DE10252821A1

DE10252821A1 - Vorrichtung zum Erzeugen, Speichern und Abgeben von Wärme an einen zu beheizenden Raum

Info

Publication number: DE10252821A1
Application number: DE10252821A
Authority: DE
Inventors: Karl Eberl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-10-25
Filing date: 2002-11-13
Publication date: 2004-05-13
Also published as: PT1554525E; SI1554525T1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen, Speichern und Abgeben von Wärme an einen zu beheizenden Raum, umfassend einen von einem Mantel (14) aus feuerfestem Material, insbesondere aus Schamotte, Beton, Keramik, Ton oder Speckstein oder einer Kombination daraus, umgebenen und begrenzten Brennraum (12), eine in dem Brennraum (12) angeordnete, über eine erste Zuleitung (54, 54') mit Gas und eine zweite Zuleitung (56, 56') mit Luft versorgbare Brenneinrichtung (46) und eine im unteren Bereich (80) des Brennraumes (12) angeordnete Abluftleitung (78), wobei die Abludtleitung (78) mit dem Brennraum (12) über eine im oberen Bereich (82) des Brennraumes (12) angeordnete Öffnung (84) eines sich in dem Brennraum (12) erstreckenden Abluftkanals (86) kommuniziert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen, Speichern und Abgeben von Wärme an einen zu beheizenden Raum.
Derartige Vorrichtungen, wie zum Beispiel ein herkömmlicher Kachelofen, sind allgemein bekannt. Eine solche Vorrichtung umfasst einen Mantel aus feuerfestem Material, wie zum Beispiel aus Schamotte, der einen Brennraum umgibt und damit begrenzt. In dem Brennraum wird das vorgesehene Heizmedium, beispielsweise Heizöl oder Holz, verbrannt, wodurch Wärme erzeugt wird. Diese Wärme wird von diesen Vorrichtungen sodann, gegebenenfalls nach (kurzzeitiger) Speicherung, an einen zu beheizenden Raum abgegeben. Allerdings haben sich derartige Vorrichtungen in der Praxis als verhältnismäßig nachteilig erwiesen. Zum einen weisen diese Vorrichtungen in aller Regel einen Wirkungsgrad von lediglich etwa 60 % auf. Damit einhergehend werden besonders hohe Kosten beim Betrieb solcher Vorrichtungen verursacht. Zum anderen besitzen die erzeugten Abgase im Allgemeinen 100 °C und mehr. Damit wiederum verbunden sind große Wärmeverluste. Nicht zuletzt hieraus resultierend ergibt sich bei derartigen Vorrichtungen das zusätzliche Erfordernis, Durchmesser des Kamins bzw. der Abluftleitung von wenigstens 200 mm vorzusehen, wodurch zwangsläufig die Baugröße solcher Vorrichtungen erhöht und deren Einsatzmöglichkeiten bei nur geringem Platzbedarf erheblich vermindert sind. Schließlich sind derartige Vorrichtungen üblicherweise an Ort und Stelle aus einer Vielzahl von Bauteilen zusammengesetzt und sodann fest installiert. Eine Transportmöglichkeit dieser Vorrichtungen ist daher ausgeschlossen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Erzeugen, Speichern und Abgeben von Wärme an einen zu beheizenden Raum zur Verfügung zu stellen, mit welcher sich die obigen Nachteile verhindern lassen, welche mithin einen ausgesprochen hohen Wirkungsgrad bei gleichzeitig sehr gerin gen Betriebskosten aufweist, welche Temperatur des Abgases weitestmöglich absenkt, wodurch sich große Wärmeverluste vermeiden, damit einhergehend der Durchmesser der Abluftleitung wesentlich verringern und sich somit die Einsatzmöglichkeiten wesentlich verbessern lassen, sowie welche konstruktiv besonders einfach, kompakt, stabil und zugleich transportfähig ist.
Diese Aufgabe wird auf überraschend einfache Weise durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Demnach lässt sich durch die Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erzeugen, Speichern und Abgeben von Wärme an einen zu beheizenden Raum, umfassend einen von einem Mantel aus feuerfestem Material, insbesondere aus Schamotte, Beton, Keramik, Ton oder Speckstein oder einer Kombination daraus, umgebenen und begrenzten Brennraum, eine in dem Brennraum angeordnete, über eine erste Zuleitung mit Gas und eine zweite Zuleitung mit Luft versorgbare Brenneinrichtung und eine im unteren Bereich des Brennraumes angeordnete Abluftleitung, wobei die Abluftleitung mit dem Brennraum über eine im oberen Bereich des Brennraumes angeordnete Öffnung eines sich in dem Brennraum erstreckenden Abluftkanals kommuniziert, eine Vorrichtung erreichen, die einen hohen Wirkungsgrad besitzt und damit einhergehend ausgesprochen geringe Betriebskosten nach sich zieht. Zugleich lassen sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Temperaturen des Abgases um etwa die Hälfte der Temperatur herkömmlicher Vorrichtungen absenken. Nicht zuletzt dadurch können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung große Wärmeverluste und große Durchmesser des zugehörigen Kamins oder der entsprechenden Abluftleitung vermieden werden. Allein aufgrund letzteren Vorteils ergeben sich verbesserte und vielfältige Möglichkeiten bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Demnach kann auf ein gesonderter Kaminanschluss vollständig vermieden werden. Schließlich besitzt die Vorrichtung nach der Erfindung eine ausgesprochen einfache, kompakte sowie stabile Bauweise und gestattet zudem deren Transport von einem zu anderem Ort. Insoweit ist es grundsätz lich möglich, die Vorrichtung ohne großen Aufwand von einem Ort zu einem anderen umzuziehen und dann wieder in Betrieb zu nehmen.
Weitere vorteilhafte Einzelheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Ansprüchen 2 bis 27 beschrieben.
Demnach liegt es im Rahmen der Erfindung, dass der den Brennraum begrenzende Mantel aus feuerfestem Material nach Anspruch 2 aus Steinen aus Schamotte, Beton, Keramik, Ton oder Speckstein gebildet ist.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann der den Brennraum begrenzende Mantel aus feuerfestem Material nach Anspruch 3 zusätzlich mit einer Außenverkleidung versehen sein.
In diesem Zusammenhang sind die technischen Merkmale der Ansprüche 4 bis 7 von ausgesprochen großem Interesse, dass nämlich die weitgehend sichtbare Außenverkleidung wenigstens teilweise aus Platten aus Stein, insbesondere Granit, Keramik oder Metall, vorzugsweise Gussstahl, Baustahl, Aluminium oder einer Legierung davon, bzw. einer Kombination daraus ausgebildet ist und dass gegebenenfalls die rückseitige Außenverkleidung wärmeisolierend ausgestaltet ist, d.h. aus Wärmedämmmaterial besteht.
Dadurch, dass der den Brennraum begrenzende Mantel aus feuerfestem Material entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 8 von einem Rahmengestell aufgenommen und abgestützt ist, lässt sich eine besonders einfache, kompakte und stabile Bauweise erreichen, die zudem ohne großen Aufwand einen Abbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung, deren Transport und einen anschließenden Aufbau der Vorrichtung an anderer Stelle ermöglicht.
Dabei liegt es zweckmäßigerweise im Rahmen der Erfindung, dass das Rahmengestell nach Anspruch 9 ein Bodenelement, eckseitig mit dem Bodenelement verbundene, winkelförmige Längsträgerelemente und ein mit den Längsträgerelementen verbundenes, im Wesentlichen an die Grundfläche des Bodenelementes angepasstes und umlaufendes Kopfelement umfasst.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist des Weiteren erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Rahmengestell entsprechen den technischen Merkmalen des Anspruchs 10 aus Stahl, insbesondere nicht-rostendem Stahl, vorzugsweise aus Nirosta, gebildet ist. Auf diese Weise ist das Rahmengestell und damit einhergehend die gesamte erfindungsgemäße Vorrichtung ausgesprochen widerstandsfähig und beispielsweise gegen sich in dem Brennraum ausbildendem Kondenswasser unempfindlich.
Von besonders großer Bedeutung für eine einfache, zudem ausgesprochen variable Handhabung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die technischen Merkmale des Anspruchs 11, wonach die Brenneinrichtung mit einer Einrichtung zum automatischen Einstellen des Gas-/Luftverhältnisses des zu verbrennenden Gas-/-Luftgemisches in Abhängigkeit der zu erzeugenden Wärme versehen ist.
Dabei sind die konstruktiven Maßnahmen des Anspruchs 12 von ausgesprochen großem Interesse, dass nämlich die Einrichtung zum automatischen Einstellen des Gas-/Luftverhältnisses des zu verbrennenden Gas-/Luftgemisches auf dem Prinzip einer Wasserstrahlpumpe basiert, derart, dass das der Brenneinrichtung über die erste Zuleitung zugeführte Gas die der Brenneinrichtung über die zweite Zuleitung zugeführte Luft mitreißt.
Ganz bevorzugt umfasst die Brenneinrichtung nach Anspruch 13 einen Gasstrahlungsbrenner, dem ein Brennermedium mit einer homogenen, permeablen Mattenstruktur oder dergleichen zugeordnet ist. Der Gasstrahlungsbrenner, der als Injektorbrenner wirkt, und das Brennermedium, das in Form einer Matte bzw. Platte aus Keramik infrarot strahlt bzw. glüht, führen zu einer ausgesprochen leistungsfähigen Bauweise der erfindungsge mäßen Vorrichtung insgesamt. So ist infolge der großen Fläche des Brennermediums ein großflächig verteilter Wärmeübergang möglich. Nicht zuletzt hieraus resultierend ergibt sich ein außerordentlich kostengünstiger Betrieb der Vorrichtung.
Nach den Merkmalen des Anspruchs 14 ist das Brennermedium aus Keramik ausgebildet. Bevorzugt ist das Brennermedium aus Keramikfasern ausgebildet, die mit Siliziumkarbid beschichtet und miteinander verschweißt sind. Das Brennermedium ist leistungsfähig und bildet eine stabile, selbstragende Mattenstruktur. Bereits Sekunden nach der Zündung ist die volle Strahlung erreicht. Nach dem Ausschalten der Brenneinrichtung ist die Strahlung beendet. Deren Oberfläche erkaltet sofort. Auf diese Weise wird ein langes Vorglühen vor der Zündung und die Erzeugung einer Nachwärme vermieden. Eine genaue und optimale Steuerung ist gewährleistet. Zudem ergibt sich durch die homogene Mattenstruktur eine gleichmäßige und zugleich kostengünstige Strahlung. Schließlich weist eine solche Mattenstruktur eine sehr hohe Lebensdauer auf.
Des weiteren liegt es im Rahmen der Erfindung, dass der Gasstrahlungsbrenner nach Anspruch 15 ein Gehäuse aufweist, an dessen Oberseite das Brennermedium dem Brennraum zugewandt angeordnet ist und in das die Einrichtung zum automatischen Einstellen des Gas-/Luftverhältnisses des zu verbrennenden Gas-/-Luftgemisches einmündet.
Zweckmäßigerweise ist entsprechend den Maßnahmen des Anspruchs 16 eine im Wesentlichen horizontal und sich in einer von dem Brennermedium aufgespannten Ebene erstreckende Platte oder dergleichen im Bereich des Bodens des Brennraumes zur Bildung eines Raumes vorgesehen ist, über welchen die zweite Zuleitung zur Zuführung der Luft und die Einrichtung zum automatischen Einstellen des Gas-/Luftverhältnisses kommunizieren.
In alternativer Ausgestaltung zu einem Gasstrahlungsbrenner ist die Brenneinrichtung nach Anspruch 17 als Gasbrenner aus gestaltet.
In der Praxis hat es sich entsprechend Anspruch 18 als vorteilhaft erwiesen, dass die erste Zuleitung zur Zuführung des Gases einen Durchmesser etwa zwischen 4 bis 12 mm, insbesondere von 8 mm, aufweist.
Aus vor allem feuerpolizeilichen Gründen ist die zweite Zuleitung zur Zuführung der Luft nach Anspruch 19 vorzugsweise durch eine Wand des zu beheizenden Raumes hindurchführbar. Darüber ist es aber in rein konstruktiver Hinsicht ebenso ohne Weiteres denkbar, dass die zweite Zuleitung zur Zuführung der Luft mit dem zu beheizenden Raum unmittelbar kommuniziert.
Entsprechend Anspruch 20 weist die zweite Zuleitung zur Zuführung der Luft einen Durchmesser etwa zwischen 20 und 40 mm, insbesondere von 30 mm, auf.
Zur Vereinfachung der Handhabung der Vorrichtung nach der Erfindung dienen weiterhin die Merkmale des Anspruchs 21. Demnach ist der Brenneinrichtung eine Piezo-Zündeinrichtung zugeordnet, um das Gas-/Luft-Gemisch bei Inbetriebnahme der Vorrichtung nach der Erfindung auf einfache Weise zu entzünden.
Darüber hinaus liegt es im Rahmen der Erfindung, die Brenneinrichtung entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 22 mit einem Thermoelement auszustatten, das mit einem in der ersten Zuleitung zur Zuführung des Gases angeordneten Ventil, insbesondere einen Magnetventil, zum Öffnen und Schließen der ersten Zuleitung zur Zuführung des Gases zusammenwirkt. Auf diese Weise lässt sich eine ausgesprochen sichere Vorrichtung zum Erzeugen, Speichern und Abgeben von Wärme erhalten. Bei Erlöschen der Flamme der Brenneinrichtung nämlich wird automatisch die Zuleitung des Gases zur Brenneinrichtung geschlossen und damit die Gasversorgung insgesamt unterbrochen.
Die konstruktiven Maßnahmen des Anspruchs 23 sind wiederum von ausgesprochen großem Interesse. Demnach erstreckt sich der Abluftkanal in dem Brennraum im Wesentlichen senkrecht. Einerseits lässt sich so ein hoher Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Vorrichtung insgesamt erhalten. Andererseits lässt sich, was nicht zuletzt damit in engem technischen Zusammenhang steht, eine effektive Absenkung der Temperatur des aus dem Brennraum auszuführenden Abgases und eine einfache strömungstechnische Ausleitung des Abgases durch eine Abluftleitung mit besonders geringem Durchmesser erhalten, und zwar unter gleichzeitig weitgehender Vermeidung der Bildung von Kondenswasser.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Abluftkanal nach Anspruch 24 im rückseitigen Bereich des Brennraumes, insbesondere an dessen Rückseite, angeordnet. Da die Rückseite des Brennraumes gegebenenfalls wärmeisoliert ist, ist ein Wärmeaustausch in diesem Bereich ausgeschlossen und somit zugleich einer Bildung von Kondenswasser entgegengewirkt.
Nach den Maßnahmen der Ansprüche 25 und 26 ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Abluftkanal zweckmäßigerweise eine Länge aufweist, die gleich oder größer ist als die halbe Höhe des Brennraumes. Insbesondere kann der Abluftkanal dabei eine Länge aufweisen, die etwa 3/4 bis ungefähr 9/10 der Höhe des Brennraumes entspricht.
Die Merkmale des Anspruchs 27, wonach der Abluftkanal durch einen Teil des Brennraumes, insbesondere von dessen Rückseite, gebildet ist, dient ebenfalls der Verhinderung von Kondenswasser. So wird das aus der Abluftleitung auszuführende Abgas direkt an der Rückseite des Brennraumes entlanggeführt.
Vorteilhafterweise besteht der Abluftkanal nach den Merkmalen des Anspruchs 28 aus nicht-rostendem Stahl, wodurch der Abluftkanal und damit die Vorrichtung nach der Erfindung insgesamt gegen sich in dem Brennraum gebildetes Kondenswasser, zum Teil aggressive Rückstände von nicht verbranntem Gas- /Luftgemisch und der in dem Brennraum erzeugten Wärme weitestgehend unempfindlich ist.
Weiterhin liegt es im Rahmen der Erfindung, dass der Abluftkanal nach den Ansprüchen 29 und 30 eine Querschnittsfläche aufweist, die im Verhältnis zur Querschnittsfläche der Abluftleitung zwischen etwa 5:2 bzw. 2:1 liegt, wobei vorzugsweise der Abluftkanal eine Querschnittsfläche von 56 mm × 100 mm und die Abluftleitung einen Durchmesser von 56 mm aufweisen.
Aufgrund der konstruktiven Ausgestaltung der Vorrichtung nach der Erfindung insgesamt ist es zwar nicht unbedingt erforderlich, dass dem Abluftkanal nach Anspruch 31 im Breich der Abluftleitung eine Einrichtung zur Entleerung von Kondenswasser zugeordnet ist. Eine solche Einrichtung aber führt zu einer weitergehenden Verbesserung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Durch die Maßnahmen des Anspruchs 32, die Abluftleitung in geringfügigem Abstand zum Boden des Brennraumes anzuordnen, ist sichergestellt, dass beispielsweise aufgrund ganz bestimmter Betriebsbedingungen gebildetes Kondenswasser nicht in die Abluftleitung austreten kann. Das so gebildete Kondenswasser wird vielmehr am Boden des Abluftkanals bzw. des Brennraumes gesammelt und bis zur nächsten Inbetriebnahme der erfindungsgemäßen Vorrichtung aufgelöst.
Von besonderer Bedeutung sind weiterhin die Merkmale des Anspruchs 33, wonach die Abluftleitung durch eine Wand des zu beheizenden Raumes hindurchführbar ist. Nicht zuletzt aufgrund der gesamten Bau- und Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die kleinste Abmessungen der Abluftleitung ermöglicht, ist kein gesonderter Kamin erforderlich oder sind sonstige baulichen Vorkehrungen zum Anschluss der Abluftleitung an einen solchen zu treffen.
Entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 34 sind die zweite Zuleitung und die Abluftleitung endseitig mit einem Windschutz oder dergleichen versehen.
Schließlich liegt es noch im Rahmen der Erfindung, dass der Brennraum nach Anspruch 35 über eine Öffnung oder dergleichen wenigstens teilweise von außen zugänglich ist, wobei die Öffnung über eine, insbesondere durchsichtige, Verschließeinrichtung oder dergleichen Fenster bzw. Tür abdichtend verschließbar ist. Die Öffnung kann dabei zu Wartungs-, Reparatur- und sonstigen Revisionsarbeiten der in dem Brennraum angeordneten Brenneinrichtung zum Einsatz gelangen.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnungen. Hierbei zeigen:
1 eine teilweise aufgebrochene Vorderansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung,
2 eine Querschnittsansicht durch die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Linie II-II in 1, ohne eine erfindungsgemäß ausgebildete Platte,
3 eine Querschnittsansicht durch die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Linie III-III in 1, mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Platte,
4 eine Seitenansicht der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Pfeil IV in 2,
5 eine teilweise abgebrochene Querschnittsansicht durch die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Ausschnitt V in 3, in vergrößerter Darstellung,
6A bis 6D eine Seitenansicht, eine Draufsicht, eine Unteransicht und eine Vorderansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Brenneinrichtung entsprechend den 1 bis 5, in vergrößerter Darstellung,
7 eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rahmengestells der Vorrichtung nach den 1 bis 5,
8 eine Draufsicht auf die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rahmengestells gemäß 7,
9 eine teilweise abgebrochene Querschnittsansicht durch die Ausführungsform des Rahmengestells gemäß Linie IX-IX in 7, in vergrößerter Darstellung,
10 eine teilweise aufgebrochene Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung,
11 eine Querschnittsansicht durch die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Linie XI-XI in 10,
12 eine Seitenansicht der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Pfeil XII in 11,
13 eine Seitenansicht der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Pfeil XIII in 11,
14 eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform einer Brenneinrichtung nach der Erfindung, ohne Brennraum, in vergrößerter Darstellung, und
15 eine schematische Draufsicht auf die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Brenneinrichtung nach der 14.
Bei der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen erfindungsgemäßer Vorrichtungen 10 zum Erzeugen, Speichern und Abgeben von Wärme an einen zu beheizenden Raum sind einander entsprechende, gleiche Bauteile jeweils mit identischen Bezugsziffern versehen.
Die in den 1 bis 5 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zum Erzeugen, Speichern und Abgeben von Wärme an einen zu beheizenden Raum (nicht dargestellt) umfasst einen Brennraum 12, der von einem Mantel 14 aus feuerfestem Material, insbesondere aus Schamotte, Beton, Keramik, Ton oder Speckstein bzw. einer Kombination hieraus, umgeben und begrenzt ist.
Der den Brennraum 12 begrenzende Mantel 14 aus feuerfestem Material ist bei dem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 10 nach den 1 bis 5 aus Steinen aus Schamotte, Beton, Keramik, Ton oder Speckstein bzw. einer Kombination hieraus gebildet. Die einzelnen Steine weisen eine Dicke von etwa 3 cm auf, um die in dem Brennraum 12 erzeugte Wärme in dem Brennraum 12 zunächst gleichmäßig zu verteilen, sodann aufzunehmen und zu speichern und schließlich über deren Außenseite abzugeben.
Anstelle der Bauweise des Mantels 14 aus einzelnen Steinen ist es jedoch ebenso denkbar, den Mantel 14 zum Beispiel aus Mörtel aus Schamotte, gemischt mit Wasserglas, auszubilden, wodurch sich ein weitgehend einteiliger Mantel 14 erhalten lässt.
Bei der in den 1 bis 5 gezeigten Ausführungsform der Vorrichtung 10 ist im Bereich des Bodens des Brennraumes 12 eine Platte 16 oder dergleichen vorgesehen, die sich im Wesentlichen horizontal erstreckt. Die Platte 16 kann dabei alternativ oder kumultativ zu dem Mantel 14 im Bereich des Bodens des Brennraumes 12 vorgesehen sein. Bei der Platte 16 handelt es sich um eine Art Abdeckplatte, beispielsweise um ein ringförmiges Blech aus nicht-rostendem Stahl, wie aus Nirosta. Die Platte 16, welche nachfolgend noch näher beschrieben wird, trennt den eigentlichen Brennraum 12 im Bereich des Bodens des Brennraumes 12 von einem darunterliegenden Raum 18 ab.
Des Weiteren ist der den Brennraum 12 begrenzende Mantel 14 aus feuerfestem Material mit einer Außenverkleidung 20 versehen. Die Außenverkleidung 20 umfasst wenigstens teilweise Platten aus Stein, insbesondere Granit, Keramik oder Metall, vorzugsweise Gussstahl, Baustahl, Edelstahl, Aluminium oder einer Legierung davon, bzw. einer Kombination daraus. Die Außenverkleidung 20 kann mithin individuell an Wünsche und/oder Bedürfnisse von Kunden angepasst werden. Somit lässt sich das Aussehen und äußere Erscheinungsbild der Vorrichtung 10 ebenso vielfach wie unterschiedlich gestalten.
In bevorzugter Weise ist die Außenverkleidung 20 aus solchen Platten aus Stein, insbesondere Granit, Keramik oder Metall, vorzugsweise Gussstahl, Baustahl, Aluminium oder einer Legierung davon, bzw. einer Kombination daraus ausgebildet, die weitgehend sichtbar ist. Es handelt sich bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel um die Vorderseite 22 und die beiden Seitenflächen 24, 26 der Vorrichtung 10.
Wie insbesondere aus der 2 entnehmbar ist, ist die Außenverkleidung 20 bei der dargestellten Ausführungsform zudem wenigstens teilweise wärmeisolierend ausgebildet. Insbesondere ist die Außenverkleidung 20 an der Rückseite 28 der Vorrichtung 10 aus Wärmedämmmaterial 30 aufgebaut. Einem Wärmeaustausch über die Rückseite 28 der Vorrichtung 10 ist damit entgegengewirkt.
Das Wärmedämmmaterial 30 ist mit einer Rückwand 32 aus zum Beispiel verzinktem Blech abgedeckt. Die Rückwand 32 dient einerseits der Halterung des Wärmedämmmaterials 30 und anderer seits der Vermeidung von mechanischen Beschädigungen des Wärmedämmmaterials 30 durch äußere Einwirkung.
Ohne im Einzelnen dargestellt zu sein, ist es jedoch ebenso denkbar, die Außenverkleidung 20 insgesamt aus Platten aus Stein, insbesondere Granit, Keramik oder Metall, vorzugsweise Gussstahl, Baustahl, Aluminium oder einer Legierung davon, bzw. einer Kombination daraus auszubilden. Ebenso ist es möglich, die Außenverkleidung 20 weitergehend wärmeisolierend auszugestalten.
Aufgrund der Tatsache, dass zumindest die Rückseite 28 der Vorrichtung 10 bei der in den 1 bis 5 dargestellten Ausführungsform wärmeisoliert ist, findet einerseits kein Wärmeaustausch über die Rückseite 28 an den zu beheizenden Raum statt. Andererseits führt eine solche Wärmeisolierung zu einer ausgesprochen gleichmäßigen Wärmeverteilung in dem Brennraum 12 insgesamt. So kann sich beim Betrieb der Vorrichtung 10 ein allseits gleichmäßiges Wärmeprofil von etwa 100 °C bis zu 120 °C in dem Brennraum 12 ausbilden.
Entsprechend den 7 bis 9 ist der den Brennraum 12 begrenzende Mantel 14 aus feuerfestem Material von einem Rahmengestell 34 aufgenommen und abgestützt. So sind die einzelnen Steine aus Schamotte in das Rahmengestell 34 eingesetzt, geklammert und anschließend mit Schamotte abgedichtet. Die einzelnen Platten der Außenverkleidung 20 sind zuvor eingesetzt und anschließend ebenfalls von dem Rahmengestell 34 gehalten.
Durch das Rahmengestell 34 erhält die Vorrichtung 10 nach der Erfindung eine hohe Aussteifung. Eine solche Bauweise bringt den zusätzlichen Vorteil mit sich, dass die Vorrichtung 10 insgesamt ausgesprochen einfach transportiert werden kann, um diese an anderer Stelle, zum Beispiel in einem anderen zu beheizenden Raum, wieder aufzustellen und in Betrieb zu nehmen.
Das Rahmengestell 34 umfasst dabei ein Bodenelement 36, vier Längsträgerelemente 38 und ein Kopfelement 40. Die Längsträgerelemente 38 sind winkelförmig, d.h. bei der dargestellten Ausführungsform rechtwinkelförmig, ausgestaltet und jeweils eckseitig mit dem Bodenelement 36, beispielsweise durch Verschraubung oder Verschweißung, verbunden. Das Kopfelement 40 ist im Wesentlichen an die Grundfläche des Bodenelementes 36 angepasst und umlaufend ausgestaltet. Das Kopfelement 40 ist wiederum mit den Längsträgerelementen 38 verbunden. Wie in der 9 gezeigt ist, sind zu diesem Zweck Haltebleche 42 jeweils an den Längsträgerelementen 38 angeschweißt, auf welchen das Kopfelement 40 zur Anlage kommt und mittels Schrauben 44 lösbar gesichert ist. Die obere Außenverkleidung 20 in Form einer Abdeckplatte oder dergleichen ist schließlich auf das Kopfelement 30 aufgelegt und gegebenenfalls fixiert bzw. gegen Verschiebung gesichert. Dies kann beispielsweise mittels Verklebung durch Mörtel aus Schamotte etc. erfolgen.
Das Rahmengestell 34 ist vorzugsweise aus Stahl, insbesondere aus nicht-rostendem Stahl, wie aus Nirosta, gebildet, um gegen sich in dem Brennraum 12 ausbildendes Kondenswasser etc. unempfindlich zu sein.
Des Weiteren umfasst die Vorrichtung 10 nach der Erfindung, wie in den 1 bis 5 dargestellt ist, eine Brenneinrichtung 46.
Bei der in den 1 bis 5 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 ist die Brenneinrichtung 46 als Gasstrahlungsbrenner 48 ausgebildet.
Dem Gasstrahlungsbrenner 48 ist ein Brennermedium 50 mit einer homogenen, permeablen bzw. perforierten Mattenstruktur oder dergleichen zugeordnet. Das Brennermedium 50 ist aus Keramik ausgebildet. In bevorzugter Weise ist das Brennermedium 50 aus Keramikfasern, die mit Siliziumkarbid beschichtet und miteinander verschweißt sind, ausgestaltet. Das Brennermedium 50 ist ausgesprochen leistungsfähig und bildet eine stabile, selbstragende Mattenstruktur. Bereits Sekunden nach der Zündung ist die volle Strahlung, d.h. eine Infrarot-Strahlung, erreicht. Nach dem Ausschalten des Gasstrahlungsbrenners 48 ist die Strahlung beendet. Die Oberfläche des Brennermediums 50 erkaltet sofort.
Wie deutlich aus den 6A bis 6D hervorgeht, weist der Gasstrahlungsbrenner 48 ein Gehäuse 52 auf, an dessen Oberseite das Brennermedium 50 angeordnet ist, und zwar dem Brennraum 12 zugewandt.
Die Brenneinrichtung 46 ist über eine erste Zuleitung 54 mit Gas und eine zweite Zuleitung 56 mit Luft versorgbar.
Die erste Zuleitung 54 ist zu diesem Zweck beispielsweise mit einer nicht dargestellten Gasflasche verbunden. Ebenso kann die erste Zuleitung 54 mit einer fest installierten Gasleitung kommunizieren. Als Gas lässt sich jede derzeit auf dem Markt erhältliche Gassorte verwenden. Insoweit sind gleichermaßen Erdgas und Propangas, wie zum Beispiel Erdgas Nord, Erdgas Süd oder Propangas mit unterschiedlichem Druck etc., zum Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 geeignet.
Wie aus den 1 bis 5 deutlich hervorgeht, führt die zweite Zuleitung 56 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 10 von der Außenseite durch eine Wand 58 des zu beheizenden Raumes bzw. des zugehörigen Gebäudes in die Vorrichtung 10, um ausreichend Luft und damit Sauerstoff zuzuführen. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die zweite Zuleitung 56 über die Rückseite 28 der Vorrichtung 10 geführt und mündet in einen Zuluftkanal 60 ein. Ebenso ist es jedoch auch denkbar, die zweite Zuleitung 56 unmittelbar aus dem Bodenelement 32 ausmünden zu lassen (nicht dargestellt).
Entsprechend der 1 erstreckt sich die Platte 16 im Bereich des Bodens des Brennraumes 12 im Wesentlichen horizontal und in einer von dem Brennermedium 50 aufgespannten Ebene. Die Platte 16 ist zur Bildung des Raumes 18 vorgesehen ist. Der Raum 18, in welchem zugleich die erste Zuleitung 54 für das Gas untergebracht ist, kommuniziert einerseits unter Zwischenordnung mit einem Zuluftkanal 60 mit der zweiten Zuleitung 56 zur Zuführung der Luft und andererseits mit einer Einrichtung 62 zum automatischen Einstellen des Gas-/Luftverhältnisses kommunizieren. Die Einrichtung 62 zum automatischen Einstellen des Gas-/Luftverhältnisses des zu verbrennenden Gas-/Luftgemisches mündet dabei in das Gehäuse 52 des Gasstrahlungsbrenners 48 ein.
Die Einrichtung 62 zum automatischen Einstellen des Gas-/Luftverhältnisses des zu verbrennenden Gas-/Luftgemisches in Abhängigkeit der zu erzeugenden Wärme versehen. Insbesondere basiert die Einrichtung 62 zum automatischen Einstellen des Gas-/Luftverhältnisses des zu verbrennenden Gas-/Luftgemisches auf dem Prinzip einer Wasserstrahlpumpe. Insoweit reißt das dem Gasstrahlungsbrenner 48 über die erste Zuleitung 54 zugeführte Gas die dem Gasstrahlungsbrenner 48 über die zweite Zuleitung 56, den Zuluftkanal 60 und den Raum 18 zugeführte Luft automatisch mit. Bei Erhöhung oder Verringerung der Gaszufuhr wird daher automatisch die entsprechend benötigte Menge an Luft in Abstimmung mit den Charakteristiken des Gasstrahlungsbrenners 48 angesaugt. Das Gas-/Luftgemisch wird daher für die jeweils benötigte Heizleistung in entsprechendem Gas-/Luftverhältnis dem Gasstrahlungsbrenner 48 zugeführt und von diesem verbrannt. Zur Steigerung der gewünschten Heizleistung wird mehr Gas über die erste Zuleitung 54 zugeführt, das automatisch mehr Luft über die zweite Zuleitung 56 ansaugt, und umgekehrt. Auf diese Weise lässt sich eine ideale Verbrennung erhalten. Bei dem Gasstrahlungsbrenner 48 handelt es sich quasi um einen Injektorbrenner. Der Gasstrahlungsbrenner 48 besitzt dabei vorzugsweise einen Lambda-Wert von 1,2, saugt also ein Gemisch aus Gas und Luft von insgesamt etwa 120 % an. Der Druck des Gases liegt in einem Bereich von etwa 10 bis 60 mbar. Insbesondere beträgt der Gasdruck 18 mbar für Erdgas, 30 mbar für Propangas international oder 50 mbar für Propangase EU europa weit, je nach Sorte des verwendeten Gases.
Der Brenneinrichtung 46 ist weiterhin eine Piezo-Zündeinrichtung 64 zum Entzünden des Gas-/Luftgemisches zugeordnet. Die Piezo-Zündeinrichtung 64 ist über eine Leitung 66 mit einem Zündknopf 68 verbunden.
Schließlich ist die Brenneinrichtung 46 noch mit einem Thermoelement 70 ausgestattet, das mit einem Ventil 72, insbesondere einem Magnetventil, zusammenwirkt. Das Ventil 72 ist in der ersten Zuleitung 54 zur Zuführung des Gases angeordnet und dient zum Öffnen und Schließen der ersten Zuleitung 54 in Abhängigkeit des jeweiligen Bedarfs an Gas.
Die Betriebsweise der erfindungsgemäßen Brenneinrichtung 46 wird im Folgenden kurz beschrieben:
Die erste Zuleitung 54 zur Zuführung von Gas zur Brenneinrichtung 46 ist durch das Ventil 72 zunächst unterbrochen. Mittels eines Reglers 74, welcher das Ventil 72 betätigt, wird die erste Zuleitung 54 freigegeben, so dass Gas in die Brenneinrichtung 46 über eine Düse 76 einströmen kann. Die Düse 76 ist als Einrichtung 62 vorgesehen. Mittels Einrichtung 62 zum automatischen Einstellen des Gas-/Luftverhältnisses der Brenneinrichtung 46 reißt das eingeführte Gas über die zweite Zuleitung 56 zugeführte bzw. im Raum 18 vorhandene Luft mit. Das Gas-/Luftgemisch gelangt vorgemischt in das Gehäuse 52, strömt sodann unter das Brennermedium 50 und anschließend durch die Vielzahl von Öffnungen und Durchlässen des Brennermediums 50. An der Oberseite des Gehäuses 52 wird das Gas-/Luftgemisch dem Brennraum 12 zugewandt bei Betätigung des Zündknopfes 68 über die Piezo-Zündeinrichtung 64 entzündet. Das Gas-/Luftgemisch wird gleichmäßig verbrannt. Die Temperatur der Brenneinrichtung 46 wird von dem Thermoelement 70 ständig gemessen. In Abhängigkeit der gemessenen Temperatur steuert bzw. regelt das Thermoelement 70 sodann das Ventil 72, um der Brenneinrichtung 46 die erforderliche Menge an Gas über die erste Zuleitung 54 zuzuführen. Bei Erlöschen der Flamme wird die erste Zuleitung 54 daher zeitnah durch das Ventil 72 abgesperrt.
Darüber hinaus umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 eine Abluftleitung 78. Wie insbesondere aus den 1 und 4 hervorgeht, ist die Abluftleitung 78 im unteren Bereich 80, d.h. nahe dem Bodenelement 36, angeordnet. Dabei kommuniziert die Abluftleitung 78 mit dem Brennraum 12 über eine im oberen Bereich 82 des Brennraumes 12 angeordnete Öffnung 84 eines sich in dem Brennraum 12 erstreckenden Abluftkanals 86. Die Öffnung 84 des Abluftkanals 86 ist daher entsprechend den 1 und 4 zu dem Kopfelement 40 benachbart.
Der Abluftkanal 86 ist weiterhin im rückseitigen Bereich 88 des Brennraumes 12 und bevorzugt an dessen Rückseite 28 angeordnet. Der Abluftkanal 86 weist eine Länge auf, die gleich oder größer ist als die halbe Höhe des Brennraumes 12. Vorzugsweise entspricht die Länge des Abluftkanals 86 etwa 3/4 bis ungefähr 9/10 der Höhe des Brennraumes 12. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die durch die Brenneinrichtung 46 erzeugte Wärme zunächst im Brennraum 12 gestaut wird, wodurch sich eine gleichmäßige Wärmeverteilung ergibt. Die Wärme wird sodann an den Mantel 14 des Brennraumes 12 abgegeben und über diesen und die Außenverkleidung 20 an bzw. in den zu beheizenden Raum weiter- bzw. eingeleitet. Somit wird allenfalls ein nur mehr sehr geringer Anteil an Restwärme über die Abluftleitung 78 nach außen abgeführt bzw. ausgeleitet. Nicht zuletzt aufgrund dessen lässt sich mit der Vorrichtung 10 nach der Erfindung ein Wirkungsgrad von bis zu 99 %, d.h. einen um mehr als die Hälfte höherer Wirkungsgrad als bei einem herkömmlichen Kachelofen, erhalten.
Zugleich ist gewährleistet, dass die durch die Abluftleitung 78 auszuleitenden Abgase eine Temperatur von etwa 50 °C, d.h. eine etwa um die Hälfte geringere Temperatur als ein herkömmlicher Kachelofen, besitzen. Zugleich ist eine solche Temperatur noch ausreichend hoch, um die Entstehung von Kondenswasser im Abluftkanal 86 zuverlässig zu unterbinden.
Wie in den 1 bis 4 gezeigt ist, ist der Abluftkanal 86 zweckmäßigerweise durch einen Teil des Brennraumes 12, insbesondere von dessen Rückseite 28, gebildet. Der Abluftkanal 86 ist mithin im Querschnitt etwa U-förmig ausgestaltet und mit zwei seitlich abstehenden Laschen 90 versehen (vgl. 5), welche an dem Mantel 14 aus feuerfestem Material befestigt sind. Der Abluftkanal 86 ist mithin in seiner Bauweise ausgesprochen einfach, zugleich kompakt gehalten. Gleichzeitig ist einer Kondenswasserbildung im Bereich der Rückseite 28 des Brennraumes 12 entgegengewirkt.
Der Abluftkanal 86 besteht ebenfalls aus nicht-rostendem Stahl, insbesondere aus Nirosta, um jegliche Rostbildung im Brennraum 12 auszuschließen.
Im Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 hat sich in strömungstechnischer Hinsicht als besonders vorteilhaft erwiesen, dass der Abluftkanal 86 eine Querschnittsfläche aufweist, die im Verhältnis zur Querschnittsfläche der Abluftleitung 78 zwischen etwa 5:2 bis 2:1 liegt.
Zur Vereinfachung der Bauweise sind der Zuluftkanal 60 und der Abluftkanal 86 integral ausgebildet. Im Breich der zweiten Zuleitung 56 und der Abluftleitung 78 ist jedoch ein Trennblech 92 oder dergleichen eingezogen.
Entsprechend den 1 und 4 ist die Abluftleitung 78 in geringfügigem Abstand zum Boden des Brennraumes 12 angeordnet. Auf diese Weise kann sich unter Umständen im Brennraum 12 unvorhergesehenermaßen ausbildendes Kondenswasser zurückgehalten werden, ohne dass dieses mit dem auszuleitenden Abgas durch die Abluftleitung 78 austreten kann. Das so gebildete Kondenswasser wird vielmehr unterhalb der Abluftleitung 78 in dem Abluftkanal 86 gesammelt und beim nächsten Heizvorgang herausgedrückt.
Alternativ dazu kann, wie bei der Ausführungsform der in den 1 bis 5 gezeigten Vorrichtung 10, ein Ventil 94 zum Entleeren von Kondenswasser vorgesehen sein.
Schließlich sind die zweite Zuleitung 56 und die Abluftleitung 78 endseitig, d.h. außerhalb der Wand 52 des zu beheizenden Raumes, mit einem Windschutz 96 oder dergleichen versehen. Der Windschutz 96 kann beispielsweise Umlenkbleche (nicht gezeigt) umfassen, derart, dass in der zweiten Zuleitung 56, dem Zuluftkanal 60 und dem abgetrennten Raum 18 jegliche Strömung ausgeschlossen ist. In dem Raum 18 ist es somit absolut windstill. Der Raum 18 ist gegenüber dem Außendruck unempfindlich. In den Raum 18 herrscht atmosphärischer Druck, d.h. kein Windüber- bzw. -Unterdruck.
Weiterhin ist der 1 und 4 entnehmbar, dass der Brennraum 12 über eine Öffnung 98 oder dergleichen wenigstens teilweise von außen zugänglich ist. Insbesondere zu Wartungs-, Reparatur- oder Revisionszwecken kann ein Zugang zum Brennraum 12 bzw. der in dem Brennraum 12 angeordneten Brenneinrichtung 46 erforderlich sein. Die Öffnung 98 ist dabei über eine, insbesondere durchsichtige, Verschließeinrichtung 100, beispielsweise in Form eines Fensters bzw. einer Tür, abdichtend verschließbar.
In den 10 bis 13 ist eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung 10 dargestellt.
Demnach ist die Brenneinrichtung 46 als Gasbrenner 102 ausgebildet, der über eine erste Zuleitung 54' mit Gas und eine zweite Zuleitung 56' mit Luft versorgt wird.
Die erste Zuleitung 54' ist zu diesem Zweck abermals beispielsweise mit einer nicht dargestellten Gasflasche verbunden. Die zweite Zuleitung 56' führt von der Außenseite der Vorrichtung 10 durch den Brennraum 12 zu dem Gasbrenner 102, um Raumluft aus dem zu beheizenden Raum zuzuführen.
Dem Gasbrenner 102, der in den 14 und 15 schematisch in vergrößerter Darstellung gezeigt ist, ist wiederum eine Piezo-Zündeinrichtung 64 zum Entzünden des Gas-/Luftgemisches zugeordnet. Die Piezo-Zündeinrichtung 64 ist über eine Leitung 66 mit einem Zündknopf 68 verbunden.
Des Weiteren ist der Gasbrenner 102 noch mit einem Thermoelement 70 ausgestattet, das mit einem Ventil 72, insbesondere einem Magnetventil, zusammenwirkt. Das Ventil 72 ist in der ersten Zuleitung 54' zur Zuführung des Gases angeordnet und dient zum Öffnen und Schließen der ersten Zuleitung 54' in Abhängigkeit des jeweiligen Bedarfs an Gas.
Die erste Zuleitung 54' zur Zuführung von Gas zum Gasbrenner 102 ist durch das Ventil 72 zunächst unterbrochen. Mittels Regler 74, welcher das Ventil 72 betätigt, wird die erste Zuleitung 54' freigegeben, so dass Gas in den Gasbrenner 102 über eine nicht näher dargestellte Düse einströmen kann. Am Unterteil des Gasbrenners 102 reißt das eingeführte Gas über die zweite Zuleitung 56' zugeführte Luft mit. Das Gas-/Luftgemisch gelangt zum Oberteil des Gasbrenners 102 und wird in diesem Bereich bei Betätigung des Zündknopfes 68 über die Piezo-Zündeinrichtung 64 entzündet. Das Gas-/Luftgemisch wird gleichmäßig verbrannt. Die Temperatur des Gasbrenners 100 wird von dem Thermoelement 70 ständig überwacht. In Abhängigkeit der gemessenen Temperatur steuert bzw. regelt das Thermoelement 70 sodann das Ventil 72, um dem Gasbrenner 102 die erforderliche Menge an Gas über die erste Zuleitung 54' zuzuführen. Bei Erlöschen der Flamme wird die erste Zuleitung 54' daher zeitnah durch das Ventil 72 abgesperrt.
Unterschiedlich bei der Ausführungsform der Vorrichtung 10 gemäß den 10 bis 13 zu derjenigen nach den 1 bis 5 ist schließlich die Anordnung des Abluftkanals 78 am rückseitigen Bereich 88. So befindet sich Abluftkanal 78 nicht wie bei der Ausführungsform nach den 1 bis 5 etwa mittig an der Rückseite, sondern auf der rechten Seite im Eckbereich.
Beispiel
In der Praxis hat sich eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 auf überraschend einfache Weise als besonders vorteilhaft erwiesen. Die Vorrichtung 10 nach der Erfindung kann beispielsweise folgende Abmessungen und Charakteristika aufweisen:
Die Außenabmessungen der Vorrichtung 10 betragen etwa 1000 mm × 740 mm × 740 mm. Der Mantel 14 besteht aus einem 34 mm dikken feuerfesten Material, beispielsweise aus Schamotte, und einer 10 mm dicken Außenverkleidung 20. Die Längsträgerelemente 38 des Rahmengestells 30 besitzen eine Dicke von 1,5 mm. Die Brenneinrichtung 46 ist mit einer Brennerleistung von etwa 340 W bis ungefähr 3,5 kW, insbesondere von etwa 500 W bis 2,3 kW, ausgestattet. Die erste Zuleitung 54 zur Zuführung des Gases weist einen Durchmesser von 8 mm auf, kann aber auch in einem Bereich von etwa 4 bis 12 mm variieren. Die zweite Zuleitung 56 zur Zuführung der Luft weist einen Durchmesser von 34 mm auf, kann aber ebenso in einem Bereich etwa zwischen 20 und 40 mm variieren. Der Abluftkanal 86 besitzt eine Länge von 750 mm und eine Querschnittsfläche von 50 mm × 100 mm. Die Abluftleitung 78 weist ein Durchmesser von 50 mm auf.
Der Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 beträgt 98 % bis 99 %. Die Temperatur im Brennraum 12 beträgt dabei über ein gleichmäßig verteiltes Wärmeprofil etwa 100 bis 120 °C. Die Temperatur des durch den Abluftkanal 86 geführten und die Abluftleitung 78 auszuleitenden Abgases beträgt etwa 35 °C bis 50 °C. Der CO₂-Ausstoß liegt bei etwa 4,7 %.
Als ausgesprochen wirtschaftlich hat sich dabei ein Betrieb der Brenneinrichtung 46 mit bzw, bei einer Heizleistung zwischen ungefähr 800 W bis etwa 1 kW einschließlich erwiesen. Bei einer Heizdauer von nahezu 12 Stunden erfolgt eine Wär meabgabe infolge der Speicherung der Wärme durch die Vorrichtung 10 nach der Erfindung um weitere 6 Stunden.
Im Ergebnis handelt es sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 um einen Stauwärme-Gasspeicherofen, der einfach, kompakt und zuverlässig ausgestaltet ist und infolge eines speziell konstruierten Abgassystems dafür sorgt, dass die Wärme in der Vorrichtung 10 verbleibt und nicht durch den Kamin bzw. Schornstein, wie bei einem herkömmlichen Kachelofen, herausgeführt wird. Der Wirkungsgrad der Vorrichtung 10 nach der Erfindung ist ausgesprochen hoch. Damit einhergehend sind die Betriebskosten der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 gering. Nicht zuletzt aufgrund der spezifischen Bau- und Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 lassen sich in vorteilhafter Weise Eigenschaften eines herkömmlichen Kachelofens bezüglich der Abstrahlungswärme mit denjenigen einer sogenannten Außenwandtherme kombinieren. So ist bei der Vorrichtung 10 nach der Erfindung wegen der kleinen Abmessungen der Abluftleitung 78 kein gesonderter Kamin notwendig. Die Vorrichtung 10 kann vielmehr ohne großen Aufwand durch eine Wand des zu beheizenden Raumes, wie eine derartige Außenwandtherme, nach außen hindurch geführt werden. Schließlich ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 aufgrund des vorgesehenen Rahmengestells 30 jederzeit und beliebig transportfähig.

Claims

Vorrichtung zum Erzeugen, Speichern und Abgeben von Wärme an einen zu beheizenden Raum, umfassend einen von einem Mantel (14) aus feuerfestem Material, insbesondere aus Schamotte, Beton, Keramik, Ton oder Speckstein oder einer Kombination daraus, umgebenen und begrenzten Brennraum (12), eine in dem Brennraum (12) angeordnete, über eine erste Zuleitung (54, 54') mit Gas und eine zweite Zuleitung (56, 56') mit Luft versorgbare Brenneinrichtung (46) und eine im unteren Bereich (80) des Brennraumes (12) angeordnete Abluftleitung (78), wobei die Abluftleitung (78) mit dem Brennraum (12) über eine im oberen Bereich (82) des Brennraumes (12) angeordnete Öffnung (84) eines sich in dem Brennraum (12) erstreckenden Abluftkanals (86) kommuniziert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der den Brennraum (12) begrenzende Mantel (14) aus feuerfestem Material aus Steinen aus Schamotte, Beton, Keramik, Ton oder Speckstein gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der den Brennraum (12) begrenzende Mantel (14) aus feuerfestem Material mit einer Außenverkleidung (20) versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenverkleidung (20) wenigstens teilweise Platten aus Stein, insbesondere Granit, Keramik oder Metall, vorzugsweise Gussstahl, Baustahl, Aluminium oder einer Legierung davon, bzw. einer Kombination daraus umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die weitgehend sichtbare Außenverkleidung (20) aus Platten aus Stein, insbesondere Granit, Keramik oder Metall, vor zugsweise Gussstahl, Baustahl, Aluminium oder einer Legierung davon, bzw. einer Kombination daraus ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenverkleidung (20) wenigstens teilweise wärmeisolierend ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die rückseitige Außenverkleidung (20) aus Wärmedämmmaterial (26) besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der den Brennraum (12) begrenzende Mantel (14) aus feuerfestem Material von einem Rahmengestell (34) aufgenommen und abgestützt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmengestell (34) ein Bodenelement (36), eckseitig mit dem Bodenelement (36) verbundene, winkelförmige Längsträgerelemente (38) und ein mit den Längsträgerelementen (38) verbundenes, im Wesentlichen an die Grundfläche des Bodenelementes (36) angepasstes und umlaufendes Kopfelement (40) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmengestell (34) aus Stahl, insbesondere nicht-rostendem Stahl, vorzugsweise aus Nirosta, gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Brenneinrichtung (46) mit einer Einrichtung (62) zum automatischen Einstellen des Gas-/Luftverhältnisses des zu verbrennenden Gas-/Luftgemisches in Abhängigkeit der zu erzeugenden Wärme versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (62) zum automatischen Einstellen des Gas-/-Luftverhältnisses des zu verbrennenden Gas-/Luftgemisches auf dem Prinzip einer Wasserstrahlpumpe basiert, derart, dass das der Brenneinrichtung (46) über die erste Zuleitung (54, 54') zugeführte Gas die der Brenneinrichtung (46) über die zweite Zuleitung (56, 56') zugeführte Luft mitreißt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Brenneinrichtung (46) einen Gasstrahlungsbrenner (48) umfasst, dem ein Brennermedium (50) mit einer homogenen, permeablen Mattenstruktur oder dergleichen zugeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennermedium (50) aus Keramik, insbesondere aus Keramikfasern, die mit Siliziumkarbid beschichtet und miteinander verschweißt sind, ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasstrahlungsbrenner (48) ein Gehäuse (52) aufweist, an dessen Oberseite das Brennermedium (50) dem Brennraum (12) zugewandt angeordnet ist und in das die Einrichtung (62) zum automatischen Einstellen des Gas-/Luftverhältnisses des zu verbrennenden Gas-/Luftgemisches einmündet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine im Wesentlichen horizontal und sich in einer von dem Brennermedium aufgespannten Ebene erstreckende Platte (16) oder dergleichen im Bereich des Bodens des Brennraumes (12) zur Bildung eines Raumes (18) vorgesehen ist, über welchen die zweite Zuleitung (56, 56') zur Zuführung der Luft und die Einrichtung (62) zum automatischen Einstellen des Gas-/Luftverhältnisses kommunizieren.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Brenneinrichtung (46) einen Gasbrenner umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zuleitung (54, 54') zur Zuführung des Gases einen Durchmesser etwa zwischen 4 bis 12 mm, insbesondere von 8 mm, aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Zuleitung (56, 56') zur Zuführung der Luft durch eine Wand (58) des zu beheizenden Raumes hindurchführbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Zuleitung (56, 56') zur Zuführung der Luft einen Durchmesser etwa zwischen 20 und 40 mm, insbesondere von 30 mm, aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenneinrichtung (46) eine Piezo-Zündeinrichtung (64) zum Entzünden des Gas-/Luftgemisches zugeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Brenneinrichtung (46) mit einem Thermoelement (70) ausgestattet ist, das mit einem in der ersten Zuleitung (54, 54') zur Zuführung des Gases angeordneten Ventil (72), insbesondere einem Magnetventil, zum Öffnen und Schließen der ersten Zuleitung (54, 54') zur Zuführung des Gases zusammenwirkt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Abluftkanal (86) in dem Brennraum (12) im Wesentlichen senkrecht erstreckt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Abluftkanal (86) im rückseitigen Bereich (88) des Brennraumes (12), insbesondere an dessen Rückseite (28), angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Abluftkanal (86) eine Länge aufweist, die gleich oder größer ist als die halbe Höhe des Brennraumes (12).
Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Abluftkanal (86) eine Länge aufweist, die etwa 3/4 bis ungefähr 9/10 der Höhe des Brennraumes (12) entspricht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Abluftkanal (86) durch einen Teil des Brennraumes (12), insbesondere von dessen Rückseite (28), gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Abluftkanal (86) aus nicht-rostendem Stahl, insbesondere aus Nirosta, besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Abluftkanal (86) eine Querschnittsfläche aufweist, die im Verhältnis zur Querschnittsfläche der Abluftleitung (78) zwischen etwa 5:2 bis 2:1 liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Abluftkanal (86) eine Querschnittsfläche von 50 mm × 100 mm und die Abluftleitung (78) einen Durchmesser von 50 mm aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass dem Abluftkanal (86) im Breich der Abluftleitung (78) eine Einrichtung (94) zur Entleerung von Kondenswasser zugeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Abluftleitung (78) in geringfügigem Abstand zum Boden des Brennraumes (12) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Abluftleitung (78) durch eine Wand des zu beheizenden Raumes hindurchführbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Zuleitung (56, 56') und die Abluftleitung (78) endseitig mit einem Windschutz (96) oder dergleichen versehen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennraum (12) über eine Öffnung (98) oder dergleichen wenigstens teilweise von außen zugänglich ist, wobei die Öffnung (98) über eine, insbesondere durchsichtige, Verschließeinrichtung (100) oder dergleichen Fenster bzw. Tür abdichtend verschließbar ist.