
    • F24D3/08—Hot-water central heating systems in combination with systems for domestic hot-water supply
    • 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
    • F24D11/002—Central heating systems using heat accumulated in storage masses water heating system
    • F24D11/004—Central heating systems using heat accumulated in storage masses water heating system with conventional supplementary heat source
    • 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
    • F24H7/00—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release
    • F24H7/02—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release the released heat being conveyed to a transfer fluid
    • F24H7/04—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release the released heat being conveyed to a transfer fluid with forced circulation of the transfer fluid
    • F24H7/0408—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release the released heat being conveyed to a transfer fluid with forced circulation of the transfer fluid using electrical energy supply
    • F24H7/0433—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release the released heat being conveyed to a transfer fluid with forced circulation of the transfer fluid using electrical energy supply the transfer medium being water
    • 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
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/08—Electric heater

Definitions

  • the invention relates to a heating system for heating rooms and / or objects. Furthermore, the invention is directed to an overall heating system for heating rooms and / or objects. With the system according to the invention rooms of buildings are heated.
  • the object to be heated is a radiator. Under radiator is also understood a heating surface.
  • the heating surface also includes underfloor heating.
  • the objects are therefore building components or components for buildings. Boilers or hot water tanks can also be heated.
  • the invention also concerns a building.
  • the object of the invention is therefore to provide a heating system or an overall heating system which is extremely economical to operate. In addition, only a very small amount of space for housing should be necessary.
  • the object of the invention is also to create a building which can be heated extremely economically.
  • the liquid container according to claim 3 and / or 4 has a particularly small design. A high space requirement is thus not required to accommodate the same.
  • the bottom of the liquid container has a thickness of 1 mm to 10 mm, preferably 2 mm to 7 mm.
  • the soil therefore on the one hand has sufficient carrying capacity for the liquid absorbed.
  • the floor can be heated quickly by the heating device.
  • the design of the heating system according to claim 5 is characterized by its high energy efficiency. Due to the preferred design of the pipeline essentially made of copper are particularly good heat transfer between the liquid in the liquid container and a obtained in the pipeline liquid. The same applies to the specified in claim 5, preferred thickness of the pipeline.
  • the embodiment according to claim 6 achieves particularly good heat transfer between the liquid in the liquid container and a liquid present in the pipe.
  • the embodiment according to claims 8, 9, 10 and / or 11 achieves a particularly good heat transfer between the heating device and the liquid in the liquid container. Energy losses due to air gaps between the support plate and the bottom of the liquid container are thus particularly well avoided.
  • the interface or connection between the liquid container and the heating device requires no special designs. This is due in particular to the fact that the heating device does not surround or circulate the liquid container, which does not require a specific coordination between the liquid container and the heating device.
  • On the support plate liquid container with different dimensions, in particular transverse dimensions, or shapes can be arranged.
  • the overall heating system shown in the figure is intended for a residential building. It comprises a liquid container 1 which is almost completely filled with a liquid 2 to be heated, preferably water or oil, and is accommodated, for example, in the basement of the residential building. The liquid container 1 can also be accommodated in another room or living room of the residential building.
  • the liquid container 1 stands on a separate induction heating device 3, which serves to heat the liquid 2 in the liquid container 1.
  • a pipe transfer system 4 which is fluidically connected to a flow 5 and a return 6.
  • the flow 5 and the return 6 are laid in the residential building and are also in communication with a radiator 7, which can be located in a distant living room of the residential building or arranged.
  • the heating device 3 the liquid 2 can be heated in the liquid container 1.
  • a liquid present in the pipe transfer system 4 preferably water or oil
  • the heating element 7 for heating the same or the corresponding living space.
  • the radiator 7 is heat by convection of the air to be heated Housing delivered.
  • the cooled liquid is then returned via the return line 6 into the pipeline transfer system 4.
  • the radiator 7 is here a metallic hollow body, which is a heat-transmitting technical component for the heat transfer of the thermal energy of the liquid guided through it to the environment in order to produce and maintain a temperature determined for the room.
  • the liquid container 1 is pot-shaped. It has a flat bottom 8 and a side wall 9 extending upwards from the bottom 8.
  • the liquid container 1 is integrally formed and made of a ferromagnetic, non-rusting material, such as steel.
  • the liquid container 1 here has a circular bottom 8, to which the side wall 9 connects fluid-tight.
  • the side wall 9 is annular in cross section.
  • the bottom 8 has a bottom surface which is between 200 cm 2 and 1,500 cm 2 , preferably between 500 cm 2 and 1,200 cm 2 . It has a constant thickness of 1 mm to 10 mm, preferably 2 mm to 7 mm.
  • the bottom surface of the bottom 8 does not exceed 0.1 mm in its deviation from an ideal plane and its roughness in a temperature range between the room temperature and the operating temperature of the bottom 8.
  • the liquid container 1 has a capacity of 5 liters to 20 liters, preferably from 10 liters to 15 liters.
  • the liquid container 1 is formed from a non-ferromagnetic material, wherein in the bottom 8 at least one ferromagnetic plate or board is inserted.
  • the liquid container 1 may also have a shape that differs from the different form described above. For example, it may have a cuboid basic shape.
  • the thermal insulation can for example consist of foam or polystyrene.
  • the flow 5 is connected, which is in flow communication with the inlet 12 of the radiator 7.
  • the return 6 is fluidly connected to the outlet 13 of the radiator 7 and the upstream end of the pipeline transfer system 4.
  • the flow 5, the return 6 and the pipe transmission system 4 together form a closed, separate flow circuit for the liquid guided therein.
  • the induction heating device 3 Immediately below the bottom 8 of the liquid container 1 is the induction heating device 3, which is essentially a known induction heating field.
  • the heating device 3 has a box-shaped housing 14, which is closed at the top by a planar, carrying plate 15 made of glass ceramic.
  • an induction unit 16 Housed in the housing 14 is an induction unit 16, which comprises an electrical coil for generating an alternating magnetic field.
  • the support plate 15 serves to support the liquid container 1 and is located at the bottom 8 at. It has a surface which is slightly larger than the bottom surface of the bottom 8, so that the liquid container 1 can stand securely on the support plate 15. The bottom surface of the bottom 8 can thus rest completely on top of the support plate 15.
  • the bottom surface of the bottom 8 and the support plate 15 are adapted to each other so that their distances from each other in a temperature range between the room temperature and the operating temperature of the bottom 8 not exceed 0.1 mm. Since the support plate 15 is flat and carries the liquid container 1, the liquid container 1 will not rotate by the heating device 3. The flat bottom 8 is located on the flat support plate 15 above the same. The liquid container 1 does not protrude into the heating device 3.
  • a known electrically actuated circulating pump 17 is arranged in the flow 5. Between the pipe transmission system 4 and the circulation pump 17 is located in the flow 5, a temperature and pressure indicator 18 for the liquid in the flow 5. Between the circulation pump 17 and the radiator 7, a pressure compensation and reservoir 19 is arranged for the funded liquid in the flow 5, which has a pressure relief valve 20. In the liquid container 1 above covering thermal insulation also a pressure relief valve 21 is provided.
  • a service water tank 29 is connected to the flow 5 via a line 28.
  • the circulation pump 17 and the induction unit 16 are connected via separate power lines 22, 23 with a power distributor 24 in electrical connection.
  • the power distributor 24 is fed by a current source 25.
  • the power source 25 may be the 230 volt power supply commonly installed in buildings.
  • a thermostat 26 is arranged between the power source 25 and the power distributor 24, a thermostat 26 is arranged. On the radiator 7, a thermostat 27 is also connected.
  • the thermostat 26, 27 the prevailing in the living room temperature is measured and regulated according to the erfmdungswashe system.
  • power is supplied from the power source 25 through the power distributor 24 and the power line 23 through the coil of the induction unit 16. It generates the then current-carrying coil a magnetic alternating field. This induces through the support plate 15 by induction eddy currents in the ferromagnetic bottom 8 of directly standing on this liquid container 1. The generated eddy currents heat the bottom 8 and the liquid container 1 itself and then by heat transfer the liquid 2 absorbed. In this case, the bottom 8 reaches a temperature between 200 ° C.
  • the frequencies of the induction unit 16 which are usually used are in the range of approximately 25 to 50 kH.
  • the coil is controlled such that the liquid 2 has a temperature between 30 ° C and 90 ° C.
  • the support plate 15 is not heated substantially.
  • the side wall 9 of the liquid container 1 is not heated by induction. An overpressure in the liquid container 1 can be reduced by the valve 21.
  • the heated liquid 2 in the liquid container 1 gives off heat to the liquid conveyed in the pipe transfer system 4, which flows back into the liquid container 1 via the flow 5 according to the flow arrow 30 from the liquid container 1 and via the return 6 according to the flow arrow 30 ,
  • the circulation pump 17 provided for the circulation is controlled accordingly by the power distributor 24 via the line 22.
  • the pumped liquid can be used, for example, for heating domestic water or industrial water, which can be removed via the hot water tank 29.
  • the liquid 2 in the liquid container 1 is itself quasi "standing”. It is not conveyed from the liquid container 1 or brought into circulation. In principle, it serves only for heat transfer between the heatable bottom 8 and in the pipeline transfer system 4 guided liquid. There is thus an indirect heating of the pumped liquid instead.
  • the pumped liquid can also be passed through the pressure compensating and storage tank 19 and the input 12 through the radiator 7. There is a heat transfer to the radiator 7 and a heat transfer to the ambient air instead. The cooled liquid then exits the outlet 13 of the radiator 7 again and is returned via the return 6 in the pipeline transfer system 4.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Heizungssystem zur Erwärmung von Räumen und/oder Objekten (7, 29) mit einem Flüssigkeitsbehälter (1) zur Aufnahme einer zu erwärmenden Flüssigkeit (2). Der Flüssigkeitsbehälter (1) hat einen Boden (8), der mindestens teilweise metallisches Material aufweist und durch eine benachbart anordenbare Induktions-Erwärmungseinrichtung (3) erwärmbar ist, und eine mit dem Boden (8) verbundene Seitenwandung (9). Er ist in einem Wohngebäude untergebracht. Ferner umfasst das Heizungssystem einen Vorlauf (5) zur Führung erwärmter Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsbehälter (1) zu dem zu erwärmenden Raum und/oder Objekt (7, 29). Das Heizungssystem hat auch einen Rücklauf (6) zur Führung abgekühlter Flüssigkeit von dem Raum und/oder Objekt (7, 29) zurück in den Flüssigkeitsbehälter (1). Der Vorlauf (5) und der Rücklauf (6) sind in dem Wohngebäude verlegt. Das Heizungssystem umfasst einen Heizkörper (7), der das zu erwärmende Objekt bildet, in dem Wohngebäude steht und mit dem Vorlauf (5) und dem Rücklauf (6) in Strömungsverbindung steht.

Description

  • Die Erfmdung betrifft ein Heizungssystem zur Erwärmung von Räumen und/oder Objekten. Ferner richtet sich die Erfmdung auf ein Gesamtheizungssystem zur Erwärmung von Räumen und/oder Objekten. Mit dem erfindungsgemäßen System werden Räume von Gebäuden beheizt. Das zu erwärmende Objekt ist ein Heizkörper. Unter Heizkörper wird auch eine Heizfläche verstanden. Die Heizfläche schließt auch eine Fußbodenheizung ein. Die Objekte sind also Gebäude-Komponenten bzw. Komponenten für Gebäude. Auch Heizkessel oder Warmwasserspeicher können erwärmt werden. Die Erfmdung betrifft auch ein Gebäude.
  • Als Brennstoff für Heizungen kommen beispielsweise derzeit Heizöl, Kohle oder Holz zur Anwendung. Aus dem Stand der Technik sind auch Heizungen bekannt, die elektrisch betrieben werden. Nachteilig sind bei diesen Heizungen die hohen Betriebskosten. Außerdem erfordern diese bekannten Heizungen oftmals einen äußerst hohen Raumbedarf.
  • Der Erfmdung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Heizungssystem bzw. ein Gesamtheizungssystem bereit zu stellen, das im Betrieb äußerst wirtschaftlich ist. Außerdem soll lediglich ein äußerst geringer Raumbedarf zur Unterbringung notwendig sein. Der Erfmdung liegt auch die Aufgabe zugrunde, ein Gebäude zu schaffen, das äußerst wirtschaftlich beheizt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den Ansprüchen 1, 12 und 15 angegebenen Merkmale gelöst. Der Kern der Erfmdung liegt darin, dass in das metallische Material des Bodens des Flüssigkeitsbehälters ein Induktionsstrom bzw. Wirbelstrom induzierbar ist, was eine Erwärmung des Bodens und somit auch der in dem Flüssigkeitsbehälter aufgenommenen Flüssigkeit zur Folge hat. Die angeschlossenen Räume und/oder Objekte können dann durch erwärmte Flüssigkeit erwärmt werden. Unter einem Wohngebäude wird hier ein Bauwerk verstanden, das benutzbar, betretbar und prinzipiell zum Wohnen geeignet ist. Wohngebäude sind demnach auch Bürogebäude, öffentliche Gebäude oder dergleichen.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 2 wird eine besonders gute bzw. schnelle Erwärmung der Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsbehälter erzielt. Durch ferromagnetisches Material wird das von der Erwärmungseinrichtung erzeugte Magnetfeld äußerst gut gebündelt, sodass die abgestrahlte Energie gezielt in den Boden übertragen wird.
  • Der Flüssigkeitsbehälter nach dem Anspruch 3 und/oder 4 hat eine besonders kleine Bauform. Ein hoher Raumbedarf ist somit zur Unterbringung desselben nicht erforderlich.
  • Der Boden des Flüssigkeitsbehälters hat eine Dicke von 1 mm bis 10 mm, vorzugsweise von 2 mm bis 7 mm. Der Boden weist daher einerseits eine ausreichende Tragfähigkeit für die aufgenommene Flüssigkeit auf. Andererseits ist der Boden schnell durch die Erwärmungseinrichtung aufheizbar.
  • Die Ausbildung des Heizungssystems nach Anspruch 5 zeichnet sich durch ihre hohe Energieeffizienz aus. Durch die bevorzugte Ausbildung der Rohrleitung im Wesentlichen aus Kupfer werden besonders gute Wärmeübertragungen zwischen der Flüssigkeit im Flüssigkeitsbehälter und einer in der Rohrleitung befindlichen Flüssigkeit erzielt. Analoges gilt für die in dem Anspruch 5 angegebene, bevorzugte Dicke der Rohrleitung.
  • Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 6 werden besonders gute Wärmeübertragungen zwischen der Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsbehälter und einer in der Rohrleitung befindlichen Flüssigkeit erzielt.
  • Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 7 wird - soweit möglich - ein Entweichen thermischer Energie aus dem Flüssigkeitsbehälter verhindert.
  • Durch die Ausgestaltung nach den Ansprüchen 8, 9, 10 und/oder 11 wird eine besonders gute Wärmeübertragung zwischen der Erwärmungseinrichtung und der Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsbehälter erzielt. Energieverluste aufgrund von Luftspalten zwischen der Tragplatte und dem Boden des Flüssigkeitsbehälters werden so besonders gut vermieden. Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 8 und/oder 9 wird ferner erreicht, dass die Schnittstelle bzw. Verbindung zwischen dem Flüssigkeitsbehälter und der Erwärmungseinrichtung keine speziellen Ausgestaltungen erfordert. Dies ist insbesondere darauf zurückzuführen, dass die Erwärmungseinrichtung nicht den Flüssigkeitsbehälter umgibt bzw. umläuft, was keine gezielte Abstimmung zwischen dem Flüssigkeitsbehälter und der Erwärmungseinrichtung erfordert. Auf der Tragplatte können Flüssigkeitsbehälter mit unterschiedlichen Abmessungen, insbesondere Querabmessungen, bzw. Formen angeordnet werden.
  • Durch die Ausgestaltung nach den Ansprüchen 13 und/oder 14 wird erreicht, dass verschiedenartige Flüssigkeitsbehälter und Erwärmungseinrichtungen eingesetzt werden können, ohne dass Anpassungen an denselben erforderlich sind. Ein Austausch des Flüssigkeitsbehälters und/oder der Erwärmungseinrichtung ist somit problemlos möglich.
  • Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung eine bevorzugte Ausführungsform der Erfmdung beispielhaft erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Gesamtheizungssystems.
  • Das in der Figur dargestellte Gesamtheizungssystem ist für ein Wohngebäude vorgesehen. Es umfasst einen Flüssigkeitsbehälter 1, der mit einer zu erwärmenden Flüssigkeit 2, vorzugsweise Wasser oder Öl, nahezu vollständig gefüllt ist und beispielsweise in dem Keller des Wohngebäudes untergebracht ist. Der Flüssigkeitsbehälter 1 kann aber auch in einem anderen Raum bzw. Wohnraum des Wohngebäudes untergebracht sein. Der Flüssigkeitsbehälter 1 steht auf einer separaten Induktions-Erwärmungseinrichtung 3, die zur Erwärmung der Flüssigkeit 2 in dem Flüssigkeitsbehälter 1 dient. In dem Flüssigkeitsbehälter 1 befindet sich ein Rohrleitungsübertragungssystem 4, das mit einem Vorlauf 5 und einem Rücklauf 6 strömungstechnisch verbunden ist. Der Vorlauf 5 und der Rücklauf 6 sind in dem Wohngebäude verlegt und stehen außerdem mit einem Heizkörper 7 in Strömungsverbindung, der in einem entfernten Wohnraum des Wohngebäudes stehen bzw. angeordnet sein kann. Durch die Erwärmungseinrichtung 3 kann die Flüssigkeit 2 in dem Flüssigkeitsbehälter 1 erhitzt werden. Durch die Erwärmung der Flüssigkeit 2 in dem Flüssigkeitsbehälter 1 wird dann auch eine in dem Rohrleitungsübertragungssystem 4 befindliche Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser oder Öl, erwärmt, die über den Vorlauf 5 zu dem Heizkörper 7 zur Erwärmung desselben bzw. des entsprechenden Wohnraums geführt wird. In dem Heizkörper 7 wird Wärme durch Konvektion der Luft an den zu beheizenden Wohnraum abgegeben. Die abgekühlte Flüssigkeit wird dann über den Rücklauf 6 in das Rohrleitungsübertragungssystem 4 zurückgeführt. Der Heizkörper 7 ist hier ein metallischer Hohlkörper, der ein wärmeübertragendes technisches Bauteil für die Wärmeübertragung der thermischen Energie der durch ihn geführten Flüssigkeit an die Umgebung ist, um eine für den Raum bestimmte Temperatur herzustellen und aufrecht zu erhalten.
  • Der Flüssigkeitsbehälter 1 ist topfartig ausgebildet. Er weist einen ebenen Boden 8 und eine von dem Boden 8 nach oben verlaufende Seitenwandung 9 auf. Der Flüssigkeitsbehälter 1 ist einstückig ausgebildet und besteht aus einem ferromagnetischen, nicht-rostenden Material, wie Stahl.
  • Der Flüssigkeitsbehälter 1 weist hier einen kreisförmigen Boden 8 auf, an den sich fluiddicht die Seitenwandung 9 anschließt. Die Seitenwandung 9 ist im Querschnitt kreisringförmig ausgebildet. Der Boden 8 weist eine Bodenfläche auf, die zwischen 200 cm2 und 1.500 cm2, vorzugsweise zwischen 500 cm2 und 1.200 cm2, liegt. Er besitzt eine konstante Dicke von 1 mm bis 10 mm, vorzugsweise von 2 mm bis 7 mm. Die Bodenfläche des Bodens 8 überschreitet bezüglich ihrer Abweichung von einer idealen Ebene und ihrer Rauhigkeit in einem Temperaturbereich zwischen der Raumtemperatur und der Betriebstemperatur des Bodens 8 nicht 0,1 mm. Der Flüssigkeitsbehälter 1 hat ein Fassungsvolumen von 5 Liter bis 20 Liter, vorzugsweise von 10 Liter bis 15 Liter.
  • Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist der Flüssigkeitsbehälter 1 aus einem nicht-ferromagnetischen Material gebildet, wobei in dem Boden 8 mindestens eine ferromagnetische Platte bzw. Platine eingesetzt ist. Der Flüssigkeitsbehälter 1 kann auch eine Form aufweisen, die sich von der oben beschriebenen Form unterscheidet. Beispielsweise kann er eine quaderförmige Grundform besitzen.
  • An die Seitenwandung 9 grenzt außen eine bekannte Wärmeisolierung 10 zur Wärmeisolierung des Flüssigkeitsbehälters 1 an. Sie ist im Querschnitt kreisringförmig ausgebildet und erstreckt sich über die gesamte Höhe der Seitenwandung 9. Eine Wärmeisolierung verläuft auch oberhalb des Flüssigkeitsbehälters 1, so dass dieser auch nach oben wärmeisoliert ist. Die Wärmeisolierung kann beispielsweise aus Schaumstoff oder Styropor bestehen.
  • In der Flüssigkeit 2 in dem Flüssigkeitsbehälter 1 ist das Rohrleitungsübertragungssystem 4 angeordnet, das einen Wärmetauscher darstellt. Das Rohrleitungsübertragungssystem 4 ist durch eine mänderförmige Rohrleitung 11 gebildet, die im Wesentlichen aus Kupfer besteht und eine Wandstärke von etwa 0,5 mm bis 3 mm aufweist. Die Rohrleitung 11 erstreckt sich dabei nahezu über den gesamten Durchmesser des Flüssigkeitsbehälters 1 und verläuft in verschiedenen, übereinander liegenden Ebenen. Die Höhe des eigentlichen Rohrleitungsübertragungssystems 4 ist geringfügig kleiner als der Stand der Flüssigkeit 2 in dem Flüssigkeitsbehälter 1. Das Rohrleitungsübertragungssystem 4 weist somit eine äußerst große Übertragungsoberfläche auf.
  • An dem stromabwärtigen Ende des Rohrleitungsübertragungssystems 4 ist der Vorlauf 5 angeschlossen, der mit dem Eingang 12 des Heizkörpers 7 in Strömungsverbindung steht. Der Rücklauf 6 ist mit dem Ausgang 13 des Heizkörpers 7 und dem stromaufwärtigen Ende des Rohrleitungsübertragungssystems 4 strömungstechnisch verbunden. Der Vorlauf 5, der Rücklauf 6 und das Rohrleitungsübertragungssystem 4 bilden zusammen einen geschlossenen, separaten Strömungskreislauf für die darin geführte Flüssigkeit.
  • Unmittelbar unter dem Boden 8 des Flüssigkeitsbehälters 1 befindet sich die Induktions-Erwärmungseinrichtung 3, die im Wesentlichen ein bekanntes Induktions-Heizfeld ist. Die Erwärmungseinrichtung 3 weist ein kastenförmiges Gehäuse 14 auf, das oben durch eine aus Glaskeramik bestehende, ebene Tragplatte 15 verschlossen ist. In dem Gehäuse 14 ist eine Induktionseinheit 16 untergebracht, die eine elektrische Spule zur Erzeugung eines magnetischen Wechselfelds umfasst. Die Tragplatte 15 dient zur Abstützung des Flüssigkeitsbehälters 1 und liegt an dessen Boden 8 an. Sie weist eine Fläche auf, die geringfügig größer als die Bodenfläche des Bodens 8 ist, so dass der Flüssigkeitsbehälter 1 sicher auf der Tragplatte 15 stehen kann. Die Bodenfläche des Bodens 8 kann somit vollständig oben auf der Tragplatte 15 aufliegen. Die Bodenfläche des Bodens 8 und die Tragplatte 15 sind so aneinander angepasst, dass ihre Abstände voneinander in einem Temperaturbereich zwischen der Raumtemperatur und der Betriebstemperatur des Bodens 8 0,1 mm nicht überschreiten. Da die Tragplatte 15 eben ist und den Flüssigkeitsbehälter 1 trägt, wird der Flüssigkeitsbehälter 1 nicht von der Erwärmungseinrichtung 3 umlaufen. Der ebene Boden 8 befindet sich auf der ebenen Tragplatte 15 oberhalb derselben. Der Flüssigkeitsbehälter 1 ragt nicht in die Erwärmungseinrichtung 3 hinein.
  • Zwischen dem Rohrleitungsübertragungssystem 4 und dem Heizkörper 7 ist in dem Vorlauf 5 eine bekannte elektrische betätigbare Umwälzpumpe 17 angeordnet. Zwischen dem Rohrleitungsübertragungssystem 4 und der Umwälzpumpe 17 befindet sich in dem Vorlauf 5 eine Temperatur- und Druckanzeige 18 für die Flüssigkeit in dem Vorlauf 5. Zwischen der Umwälzpumpe 17 und dem Heizkörper 7 ist in dem Vorlauf 5 ein Druckausgleichs- und Vorratsbehälter 19 für die geförderte Flüssigkeit angeordnet, der ein Überdruckventil 20 besitzt. In der den Flüssigkeitsbehälter 1 oben bedeckenden Wärmeisolierung ist außerdem ein Überdruckventil 21 vorgesehen.
  • Zwischen der Umwälzpumpe 17 und dem Druckausgleichs- und Vorratsbehälter 19 ist an dem Vorlauf 5 über eine Leitung 28 ein Brauchwasserbehälter 29 angeschlossen.
  • Die Umwälzpumpe 17 und die Induktionseinheit 16 stehen über separate Stromleitungen 22, 23 mit einem Stromverteiler 24 in elektrischer Verbindung. Der Stromverteiler 24 wird von einer Stromquelle 25 gespeist. Bei der Stromquelle 25 kann es sich um die üblicherweise in Gebäuden installierte 230 Volt-Energieversorgung handeln. Zwischen der Stromquelle 25 und dem Stromverteiler 24 ist ein Thermostat 26 angeordnet. An dem Heizkörper 7 ist außerdem ein Thermostat 27 angeschlossen.
  • Wie ausgeführt, ist das Gesamtheizungssystem Bestandteil eines Gebäudes. Das Gebäude weist das Gesamtheizungssystem auf, das im Gegensatz zu dem Heizungssystem auch die Erwärmungseinrichtung 3 umfasst.
  • Nachfolgend wird die Funktion des erfindungsgemäßen Systems beschrieben. Durch das Thermostat 26, 27 wird die in dem Wohnraum herrschende Raumtemperatur gemessen und entsprechend über das erfmdungsgemäße System geregelt. Wenn die in dem Wohnraum vorliegende Ist-Raumtemperatur kleiner als die gewünschte Soll-Raumtemperatur ist, wird Strom von der Stromquelle 25 über den Stromverteiler 24 und die Stromleitung 23 durch die Spule der Induktionseinheit 16 geschickt. Dabei erzeugt die dann stromdurchflossene Spule ein magnetisches Wechselfeld. Dieses induziert durch die Tragplatte 15 hindurch durch Induktion Wirbelströme in dem ferromagnetischen Boden 8 des direkt auf dieser stehenden Flüssigkeitsbehälters 1. Die erzeugten Wirbelströme heizen den Boden 8 bzw. den Flüssigkeitsbehälter 1 selbst und dann durch Wärmeübertragung die aufgenommene Flüssigkeit 2 auf. Der Boden 8 erreicht dabei eine Temperatur zwischen 200° C und 300° C. Die dabei üblicherweise angewandten Frequenzen der Induktionseinheit 16 liegen im Bereich von etwa 25 bis 50 kH. Je nach Wärmebedarf wird die Spule derart angesteuert, dass die Flüssigkeit 2 eine Temperatur zwischen 30° C und 90° C hat. Die Tragplatte 15 wird dabei im Wesentlichen nicht erwärmt. Vorzugsweise wird die Seitenwandung 9 des Flüssigkeitsbehälters 1 nicht durch Induktion aufgeheizt. Ein Überdruck in dem Flüssigkeitsbehälter 1 kann durch das Ventil 21 abgebaut werden.
  • Die erhitzte Flüssigkeit 2 in dem Flüssigkeitsbehälter 1 gibt dabei Wärme an die in dem Rohrleitungsübertragungssystem 4 geförderte Flüssigkeit ab, die über den Vorlauf 5 gemäß dem Strömungspfeil 30 aus dem Flüssigkeitsbehälter 1 und über den Rücklauf 6 gemäß dem Strömungspfeil 30 wieder zurück in den Flüssigkeitsbehälter 1 strömt. Die für den Umlauf sorgende Umwälzpumpe 17 wird durch den Stromverteiler 24 über die Leitung 22 entsprechend angesteuert. Die geförderte Flüssigkeit kann beispielsweise zur Erwärmung von Brauchwasser bzw. Nutzwasser verwendet werden, das über den Brauchwasserbehälter 29 entnommen werden kann. Die Flüssigkeit 2 in dem Flüssigkeitsbehälter 1 ist selbst quasi "stehend". Sie wird nicht aus dem Flüssigkeitsbehälter 1 gefördert bzw. in Umlauf gebracht. Sie dient im Prinzip lediglich zur Wärmeübertragung zwischen dem aufheizbaren Boden 8 und der in dem Rohrleitungsübertragungssystem 4 geführten Flüssigkeit. Es findet somit eine indirekte Erwärmung der geförderten Flüssigkeit statt.
  • Die geförderte Flüssigkeit kann aber auch über den Druckausgleichs- und Vorratsbehälter 19 und den Eingang 12 durch den Heizkörper 7 geführt werden. Dort findet ein Wärmeübergang auf den Heizkörper 7 und ein Wärmeübergang zu der Umgebungsluft statt. Die abgekühlte Flüssigkeit tritt dann aus dem Ausgang 13 des Heizkörpers 7 wieder aus und wird über den Rücklauf 6 zurück in das Rohrleitungsübertragungssystem 4 geführt.
  • Gemäß einer alternativen Ausführungsform wird die unmittelbar durch die Induktionseinheit 16 erwärmte Flüssigkeit 2 in dem Flüssigkeitsbehälter 1 zur Erwärmung der Räume und/oder Objekte 7, 29 direkt verwendet. Ein Wärmetauscher bzw. separater Kreislauf ist nicht vorgesehen. Die Flüssigkeit 2 wird somit gefördert und beispielsweise durch den Heizkörper 7 geführt.

Claims (15)

  1. Heizungssystem zur Erwärmung von Räumen und/oder Objekten (7, 29) mit
    a) einem Flüssigkeitsbehälter (1) zur Aufnahme einer zu erwärmenden Flüssigkeit (2), der
    i) einen Boden (8) aufweist, der mindestens teilweise metallisches Material aufweist, wobei der Boden (8) durch eine benachbart anordenbare Induktions-Erwärmungseinrichtung (3) durch Erzeugung eines Induktionsstroms erwärmbar ist,
    ii) eine mit dem Boden (8) verbundene Seitenwandung (9) aufweist, und
    iii) in einem Wohngebäude untergebracht ist,
    b) einem Vorlauf (5) zur Führung erwärmter Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsbehälter (1) zu dem zu erwärmenden Raum und/oder Objekt (7, 29), wobei der Vorlauf (5) in dem Wohngebäude verlegt ist,
    c) einem Rücklauf (6) zur Führung abgekühlter Flüssigkeit von dem Raum und/oder Objekt (7, 29) zurück in den Flüssigkeitsbehälter (1), wobei der Rücklauf (6) in dem Wohngebäude verlegt ist, und
    d) einem Heizkörper (7), der
    i) das zu erwärmende Objekt bildet,
    ii) in dem Wohngebäude steht,
    iii) mit dem Vorlauf (5) in Strömungsverbindung steht, und
    iv) mit dem Rücklauf (6) in Strömungsverbindung steht.
  2. Heizungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das metallische Material magnetisch, insbesondere ferromagnetisch, ist.
  3. Heizungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsbehälter (1) ein Fassungsvolumen von 5 Liter bis 20 Liter, vorzugsweise von 10 Liter bis 15 Liter, aufweist.
  4. Heizungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (8) eine Bodenfläche aufweist, die zwischen 200 cm2 und 1.500 cm2 liegt.
  5. Heizungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich in dem Flüssigkeitsbehälter (1) eine Rohrleitung (11) eines Rohrleitungsübertragungssystems (4) befindet, das mit dem Vorlauf (5) und dem Rücklauf (6) in Strömungsverbindung steht, wobei die Rohrleitung (11) vorzugsweise im Wesentlichen aus Kupfer gebildet ist und vorzugsweise eine Wandstärke von 0,5 mm bis 3 mm aufweist.
  6. Heizungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitung (11) in dem Flüssigkeitsbehälter (1) mäanderförmig verläuft.
  7. Heizungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsbehälter (1) durch eine äußere Wärmeisolierung (10) wärmeisoliert ist.
  8. Heizungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmungseinrichtung (3) eine Tragplatte (15) zum Tragen des Flüssigkeitsbehälters (1) aufweist.
  9. Heizungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragplatte (15) zur flächigen Anlage an dem Boden (8) des Flüssigkeitsbehälters (1) eben ausgebildet ist.
  10. Heizungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenfläche des Bodens (8) bezüglich ihrer Abweichung von einer idealen Ebene und ihrer Rauhigkeit in einem Temperaturbereich zwischen der Raumtemperatur und der Betriebstemperatur des Bodens (8) 0,1 mm nicht überschreitet.
  11. Heizungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenfläche des Bodens (8) und die Tragplatte (15) so aneinander angepasst sind, dass ihre Abstände zueinander in einem Temperaturbereich zwischen der Raumtemperatur und der Betriebstemperatur des Bodens (8) 0,1 mm nicht überschreiten.
  12. Gesamtheizungssystem zur Erwärmung von Räumen oder Objekten (7, 29) mit
    a) einem Flüssigkeitsbehälter (1) zur Aufnahme einer zu erwärmenden Flüssigkeit (2), der
    i) einen Boden (8) aufweist, der mindestens teilweise metallisches Material aufweist,
    ii) eine mit dem Boden (8) verbundene Seitenwandung (9) aufweist, und
    iii) in einem Wohngebäude untergebracht ist,
    b) einer Erwärmungseinrichtung (3) zur Erwärmung der sich in dem Flüssigkeitsbehälter (1) befindlichen Flüssigkeit (2), die
    i) benachbart zu dem Boden (8) des Flüssigkeitsbehälters (1) angeordnet ist, und
    ii) eine Induktionseinheit (16) zur Erzeugung eines Induktionsstroms in dem Boden (8) des Flüssigkeitsbehälters (1) aufweist,
    c) einem Vorlauf (5) zur Führung erwärmter Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsbehälter (1) zu dem zu erwärmenden Raum und/oder Objekt (7, 29), wobei der Vorlauf (5) in dem Wohngebäude verlegt ist,
    d) einem Rücklauf (6) zur Führung abgekühlter Flüssigkeit von dem Raum und/oder Objekt (7, 29) zurück in den Flüssigkeitsbehälter (1), wobei der Rücklauf (6) in dem Wohngebäude verlegt ist, und
    e) einem Heizkörper (7), der
    i) das zu erwärmende Objekt bildet,
    ii) in dem Wohngebäude steht,
    iii) mit dem Vorlauf (5) in Strömungsverbindung steht, und
    iv) mit dem Rücklauf (6) in Strömungsverbindung steht.
  13. Gesamtheizungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmungseinrichtung (3) unterhalb des Bodens (8) des Flüssigkeitsbehälters (1) angeordnet ist.
  14. Heizungssystem nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmungseinrichtung (3) eine ebene Tragplatte (15) aufweist, auf der der Flüssigkeitsbehälter (1) steht.
  15. Gebäude mit einem Gesamtheizungssystem nach einem der Ansprüche 12 bis 14.
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