DE102009004869A1

DE102009004869A1 - Aqua Ofenbox

Info

Publication number: DE102009004869A1
Application number: DE102009004869A
Authority: DE
Original assignee: STACHEL AG
Current assignee: ETS ENERGIE TRANSFERSYSTEME AG, 66954 PIRMASEN, DE
Priority date: 2009-01-16
Filing date: 2009-01-16
Publication date: 2010-07-29

Abstract

Die Aqua-Ofenbox, die einen regulären Kaminofen, werkseitig oder als Nachrüstsatz, mit Wasserheizleistung versieht, durch die Verwendung eines Lamellenwasserwärmetauschers, einem Gebläse sowie einem Thermostat.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für Kaminöfen, die mit Warmluftmantel, auch Konvektionsmantel genannt, oder mit einer Warmluftkammer ausgestattet sind.
Diese Kaminöfen haben oft keine Wasserheizleistung und können gerade bei Kaminöfen oft nur einen Raum in einem Stockwerk beheizen. Sie können kein Brauchwasser zum Duschen oder Baden erzeugen, geschweige denn Wasserheizenergie zu Beheizung von Heizkörpern, Fußboden/Wandheizungen usw. liefern.
Dieser Nachrüstsatz, natürlich auch für neue Kaminöfen ohne Wasserheizleistung, ist jederzeit verwendbar, da er werkseitig vormontiert werden kann.
Die Aqua-Ofenbox saugt die heiße Luft, die sich im Warmluftmantel bzw. Konvektionsmantel oder in der Warmluftkammer befindet, über ein Spezialgebläse (Ventilator) an und drückt bzw. führt sie durch einen Lamellen-Wasser-Wärmetauscher, der die Warmluft abkühlt und in Wasserheizleistung umwandelt, wieder in den Kaminofen zurück.
Die erzeugte Wasserheizleistung kann direkt in den Rücklauf einer vorhandenen Zentral-Heizung (Öl, Gas, Pellets usw.) eingespeist werden und bewirkt somit eine Rücklaufanhebung und unterstützende Brauchwassergewinnung der Anlage. Die gewonnene Wasserheizleistung kann auch direkt zur Brauchwassergewinnung und/oder zum direkten Anschluss für mehrere z. B. Heizkörper oder andere Abnehmer genutzt werden, und dies ohne die sonst nach DIN geforderten Sicherheitseinrichtungen, wie Sicherheitswärmetauscher, thermische Ablaufsicherung, Pufferspeicher, Frischwasserleitung und Direktanschluss an einen Abfluss usw.
Das beschriebene Gebläse wird über einen Thermostat gesteuert, der erst bei einer vorhandenen Temperatur von 40°C im Konvektionsmantel das Gebläse anschaltet, bei Unterschreitung schaltet das Gebläse aus, so dass bei Nichtbefeuerung des Kaminofens automatisch auch die Aqua-Ofenbox außer Betrieb gesetzt ist.
Das thermostatisch gesteuerte Gebläse drückt die warme Luft durch den Lamellen-Wasser-Wärmetauscher bis max. 80°C Temperatur auf der Ansaugseite und führt die abgekühlte Luft im Umluftverfahren wieder zurück in den Konvektionsmantel (Warmluftmantel) des Ofens. Bei ca. 80-grädiger Ansaugluft wird die Rücklufttemperatur bei ca. 50°–60°C liegen, je nach Größe des Lamellen-Wasser-Wärmetauschers, der in der Regel 2- oder 3-reihig ist. Bei höherer Ansaugtemperatur, z. B. über 80°C schaltet das thermostatgesteuerte Gebläse ab und es kann somit zu keiner höheren Wassertemperatur kommen, geschweige denn wird das erzeugte Heizungswasser über 80°C warm. Somit wird die Heizwassertemperatur niemals in den Bereich vom Siedepunkt, also rund 100°C gelangen bzw. in den Bereich der „Kochtemperatur”.
Der Lamellen-Wasser-Wärmetauscher kann in der Regel aus Aluminium-Lamellen im geringen Abstand von ca. 2 mm bis 3 mm und Kupferschlagen im Durchmesser von 8 mm–12 mm bestehen. Durch die geringen Abstände der Lamellen wird eine große Absorber-Fläche erzielt, die bis zu 80% der angegebenen Heizleistung eines Kaminofens in Wasserheizleistung umwandelt.
Sollte der Kaminofen in der Regel 8 KW Heizleistung haben, so kann durch die Aqua-Ofenbox diese Strahlungs- und Konvektionsheizleistung in Wasserheizleistung umgewandelt werden und ca. 6 KW zur Beheizung von Abnehmern, z. B. Heizkörpern, auch im darunter oder darüber liegenden Stockwerk genutzt werden oder zur Brauchwassergewinnung.
Die Aqua-Ofenbox erzielt somit auch die Herabsetzung von Konvektionswärme, da die Kaminöfen meist in Räumen von 20 m²–30 m² Wohnfläche stehen und diese somit gnadenlos überhitzen.
Durch die Aqua-Ofenbox ist dieses Problem gelöst und der Kaminofen, in der Fachsprache auch Einzelofen-Heizung (Einzimmer-Heizung) genannt, heizt somit mehrere Räume bzw. kleine Häuser vollständig.
Der Kaminofen mit Aqua-Ofenbox ist somit auch bestens für Energie-Sparhäuser, die mit z. B. Wärmepumpen ausgestattet sind, bestens geeignet. Die vorhandenen Konvektionsöffnungen sind am Kaminofen zu schließen, so dass die Aqua-Ofenbox im reinen Umluftbetrieb funktioniert.
Die Aqua-Ofenbox wird in der Regel auf der Rückseite des Kaminofens zum Mauerwerk, also zur Wand hin montiert und ist somit „unsichtbar”. Nach Vorschrift müssen Kaminöfen 20 cm vor der Wand montiert werden. Somit kann die Aqua-Ofenbox, die ca. 12 cm–15 cm tief ist, problemlos an die Rückwand des Kaminofens geschraubt werden. Die Breite beträgt ca. 40 cm–45 cm und die Höhe ca. 50 cm–60 cm.
Somit kann die Aqua-Ofenbox an alle marktüblichen Kaminöfen montiert werden, und diese werden durch die Schließung der Konvektionsöffnungen zu Strahlungsöfen mit einer Heizleistung von ca. 2 KW, somit auch für Allergiker geeignet.
Die erzeugte Wasserheizleistung wird, wie bereits beschrieben, durch eine Heizungspumpe, die den Lamellen-Wasser-Wärmetauscher durchspült in die „Abnehmer”, z. B. Heizkörper direkt eingespeist. Vor dem Lamellen-Wasser-Wärmetauscher wird ein Tacco-Setter montiert, der die Durchflusswassermenge regelt und für eine gleich bleibende Durchflussmenge sorgt.
Die Heizungspumpe wird über einen Anlagefühler gesteuert, so dass die Heizungspumpe erst zu fördern beginnt, wenn dementsprechende Heizwassertemperatur vorhanden ist.
Die Heizungspumpe, der Tacco-Setter und der Anlagefühler für die Steuerung der Heizungspumpe können, aber müssen nicht Bestandteil der Aqua-Ofenbox sein. Sie können auch durch den Fachmonteur beim Anschluss an die „Verbraucher”, z. B. Heizkörper oder vorhandene Zentralheizung geliefert und montiert werden.
Nach Öffnen der Konvektionsöffnungen am Kaminofen und Demontage der Aqua-Ofenbox wird der Kaminofen in seinen ursprünglichen Zustand zurück versetzt und kann somit „wie früher” betrieben werden.
Die Aqua-Ofenbox kann somit auch an einen anderen z. B. neuen Kaminofen an die Rückwand montiert werden. Zur Montage ist es lediglich notwendig, in den Kaminofen, also in die Rückwand des so genannten Konvektionsmantels, oben und unten, z. B. mit einer elektrischen Blechschere, eine rechteckige Aussparung zu schneiden und schon kann man die Aqua-Ofenbox montieren. Die Öffnungen können nach Demontage der Aqua-Ofenbox einfach mit 2 Blechteilen wieder verschlossen werden. Da sich diese auf der Rückwand des Kaminofens befinden, sind sie somit „unsichtbar”.
Durch die obere Aussparung wird die heiße Luft angesaugt – durch den Ventilator –, dann durch den Lamellen-Wasser-Wärmetauscher geführt und wieder in die untere Aussparung im Kaminofen-Warmluftmantel zurück geführt! Im reinen Umluftsystem bzw. -betrieb wird also ständig heiße Luft durch den Lamellen-Wasser-Wärmetauscher geführt und diese „heiße Luft” in Wasserheizenergie umgewandelt.
Die Montage der Aqua-Ofenbox an einen Kaminofen benötigt nur wenige Stunden und jeder marktübliche Kaminofen wird zu einer effektiven echten „Zweitheizung” für ein Haus bzw. je nach Isolierung des Hauses und natürlich auch der Größe zur Hauptheizung.
Brennstoffe der Kaminöfen sind meistens Holz, Holzbriketts, Braunkohlebriketts, Pellets usw.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung nach beiliegender Zeichnung.
Die Zeichnung zeigt:

1: Kaminofen Vorderansicht: Die Aqua-Ofen-Box ist unsichtbar.
2: Kaminofen Seitenansicht
3: Kaminofen Rückansicht
4: Holzlege
5: Feuerraum
6: Wärmefach
7: Konvektionsmantel
8: Metallgehäuse der Aqua-Ofen-Box in Ofenfarbe mit Spezial-Lamellenwasserwärmetauscher (extra Nr.)
9: Spezialgebläse
10: Vorlauf mit Tacco-Setter und Anlagefühler (3× Nr.)
11: Rücklauf
12: zu schneidende Öffnung im Konvektionsmantel des Kaminofens als Ansaugöffnung
13: zu schneidende Öffnung im Konvektionsmantel des Kaminofens als Rückluftöffnung
14: Spezial-Lamellenwasserwärmetauscher
15: Automatisches Entlüftungsventil
16: Tacco-Setter
17: Heizungspumpe (kann auch im Keller oder im Nebenraum sein) Anlagefühler für Wassertemperatur
18: Anlagefühler für Wassertemperatur
19: Thermostat für Gebläse
20: Stecker zum Anschluss an die Schucosteckdose

Claims

Die Aqua-Ofenbox, die einen regulären Kaminofen, werkseitig oder als Nachrüstsatz, mit Wasserheizleistung versieht, durch die Verwendung eines Lamellenwasserwärmetauschers, einem Gebläse sowie einem Thermostat.
Die Aqua-Ofenbox, gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Erfindung bereits werkseitig oder bei bereits bestehenden Kaminöfen montiert werden kann.
Die Aqua-Ofenbox, gemäß Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, dass die Erfindung keinen irreversiblen Eingriff in einen Kaminofen vornimmt, und somit der Kaminofen jederzeit wieder in den Werkszustand zurück versetzt werden kann.
Die Aqua-Ofenbox, gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Erfindung zur unterstützenden oder ganzheitlichen Brauchwassergewinnung dienen kann.
Die Aqua-Ofenbox, gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Erfindung zur unterstützenden Rücklaufanhebung, oder je nach Größe des zu beheizenden Wohnraum, als autonome Ganzhausheizung funktionieren kann.