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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Heizungssystem für ein Gebäude. Derartige
Heizungssysteme sind aus dem Stand der Technik seit langem bekannt
und weisen üblicherweise
einen Brenner auf, der einen bestimmten Brennstoff verbrennt und
dadurch die nötige
Wärme erzeugt,
um beispielsweise über
einen Wärmetauscher
Wasser zu erhitzen.
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Dabei
ist es aus dem Stand der Technik auch bekannt, zwei Brenner nebeneinander
anzuordnen, um beispielsweise je nach Bedarf mit Holz oder mit Öl heizen
zu können.
Der Benutzer kann dabei, wenn er selbst im Hause ist, mit Holz heizen
und regelmäßig Holz
nachlegen. Die Ölheizung
bietet sich insbesondere an, wenn ein regelmäßiges Nachlegen, beispielsweise
während
der Nachtstunden, nicht möglich
ist. Dabei arbeiten die beiden Heizeinrichtungen nebeneinander völlig unabhängig und
weisen jeweils alle Komponenten, wie den Brenner, den Wärmetauscher
und dgl. auf. Derartige Vorrichtungen funktionieren gut und sind
variabel einsatzfähig,
jedoch auch relativ aufwändig
durch die jeweils doppelte Ausführung
der beteiligten Komponenten.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Heizungssystem
zur Verfügung
zu stellen, welches in vereinfachter Weise einen ökonomischen
Betrieb mit zwei oder mehreren Brennern erlaubt.
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Dies
wird erfindungsgemäß durch
ein Heizungssystem nach Anspruch 1 erreicht.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen
und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Das
erfindungsgemäße Heizungssystem weist
einen ersten Brenner auf, der mit einem ersten Brennstoff betreibbar
ist. Weiterhin ist ein Wärmetauscher
vorgesehen, durch den ein flüssiges
Medium fließt,
welches von der von dem ersten Brenner abgegebenen Wärme erwärmt wird,
sowie ein Abführrohr, welches
ein von dem ersten Brenner erhitztes Gas abführt. Erfindungsgemäß weist
das Heizungssystem einen von dem ersten Brenner unabhängig und mit
einem gegenüber
dem ersten Brennstoff verschiedenen zweiten Brennstoff betreibbaren
zweiten Brenner auf, wobei dieser zweite Brenner wenigstens teilweise
Wärme an
diesen Wärmetauscher
abgibt.
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Damit
ist bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform
kein zweiter Wärmetauscher
für den zweiten
Brenner nötig,
sondern dieser gibt die von ihm erhitzte Luft direkt an den ersten
Wärmetauscher ab.
Damit wird erfindungsgemäß ein Gesamtmodul vorgeschlagen,
in welchem eine Vielzahl von Komponenten, wie beispielsweise ein
Wärmetauscher,
aber auch evtl. eine Steuerelektronik oder dgl. für die Gesamtanlage
vorgesehen sein können.
Die Brennräume
der beiden Brenner sind bevorzugt vollständig voneinander getrennt.
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Der
Wärmetauscher
dient insbesondere dazu, um Brauchwasser und sonstiges Wasser zu
erwärmen,
wie dies auch bei üblichen
Heizungslagen üblich
ist. Das Abführrohr
dient damit als Abgasaustritt, wie ebenfalls im Stand der Technik
bekannt.
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Vorzugsweise
weist das Heizungssystem eine Zuführleitung auf, welche ein von
dem zweiten Brenner erhitztes Gas dem Wärmetauscher zuführt. Vorzugsweise
ragt diese Zuführleitung
von dem Brennraum des zweiten Brenners hin zu dem Brennraum des
ersten Brenners. Vorzugsweise ist die Zuführleitung sehr kurz gehalten
bzw. auch der Abstand zwischen den beiden Brennern ist sehr kurz
gewählt. Dadurch
ist es möglich,
von dem Brenner das erhitzte Gas möglichst verlustfrei dem Wärmetauscher
zuzuführen.
Weiterhin ist diese Zuführleitung
so ausgeführt,
dass sogar noch beim Betrieb des zweiten Brenners Flammen bis zu
dem Wärmetauscher
reichen. Dies kann beispielsweise durch eine entsprechende Steigung
der Zuführleitung
erreicht werden, das heißt
beispielsweise durch eine Anordnung, bei der die Zuführleitung
von dem zweiten Brenner hin zu dem Wärmetauscher ansteigt.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform dient das Abführrohr auch
zur Abführung des
von dem zweiten Brenner erhitzten Gases. Damit kann auch diese Komponente
von beiden Brennern gemeinsam genutzt werden, was weiter zur Kosteneinsparung
beiträgt.
Wie erwähnt,
wird das von dem zweiten Brenner erhitzte Gas über die Zuführleitung auch dem Wärmetauscher
zugeführt
und tritt damit ebenfalls über
das Abführrohr,
welches auch zum Abführen
der erhitzten Luft aus dem ersten Brenner dient, aus.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Heizungssystem
eine Sensoreinrichtung und insbesondere einen Temperatursensor auf,
der eine Temperatur eines Brennraumes des ersten Brenners bestimmt.
Weiterhin ist vorteilhaft eine Steuerungseinrichtung vorgesehen,
die bewirkt, dass der zweite Brenner in Abhängigkeit von einem Messsignal
dieser Sensoreinrichtung aktiviert bzw. gesteuert wird.
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Falls
es sich beispielsweise bei dem ersten Brenner um einen Holzbrenner
handelt und bei dem zweiten Brenner um einen Pellet-Brenner, kann
die Heizungsanlage standardmäßig mit
Holz betrieben werden. Falls jedoch der Benutzer beispielsweise vergisst,
Holz nachzulegen oder außer
Haus ist, wird von dem Temperatursensor ein Absinken der Temperatur
im Brennraum erfasst und dies der Steuerungseinrichtung gemeldet.
In diesem Fall kann automatisch auf Heizbetrieb mit Pellets umgeschaltet
werden, so dass ein ausreichendes Wärmeniveau für die Brauchwassererwärmung bzw.
die Beheizung gewährleistet
ist. Es wären
jedoch zusätzlich
auch Zeitsteuerungen möglich,
die zu bestimmten Zeiten ein Heizen mit dem zweiten Brenner ermöglichen.
Dabei ist es möglich,
dass das erhitzte Gas beider Brenner dem vollständigen Wärmetauscher zugeführt wird. Es
wäre jedoch
auch möglich,
einen Abschnitt des Wärmetauschers
durch den ersten Brenner zu erwärmen
und einen weiteren Abschnitt des Wärmetauschers durch den zweiten
Brenner. Weiterhin ist es auch möglich,
beispielsweise bei hohem Wärmebedarf
einen Betrieb beider Brenner gleichzeitig zuzulassen. Dies kann
entsprechend durch die Steuerungseinrichtung gesteuert werden.
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Vorzugsweise
ist der erste Brennstoff aus einer Gruppe von Brennstoffen ausgewählt, welche Holz,
Kohle, Koks und dgl. enthält.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der zweite Brennstoff
aus einer Gruppe von Brennstoffen ausgewählt, welche Pellets, Öl, Gas,
Kombinationen hieraus und dgl. enthält. Bei der im Rahmen dieser
Erfindung beschriebenen Heizungsanlage handelt es sich um eine Heizungsanlage,
die zum Beheizen von Räumen
verwendet wird. Zusätzlich
ist es jedoch auch möglich,
dass beispielsweise der ers te Brenner zum Betrieb einer Kocheinrichtung
verwendet wird. In diesem Falle wird die zum Kochen verwendete Wärme bzw.
eine entsprechende ansonsten verloren gehende Wärme zusätzlich zum Beheizen von Räumen verwendet.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Heizungssystem
eine Bevorratungseinrichtung für
den zweiten Brennstoff auf. Dabei kann es sich beispielsweise um
einen Pelletsbehälter
handeln, der über
eine Schnecke oder eine andere geeignete Zuführungseinrichtung die Pellets dem
Brenner zuführt.
Damit eignet sich bei dieser Ausführungsform der zweite Brenner
zur Wärmeversorgung,
falls beispielsweise der Benutzer außer Haus ist und damit nicht
regelmäßig Holz
nachlegen kann oder in anderer Weise den Heizvorgang überwachen
kann.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist ein Zuführrohr vorgesehen,
welches wenigstens dem ersten Brenner Frischluft zuführt, wobei
dieses Zuführrohr
wenigstens abschnittsweise neben dem Abführrohr angeordnet ist. Damit
wird bei dieser Ausführungsform
dem Brenner über
den Schornstein die für
eine saubere Verbrennung erforderliche Zuluft zugeführt und
auch die Abgase werden über
den Schornstein abgegeben. Auch damit werden die Nachteile eines
herkömmlichen
Ofens vermieden. Mit anderen Worten ist bei dieser Ausführungsform
der erste Brenner im Schornsteinschacht integriert, was auch zur
Raumeinsparung beiträgt.
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Bei
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
weist das Heizsystem Austritts- und besonders bevorzugt auch Eintrittsöffnungen
für Konvektionsluft
auf. Damit erfolgt die Wärmeübertragung zusätzlich über die
Konvektionsöffnungen.
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Vorzugsweise
wird über
das Zuführrohr
auch dem zweiten Brenner Frischluft zugeführt. Auch auf diese Weise kann
die gesamte Anlage vereinfacht werden. Zu diesem Zweck kann an dem
Zuführrohr eine
Abzweigung vorgesehen sein, welche zur Frischluftversorgung für den zweiten
Brenner dient. Es ist jedoch auch möglich, die Frischluft zunächst an dem
ersten Brenner vorbei und anschließend dem zweiten Brenner zuzuführen.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der zweite Brenner
bevorzugt unmittelbar neben dem ersten Brenner angeordnet. Auf diese
Weise ist einerseits eine kompakte Bauweise möglich und andererseits kann
das gesamte Heizungssystem auch als einheitliches Modul zur Verfügung gestellt werden.
Vorzugsweise ist der zweite Brenner mit dem ersten Brenner fest
verbunden. Dabei ist es möglich,
beide Brenner in einem gemeinsamen Gehäuse unterzubringen. Dieses
Gehäuse
kann – beispielsweise
bei Fertighäusern – in eine
Gesamtkonzeption installiert werden. Besonders bevorzugt ist der
zweite Brenner neben dem ersten Brenner und unterhalb des Wärmetauschers
angeordnet. Auf diese Weise kann der Wärmeübergang hin zu dem Wärmetauscher
verbessert werden. Bevorzugt ist der zweite Brenner auch neben und
unterhalb des ersten Brenners vorgesehen.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist um das Abführrohr wenigstens
teilweise ein zweiter Wärmetauscher
angeordnet. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Wasserkanal handeln,
der spiralförmig
um das Abführrohr
verläuft. Auf
diese Weise kann auch die Restwärme
der Abluft noch zur Erwärmung
beispielsweise von Brauchwasser verwendet werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist weiterhin auf ein Verfahren zum Heizen
von Räumen
gerichtet, wobei durch einen ersten Brenner in einem Wärmetauscher
umlaufende Flüssigkeit
erwärmt
und die Abluft des Brenners über
ein Abführrohr
abgeführt
wird. Dabei wird der erste Brenner mit einem ersten Brennstoff betrieben.
Vorzugsweise wird ein zweiter Brenner mit einem zweiten von dem
ersten Brennstoff verschiedenen Brennstoff betrieben und der zweite Brenner
gibt ebenfalls Wärme
an den Wärmetauscher
ab. Vorzugsweise wird der zweite Brenner in Reaktion auf eine Temperaturmessung
aktiviert. Vorteilhaft wird zum Beheizen eine Vorrichtung der oben beschriebenen
Art verwendet.
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Weitere
Vorteile und Ausführungsformen
ergeben sich aus den beigefügten
Zeichnungen.
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Darin
zeigen:
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1 einen
ersten Brenner mit einem Abführrohr;
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2 den
Brenner aus 1 in einer aufgeschnittenen
Darstellung;
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3 eine
Schrägansicht
eines erfindungsgemäßen Heizungssystems;
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4 eine
vordere Ansicht des Heizungssystems aus 4; und
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5 eine
Draufsicht von oben auf das Heizungssystem aus 3.
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In 1 bezieht
sich das Bezugszeichen 2 auf einen ersten Brenner. Dieser
Brenner 2 weist einen Brennraum 3 auf, der luftdicht
ausgeführt
sein kann. Weiterhin können
zusätzliche,
nicht gezeigte Einrichtungen, wie Roste, Topfentaschungen oder Adapter
für Dauerentaschungen
vorgesehen sein. Das Bezugszeichen 18 bezieht sich auf
ein Gehäuse des
ersten Brenners 2 und das Bezugszeichen 26 auf ein
Gestell, auf dem bei dieser Ausführungsform
der Brenner 2 ruht. Der Brennraum 3 wird durch
eine Schwenktüre 5 mit
einem Sichtfenster verschlossen.
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Das
Bezugszeichen 6 bezieht sich auf ein Abführrohr bzw.
einen Abgasaustritt. Das Bezugszeichen 8 kennzeichnet ein
Zuführrohr
für Zuluft.
Auf diese Weise ist es möglich,
von einer Schornsteinmündung,
gegebenenfalls über
einen Rundumluftspalt, Zuluft in den Brennraum 3 einzuführen. Durch
die Anordnung des Zuführrohrs
neben dem Abführrohr 6 kann
die von außen
zugeführte
Verbrennungsluft auf ihrem Weg von außen zur Feuerstätte vorgewärmt werden.
Durch die Wärmerückgewinnung über die
gesamte Bauhöhe
des Schornsteins kann der Wirkungsgrad der Anlage erheblich verbessert
werden. Damit muß bei
der in 1 gezeigten Ausführungsform zum Betreiben des
Brenners keine Zuluft aus dem Rauminneren des Gebäudes zugeführt werden.
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Bezugszeichen 4 (2)
bezieht sich auf einen Wärmetauscher,
der hier als Abgas-Wasserwärmetauscher
ausgeführt
ist. Die durch den Brenner erhitzte Luft wird dabei zur Erwärmung des
Wassers verwendet. Das erwärmte
Wasser wiederum dient in herkömmlicher
Weise zur Erwärmung
beispielsweise einer Fußbodenheizung,
von Heizkörpern
oder dergleichen.
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Das
Bezugszeichen 11 bezieht sich auf eine Umlenkplatte, welche
die erhitzte Luft in Richtung des Wärmetauschers 4 umlenkt.
Auf diese Weise kann der Wärmetauscher
noch effizienter von der erhitzten Luft umgeben werden und damit
ein verbesserter Wärmetausch
stattfinden.
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Die
Bezugszeichen 16 und 17 beziehen sich auf Anschlüsse bzw.
Zu- und Rückleitungen
für das zu
erwärmende
Brauchwasser. Das Bezugszeichen 14 zeigt Kühlwasseranschlüsse für den Wärmetauscher.
Durch Abnahme eines Deckels 19 wird das Innere der gesamten
Vorrichtung zugänglich.
Dabei können
Sensoren oder Sicherheitsventile vorgesehen sein, die beispielsweise
im Falle eines Stromausfalls bewirken, dass der Wärmetauscher
durch externes Kühlwasser,
beispielsweise aus einem Wasserhahn, gekühlt wird.
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2 zeigt
die Vorrichtung aus 1 in einer aufgeschnittenen
Darstellung. Man erkennt, dass die in dem Brennraum erhitzte Luft
durch einen Spalt 9 in Richtung des Wärmetauschers 4 gelangt
und innerhalb desselben befindliche Rohre 15, durch welche
hindurch das zu erwärmende
Wasser tritt, erhitzt. Ebenfalls sind im Inneren des Wärmetauschers
Kühlrohre
vorgesehen, um den Wärmetauscher
im Bedarfsfall, beispielsweise bei Stromausfall oder einem Ausfall
der Pumpe, welche das Wasser durch die Rohre 15 treibt,
zu kühlen.
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3 zeigt
ein erfindungsgemäßes Heizungssystem,
wobei hier neben dem ersten Brenner 2 ein zweiter Brenner 12 (nicht
im Detail dargestellt) angeordnet ist. Der zweite Brenner ist in
einem Aggregat 10 angeordnet. Dabei ist der zweite Brenner 12 fest
an dem ersten Brenner bzw. dessen Gehäuse montiert und die gesamte
Vorrichtung wird als einheitliches Modul eingesetzt. Der Brennstoff
für den ersten
Brenner 2 ist bei dieser Ausführungsform Holz und der Brennstoff
für den
zweiten Brenner sind Pellets. Diese Pellets werden in einem Vorratsbehälter 25 aufbewahrt.
Sobald durch einen (nicht gezeigten) Temperatursensor erkannt wird,
dass die Wärme
in dem Brennraum 3 unter einen gewissen Wert absinkt, kann
der zweite Brenner zugeschaltet werden oder der Betrieb auf den
zweiten Brenner 12 umgestellt werden. Der Temperatursensor
kann jedoch auch an anderen geeigneten Stellen, an denen zuverlässig die
Brennleistung des ersten Brenners gemessen werden kann, angeordnet
werden. Das Bezugszeichen 20 kennzeichnet eine Frontverkleidung für die gesamte
Anordnung.
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4 zeigt
eine Vorderansicht der in 3 gezeigten
Anordnung. Dabei ist eine Zuführungsleitung 7 zu
erkennen, mit dem aus dem zweiten Brenner stammende erhitzte Luft
dem Brennraum 3 des ersten Brenners zugeführt wird.
Diese erhitzte Luft gelangt, ebenso wie die vom ersten Brenner 2 erhitzte
Luft durch den Spalt 9 in Richtung des Wärmetauschers 4 und
kann damit auch zur Erwärmung
des durch diesen Wärmetauscher 4 strömenden Wassers verwendet
werden. Wie oben erwähnt,
kann die Zuführleitung
derart ausgeführt
sein, dass Flammen des zweiten Brenners 12 direkt in den
Brennraum 3 und bis hin zu dem Wärmetauscher 4 gelangen,
so dass auf diese Weise eine besonders effektive Nutzung des zweiten Brenners 12 möglich ist.
Es wären hier
auch andere Vorgehensweisen denkbar. So könnte beispielsweise das gesamte
Pellets-Aggregat 10 höher
ausgeführt
und die Zuführleitung
direkt innerhalb des Spalts 9 oder unterhalb des Wärmetauschers 4 eingeführt werden.
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Auch
die von dem zweiten Brenner 12 stammende Luft wird schließlich über die
Abführleitung 6 abgeführt. Auch
kann dem zweiten Brenner Luft über die
Zuführeinrichtung 8 zugeführt werden.
Die Führung
für die
Zuluft ist in den Figuren nicht detailliert dargestellt. Unter Bezugnahme
auf 3 wäre
es jedoch möglich,
Zuluft beispielsweise durch einen hinter dem Wärmetauscher liegenden Kanal 21 zu
führen
und auf diese Weise sowohl dem ersten Brennraum 3 als auch
dem zweiten Brenner 12 zuzuführen. Auch wäre es möglich, an
dem Zuführrohr 8 eine
Abzweigung vorzusehen, welche die Zuluft direkt dem zweiten Brenner 12 zuführt. Es
wäre jedoch
auch möglich,
für den
zweiten Brenner 12 eine separate Zuführleitung vorzusehen oder aber
die Luft für
den zweiten Brenner aus dem zu beheizenden Raum zu gewinnen. Das
Bezugszeichen 27 zeigt Konvektionsöffnungen, die ebenfalls zur
Beheizung des Raumes dienen.
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Weitere
Konvektionsöffnungen
können
oberhalb der Frontverkleidung 20 vorgesehen sein und sind
daher in den Figuren nicht dargestellt. Damit dienen bei den gezeigten
Ausführungsformen
die Konvektionsöffnungen 27 als
Konvektionslufteintritt und die nicht gezeigten Öffnungen als Konvektionsluftaustritt.
Das Bezugszeichen 13 bezieht sich auf eine Anzeigevorrichtung
wie ein Display, die an dem Aggregat 10 angeordnet ist.
Auch die Steuerelektronik für
die gesamte Anlage ist bevorzugt in dem Aggregat 10 integriert.
Das Bezugszeichen 23 bezieht sich auf einen Griff oder
eine Öffnungseinrichtung
für die
selbstschließende
Tür 5 des
ersten Brennraums 3.
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Neben
dem Wärmetauscher 4 kann
auch noch ein weiterer (nicht gezeigter) Wärmetauscher vorgesehen sein,
der dazu dient, auch die Abluft, welche durch das Abführrohr 6 gelangt,
für die
Wärmegewinnung
zu nutzen. Dabei ist es möglich,
ein Außenrohr
vorzusehen, und zwischen dem Abführrohr 6 und
diesem Außenrohr
Wasser zu führen,
welches durch die erwärmte
Abluft erwärmt
wird.
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5 zeigt
eine Draufsicht auf die Heizanordnung aus 3. Man erkennt
auch hier die Anschlüsse 16 und 17 für das zu
erwärmende
Wasser sowie die Anschlüsse 14,
die als evtl. Kühlanschluss dienen.
Anstelle des in 4 gezeigten Zuführrohres 8 könnte dieses
auch konzentrisch um das Abführrohr 6 angeordnet
sein. Die Holzpellets, die in den Vorratsbehältern 15 sind, werden über eine
Förderschnecke 24 zu
dem (nicht gezeigten) Brenner gefördert.
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Nach
Abnahme der Frontverkleidung 20 sind sowohl die Anschlüsse 14, 16 und 17 als
auch der Deckel 19 beispielsweise zur Reparatur oder zu
Reinigungszwecken zugänglich.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass der erste Brenner auch beispielsweise
als Kücheneinrichtung verwendet
werden kann. Der Mantel 18 bzw. das Gehäuse des ersten Brenners oder
auch der gesamten Anlage kann aus gefügedichtem Leichtbeton hergestellt
sein. Die gesamte Anlage mit den beiden Brennern kann beispielsweise
mit Hebeeinrichtungen wie Kränen
in kurzer Zeit in Gebäude
eingebaut und dort montiert werden. Auf diese Weise ist es möglich, die Anlage
sehr schnell in Betriebsbereitschaft zu versetzen. Die erfindungsgemäße Anlage
kann sowohl in Häusern
mit als auch in Häusern
ohne Keller installiert werden.
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Sämtliche
in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich
beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem
Stand der Technik neu sind.
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- 1
- Heizungssystem
- 2
- erster
Brenner
- 3
- Brennraum
des ersten Brenners
- 4
- Wärmetauscher
- 5
- Schwenktür
- 6
- Abführrohr
- 7
- Zuführungsleitung
- 8
- Zuführrohr für Zuluft
- 9
- Spalt
- 10
- Aggregat
- 11
- Umlenkplatte
- 12
- zweiter
Brenner
- 13
- Display
- 14
- Kühlwasseranschlüsse
- 15
- Rohr
- 16,
17
- Anschlüsse
- 18
- Gehäuse des
ersten Brenners
- 19
- Deckel
- 20
- Frontverkleidung
- 21
- Kanal
- 23
- Griff
- 24
- Förderschnecke
- 25
- Vorratsbehälter
- 26
- Gestell
- 27
- Konvenktionsöffnung