DE29814772U1

DE29814772U1 - Wärmetauscher-Schornstein mit Abluftnutzung

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Publication number: DE29814772U1
Application number: DE29814772U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-08-18
Filing date: 1998-08-18
Publication date: 2000-01-05
Anticipated expiration: 2008-08-19
Also published as: DE19938324A1

Description

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WARMETAUSCHER-SCHORNSTEm MIT ABLUFTNUTZUNG

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher-Schornstein gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1-20.

Derartige Wärmetauscher-Schornsteine - oft auch als Luft-Abgas-Systeme bezeichnet - sind bekannt (vgl. z.B. Heizungsjournal Oktober 1993 Seite 20/22). Sie versorgen Feuerstätten zuverlässig mit Verbrennungsluft und nutzen gleichzeitig einen Teil der Abgaswärme durch Wärmeaustausch zwischen Abgas und Verbrennungsluft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die technischen Gegebenheiten bei Wärmetauscher-Schornsteinen fur zusätzliche Leistungen zu nutzen und damit bei reduziertem finanziellem Aufwand eine höhere Energieersparnis bei gleichzeitig niedrigeren Betriebskosten zu verwirklichen. Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Schornstein durch die im Kennzeichen der Ansprüche angegebenen Merkmale gelöst.

Indem bei einem Wärmetauscher-Schornstein die Verbrennungsluft nicht alleine aus dem Freien, sondern auch als Abluft aus dem Gebäude entnommen wird, kann der Wärmetauscher-Schornstein zwei Aufgaben, die sonst von getrennten Bauteilen übernommen werden, nämlich das Abführen der Abgase und das Entfernen der Abluft aus dem Gebäude alleine erfüllen, wodurch der Aufwand für die sonst übliche getrennte Führung einer Abluftleitung entfallt. Hierbei kann entsprechend Anspruch 2 noch eine teilweise eigene Führung der Abluft vorgesehen sein, bei der die Abluft aus einem oder mehreren Räumen mit Leitungen in den Dachbereich transportiert wird und erst dort dem Verbrennungsluftschacht zugeführt wird. Dies hat den Vorteil, daß die Abluft relativ weit oben in den Verbrennungsluftschacht eintritt und dementsprechend eine längere Strecke für den Wärmeaustausch zwischen Abgas und Verbrennungsluft zur Verfugung steht. Außerdem kann hierbei ein eventuell vorgesehener Abluftventilator im Dachgeschoß angeordnet werden, wodurch die durch den Ventilator verursachten Geräusche im Raum aus dem die Abluft entnommen wird nur gedämpft zu hören sind. Die Verbrennungsluft kann aber auch entsprechend Anspruch 3 direkt aus den Räumen in denen sie anfallt dem Verbrennungsluftschacht zugeführt werden, wobei sich zwar bei tiefer gelegenen Räumen die Strecke verkürzt, längs der ein Wärmeaustausch stattfindet, gleichzeitig aber die baulichen Aufwendungen für die Abluftführung auf ein Minimum reduziert werden. Soweit der Verbrennungsluftschacht direkt an die Räume angrenzt, die entlüftet werden sollen, sind für die Ableitung der Abluft keinerlei eigene Leitungen, sondern nur entsprechende Öffnungen in der Schachtwand erforderlich. Eine derartige Führung der Schächte läßt sich bei Wärmetauscher-Schornsteinen meist problemlos erreichen, da die Aufstellmöglichkeiten für raumluftunabhängige Feuerstätten sehr flexibel sind, weil sie dem Aufstellraum keine Verbrennungsluft entnehmen. Der Wärmetauscher-Schornstein kann nahezu an jeder Stelle bezogen auf den Gebäudegrundriß angeordnet werden.

Die Abluft wird beim Wärmetauscher-Schornstein mit Abluftnutzung abhängig davon, ob sich die Feuerstätte in Betrieb befindet oder außer Betrieb ist, auf zwei unterschiedlichen Wegen ins Freie transportiert. Wenn die Feuerstätte nicht in Betrieb ist, geht die Abluft entsprechend Anspruch 4 über den Verbrennungsluftschacht entgegen der Strömungsrichtung der Verbren-

nungsluft über Dach ins Freie. Prinzipiell steht der Abluft hier auch der Weg über den unteren Teil des Verbrennungsluftschachtes, die Feuerstätte und den Abgasschacht zur Verfugung. Die Widerstände dieses Strömungsweges werden jedoch wegen der größeren Länge und zahlreicher Umlenkungen sehr viel höher sein, so daß dieser Nebenluftstrom in der Praxis vernachläßigbar ist. Dies gilt insbesondere, wenn die Feuerstätte wie bei Gebläsebrennem üblich, eine Zuluftklappe enthält, die diesen Strömungsweg bei Stillstand der Feuerstätte dicht abschließt. Durch die warme Abluft werden die Wände des Verbrennungsluftschachtes oberhalb der Abluftöfihung erwärmt. Beim Inbetriebgehen der Feuerstätte wird bei einer möglichen Umkehr der Strömungsrichtung die vom Freien angesaugte - kalte - Verbrennungsluft an den wärmeren Schachtwänden erwärmt. Ist die Abluftmenge geringer als die benötigte Verbrennungsluftmenge tritt diese Umkehr der Strömungsrichtung auf und es findet ein rekuperativer Wärmeaustausch statt. Vorteilhaft ist hierbei nicht nur die damit verbundene zusätzliche Nutzung der Wärme der Abluft, sondern es kann, da die Wände des Verbrennungsluftschachtes durch die kalte Außenluft weniger ausgekühlt werden, auch auf eine sonst häufig notwendige Wärmedämmung der Wände des Verbrennungsluftschachtes verzichtet werden. Dieser Vorteil bleibt auch bestehen, wenn es zu keiner Umkehr der Strömung kommt, sondern - weil die Abluftmenge größer als die Verbrennungsluftmenge ist - die Abluft immer über den oberen Teil des Verbrennungsluftschachtes ins Freie geleitet wird, da dann die Wände des Verbrennungsluftschachtes nicht durch kalte Außenluft abgekühlt werden.

Wenn die Feuerstätte in Betrieb ist, wird die Abluft entsprechend Anspruch 5 entweder ganz oder teilweise als Verbrennungsluft zur Feuerstätte transportiert und geht nach Verlassen der Feuerstätte als Abgas durch den Abgasschacht über Dach ins Freie. Hierbei ersetzt die Abluft teilweise oder ganz die sonst erforderliche Verbrennungsluft aus dem Freien.

Da es sich bei der Abluft in Wohngebäuden, aufweiche sich die Erfindung vorzugsweise bezieht, in der Regel um Luft aus beheizten Räumen handelt, hat die Abluft eine höhere Temperatur als die aus dem Freien entnommene Verbrennungsluft. Entsprechend den Unterschieden in den Wärmeinhalten beider Luftströme wird dann für die Erzeugung der Wärme in der Feuerstätte weniger Energie bzw. Brennstoff benötigt. Die Zuführung der Abluft zur Feuerstätte hat damit energetisch eine ähnliche Wirkung wie der Einsatz eines Abluft-ZFrischluft-Wärmetauschers, bei dem der Wärmeinhalt der Abluft an die kalte Frischluft übertragen wird, wobei beim Wärmetauscher nur ein Bruchteil der vorhandenen Wärme an den Frischluftstrom übergeht, während die Zuführung der Abluft zur Feuerstätte den Wärmeinhalt der Abluft praktisch verlustlos auf die Feuerstätte überträgt. Zusätzlich entfallt der apparative Aufwand für einen solchen Wärmetauscher bei der erfindungsgemäßen Lösung vollkommen.

Die benötigte Verbrennungsluftmenge wird in der Regel nicht genau der zur Verfugung stehenden Abluftmenge entsprechen, obwohl man sicher in vielen Fällen die Abluftanlage so auslegen kann, daß diese Bedingung erfüllt ist, da für die Festlegung der Abluftmenge ein erheblicher Ermessensspielraum gegeben ist. Zusätzlich besteht ein weiter Freiraum bei der Entscheidung, welche Räume an den Verbrennungsluftschacht angeschlossen werden sollen. In Frage kommt hier in Wohngebäuden insbesondere die Abluft aus Bädern oder Küchen, aber auch Wohnräume können in das System integriert werden. Am einfachsten und problemlosesten ist es, wenn an den Verbrennungsluftschacht die Abluft aus nur einem Raum angeschlossen wird,

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da der Verbrennungsluftschacht dann innerhalb des Gebäudes nur eine einzige unverschlossene Öffnung aufweist, so daß die Gefahr der Brandübertragung von einem Geschoß zum anderen bei entsprechender brandbeständiger Ausbildung des Verbrennungsluftschachtes selbst nicht zu befurchten ist. Prinzipiell ist aber auch der Anschluß der Abluft mehrerer Räume an den Verbrennungsluftschacht möglich, wie ja auch der Anschluß mehrerer Feuerstätten an einen Wärmetauscher-Schornstein möglich und üblich ist. Vorteilhaft für den Wärmeaustausch zwischen Abgas und Verbrennungsluft ist es, wenn der Abluftanschluß an den Verbrennungsluftschacht möglichst weit oben wie z.B. im Dachbereich (siehe Anspruch 2) und der Anschluß für die Feuerstätte(n) möglichst weit unten wie z.B. im Kellerbereich angeordnet ist.

Die Funktionsweise der Anlage wird nicht beeinträchtigt, wenn die Abluftmenge kleiner oder größer als die Verbrennungsluftmenge ist. Wenn die Abluftmenge größer ist, als die erforderliche Verbrennungsluftmenge, wird entsprechend Anspruch 6 ein Teil der Abluft von der Anschlußstelle nach unten zur Feuerstätte und der restliche Teil der Abluft im oberen Teil der Schachtes über Dach ins Freie abgeführt.

Wenn die Abluftmenge kleiner ist, als die erforderliche Verbrennungsluftmenge, wird entsprechend Anspruch 7 die Abluft und zusätzlich Verbrennungsluft, die von der Öffnung über Dach in den Verbrennungsluftschacht einströmt, zur Feuerstätte transportiert.

Wenn die Abluftmenge größer ist als die Verbrennungsluftmenge, entstehen zwei parallel angeordnete Abluftströme - einmal von der Anschlußstelle der Abluft über den Verbrennungsluftschacht direkt ins Freie und einmal über den unteren Teil des Verbrennungsluftschachtes, die Feuerstätte und den Abgasschacht ins Freie. Hierbei hängt die Aufteilung der jeweiligen Massenströme von den vom Schachtquerschnitt abhängigen Strömungswiderständen und den zur Verfugung stehenden Antriebskräften ab. Die heute üblichen Feuerstätten besitzen üblicherweise ein Verbrennungsluft- (oder auch Abgas-)gebläse, das es erlaubt, die Verbrennungsluftmenge genau an den Verbrennungsluftbedarf anzupassen. Soll über diese Verbrennungsluftmenge hinaus zusätzliche Abluft abgeführt werden, so kann dies in einfacher Weise solange die Ablufttemperatur höher ist als die Außenlufttemperatur durch thermischen Auftrieb erfolgen. Die zusätzlich über Dach ins Freie geförderte Abluftmenge hängt dann vor allem von der Querschnittsfläche des Verbrennungsluftschachtes ab. Damit keine allzu großen Schachtquerschnitte benötigt werden, ist es zweckmäßig entsprechend Anspruch 8, die Abluft mit einem Ventilator in den Verbrennungsluftschacht zu drücken. Dies erlaubt nicht nur kleinere Schachtquerschnitte, sondern hat auch einen von Temperatur- und Windeinflüssen weniger abhängigen Abluftstrom zur Folge.

Um der Gefahr zu entgehen, den Verbrennungsluftstrom durch die Kraft des Abluftventilators zu beeinflussen, kann es zweckmäßig sein, die Pressung des Abluftventilators deutlich geringer als diejenige des Brennergebläses auszulegen. Dann können leise laufende, den Bewohner nicht störende Ventilatoren eingesetzt werden. Außerdem wird sich bei einem Ausfall des Ventilators zwar die Abluftmenge verringern, die Verbrennungsluftmenge selbst wird hiervon aber nur unwesentlich beeinflußt werden. Es ist dann auch möglich, den Abluftventilator entsprechend Anspruch 9 weitgehend unabhängig vom Betrieb der Feuerstätte und abhängig von einer die Raumluftqualität kennzeichnenden Meßgröße zu betreiben oder den Abluftventilator zeitab-

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hängig entsprechend der Nutzungsbedingungen zu steuern. Da mit der Nutzung der Abluft als Verbrennungsluft eine zusätzliche Energieeinsparung verbunden ist, kann es besonders vorteilhaft sein, den Abluftventilator vor allem während der Betnebszeit der Feuerstätte zu betreiben, das heißt ihn so zu schalten, daß er automatisch immer gleichzeitig mit der Feuerstätte in Betrieb geht. Wenn die Laufzeiten der Feuerstätte und des Abluftventilators nicht ausreichen, die geforderte Raumluftqualität aufrecht zu erhalten, kann man dafür sorgen, daß der Abluftventilator immer bei Betrieb der Feuerstätte, und zusätzlich bei Stillstand der Feuerstätte dann in Betrieb geht, wenn die Raumluftqualität dies erforderlich macht.

Abweichend von den Überlegungen im vorhergehenden Abschnitt kann es auch zweckmäßig sein, die Verbrennungsluftmenge weitgehend über den Abluftventilator festzulegen. Dies kommt vor allem für Feuerstätten in Frage, die kein eigenes oder kein ausreichend kräftiges Brennergebläse besitzen oder die nicht als raumluftunabhängige Feuerstätten konzipiert sind. Hierbei wird der Feuerstätte die Verbrennungsluft nur vom Abluftventilator zur Verfugung gestellt, wobei die Abluftmenge für die Versorgung der Feuerstätte mit Verbrennungsluft ausreichend groß bemessen werden muß.

Die erfindungsgemäße Nutzung eines Wärmetauscher-Schornsteins für die Abführung der Abluft aus dem Gebäude hilft Betriebskosten zum einen durch die Nutzung der Wärme der Abluft zu sparen, zum anderen wird auch der Stromverbrauch für den Betrieb der Ventilatoren verringert, da die Abluftleitung mit den ihr zuzuschreibenden Strömungswiderständen entfallt, ohne daß die Strömungswiderstände im Bereich des Wärmetauscher-Schornsteins gegenüber dessen alleinigem Betrieb wesentlich zunehmen.

Das Formstück für den Verbrennungsluftschacht weist eine lichte, vorzugsweise angenähert quadratische Öffnung auf, in welcher der vorzugsweise runde Abgasschacht angeordnet wird. Nach Anspruch 10 kann dieses Formstück in den Eckbereichen über die Formstückhöhe durchgehende Ausnehmungen enthalten, die dazu dienen können, die elektrischen Leitungen für die Verdrahtung von Feuerstätte(n) und Abluftventilatoren) aufzunehmen, die aber auch für die Aufnahme von Bewehrungseisen für die Verbesserung der Standsicherheit des Verbrennungsluftschachtes herangezogen werden können. Dabei können die gleichen Ausnehmungen im Formstück im unteren Bereich als Leerrohr für die elektrischen Leitungen und im oberen Bereich für die Verbesserung der Standsicherheit der über Dach freistehenden Teile des Wärmetauscher-Schornsteins verwendet werden.

Das Formstück für den Verbrennungsluftschacht kann entsprechend Anspruch 11 weitere lichte Querschnitte insbesondere für die Aufnahme von Abluft enthalten. Entsprechend Anspruch 12 können diese Schächte dazu verwendet werden, die Abluft bis über Dach oder bis in die Nähe der Mündung hochzuführen und dort erst über eine Öffnung in den Verbrennungsluftschacht eintreten zu lassen. Dies hat den Vorteil, daß nahezu die gesamte Länge des Verbrennungsluftschachtes für den Wärmeaustausch zwischen Abgas und Verbrennungsluft genutzt werden kann. Die Schächte können aber auch entsprechend Anspruch 13 dazu benutzt werden, die Abluft jeweils im folgenden Geschoß in den Verbrennungsluftschacht eintreten zu lassen. Hierdurch wird bei Abluftanschlüssen in mehreren Geschossen sowohl die Brandsicherheit wie auch die Luftschalldämmung verbessert. Im Brandfall wird das Austreten von Brand-

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gasen aus den Abluftöfihungen dadurch erschwert, daß die in den Verbrennungsluftschacht eingetretenen Brandgase in höheren Geschossen nur über den Abluftschacht in angrenzende Räume austreten können, wobei sie in diesem Schacht entgegen dem thermischen Auftrieb nach unten strömen müßten. Die Luftschalldämmung zwischen den Räumen in zwei übereinander liegenden Geschossen wird dadurch verbessert, daß der Weg für die Luftschallübertragung erheblich verlängert und durch zusätzliche Umlenkungen erschwert wird.

Weist das Formstück fur den Verbrennungsluftschacht mindestens zwei zusätzliche Querschnitte für die Abführung der Abluft auf, kann nach Anspruch 14 die Abluft wechselweise in die Abluftschächte eingeleitet werden und dann sogar jeweils um zwei Geschosse versetzt in den Luftweg des Verbrennungsluftschachtes übergeleitet werden, wodurch sich die für den Anspruch 13 genannten Vorteile weiter verstärken.

Weist das Formstück für den Verbrennungsluftschacht zusätzlich zwei lichte Querschnitte auf, kann einer dieser Schächte nach Anspruch 15 als Abluftschacht z.B. mit Überleitung der Abluft in den Verbrennungsluftschacht im nächsten Geschoß, und der andere Schacht als Installationsschacht für die Aufnahme elektrischer Leitungen bzw. von Heizungsrohren benutzt werden.

Für die Erstellung des Wärmetauscher-Schornsteins mit Abluftnutzung ist es zweckmäßig, entsprechend Anspruch 16 die erforderlichen Bauteile zu einem Bausatz zusammenzustellen, da damit alle Elemente genau aufeinander und auf die vorgesehenen Betriebsverhältnisse abgestimmt werden können. Derartige Bausätze sind für Wärmetauscher-Schornsteine durchaus üblich, sie müssen für die Abluftnutzung nur durch einen zusätzlichen Abluftventilator ergänzt werden. Vorteilhaft ist hierbei, wenn der Abluftventilator in die Wände des Verbrennungsluftschachtes so eingebaut werden kann, daß er sowohl nicht nach innen übersteht, da er sonst den erforderlichen Strömungsquerschnitt vermindern würde, wie auch möglichst wenig nach außen in den angrenzenden Raum übersteht.

Der Bausatz für den Wärmetauscher-Schornstein mit Abluftnutzung kann entsprechend Anspruch 17 auch durch die Feuerstätte ergänzt werden, die zweckmäßig als eigene Verpakkungseinheit mit ausgeliefert wird, da sie häufig später als der Wärmetauscher-Schornstein selbst eingebaut wird. Die Festlegung einer definierten Feuerstätte durch einen solchen Bausatz hat aber den Vorteil, daß alle für die Funktion wesentlichen Bauteile sorgfaltig aufeinander abgestimmt werden können, wodurch z.B. auch die Wärmerückgewinnung optimiert und die zuverlässige Funktion der gesamten Anlage durch vorherige Prüfungen sichergestellt werden kann.

Entsprechend Anspruch 18 ist es weiterhin vorteilhaft, den Bausatz möglichst komplett vorzufertigen, da damit der Montageaufwand auf der Baustelle erheblich reduziert werden kann. Insbesondere, wenn die Bauelemente für den Wärmetauscher-Schornstein möglichst großformatig in der Höhenerstreckung ausgebildet, z.B. mindestens 1 m-hoch und vorzugsweise geschoßhoch ausgeführt werden, kann die Vorfertigung so weit getrieben werden, daß auch die Feuerstätten und die Abluftventilatoren in die Bauelemente integriert werden können. Wird

hierbei die Feuerstätte direkt auf dem Wärmetauscher-Schornstein befestigt, ist hier auch ein sehr einfacher Anschluß für den Verbrennungsluft- und den Abgasanschluß möglich, da für das Abgas ein einfaches kurzes Rohr genügt, während für die Verbrennungsluft nur eine Öffnung in der Wand des Verbrennungsluftschachtes erforderlich ist. Da diese Öffnung von der Rückwand der Feuerstätte abgedeckt wird, werden zur Abdichtung dieser Öffnung praktisch keinerlei Materialien benötigt.

Gemäß Anspruch 19 können die Bauelemente ein Leerrohr für die elektrische Verdrahtung zwischen Feuerstätte und Abluftventilator enthalten. Dieses Leerrohr kann z.B. in einfacher Weise als Ausnehmung im Verbrennungsluftschacht (siehe Anspruch 10) hergestellt sein oder als handelsübliches Leerrohr an der Innen- oder Außenwand des Verbrennungsluftschachtes befestigt werden. Dieses Leerrohr kann die Stromversorgung und die Steuerleitungen für die jeweiligen Abluftventilatoren aufnehmen. Die Steuerleitung dient hierbei dazu, sicherzustellen, daß die Abluftventilatoren immer in Betrieb sind, wenn die Feuerstätte betrieben wird. Durch die Verbindung mit der Stromversorgung der Feuerstätte kann auf einen vor Ort zu erstellenden Stromanschluß im Aufstellraum des Abluftventilators verzichtet werden. Wenn der Abluftventilator nur betrieben werden soll, wenn die Feuerstätte in Betrieb ist, kann die Stromversorgung der Feuerstätte gleichzeitig auch als Stromversorgung des Abluftventilators eingesetzt werden, wodurch auf eine gesonderte Steuerleitung und die sonst zusätzlich erforderlichen Regel- oder Steuereinrichtungen verzichtet werden kann.

Die Bauelemente nach Anspruch 19 können aber auch bereits die komplette Verdrahtung für den Betrieb der Abluftventilatoren insoweit enthalten, daß die Verdrahtungen der einzelnen Bauelemente mittels Steckverbindungen bei der Montage zu einer durchgängigen Verdrahtung für den Betrieb des Abluftventilators verbunden werden können.

Besonders vorteilhaft ist es entsprechend Anspruch 20 in den Bausätzen Formstücke für den Verbrennungsluftschacht zu verwenden, die entweder zusätzliche Ausnehmungen in den Eckbereichen der Formstücke und/oder zusätzliche lichte Querschnitte für die Nutzung als Abluftschacht und als Installationsschacht enthalten.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von schematischen Zeichnungen (Fig. 1-5) näher erläutert.

Fig.l zeigt einen Längsschnitt durch einen Wärmetauscher-Schornstein (1) mit Abluftnutzung und zwei zusätzlichen Abluftöffhungen (10, 12) innerhalb des Gebäudes. Auf der linken Hälfte der Zeichnung ist eine Ausführung dargestellt, bei der die Feuerstätte (4) und der Abluftventilator (21) direkt an einer Außenwand (11) des Verbrennungsluftschachtes befestigt sind, wobei von einem Bausatz mit im wesentlichen geschoßhohen Elementen ausgegangen ist. Auf der rechten Hälfte der Zeichnung ist die Feuerstätte (4) getrennt vom Verbrennungsluftschacht (3) aufgestellt und mit Rohrleitungen (5, 6) am Wärmetauscher-Schornstein (1) angeschlossen. Die Abluft wird in einer getrennten Leitung (13) zum Verbrennungsluftschacht geführt. Die linke und rechte Seite der Zeichnung sind als zwei verschiedene Ausführungsvarianten vorgesehen, wobei auch eine Kombination der verwendeten Elemente denkbar ist.

Der Wärmetauscher-Schornstein (1) besteht aus dem Abgasschacht (2), dem Verbrennungsluftschacht (3) und der Mündungsausführung mit einer Platte (18), die mit Abstand oberhalb des Verbrennungsluftschachtes angeordnet ist und durch Stützen (22) auf diesem befestigt ist. Zwischen den Stützen (22) sind Öflhungen (7) für den Eintritt von Verbrennungsluft in den Verbrennungsluftschacht ausgebildet, über die bei Abluftnutzung auch die Abluft ins Freie austreten kann. Verbrennungsluftschacht (3) und Abgasschacht (2) sind konzentrisch zueinander angeordnet und bilden gemeinsam den Luftweg (20), über den Verbrennungsluft zur Feuerstätte und Abluft zur Feuerstätte oder ins Freie strömen kann. Der Begriff &ldquor;konzentrisch" bezieht sich hier nicht auf eine einheitliche geometrische Form von Verbrennungsluft schacht (3) und Abgasschacht (2), sondern soll aussagen, daß der Abgasschacht (2) vollkommen vom Verbrennungsluftschacht (3) umschlossen ist. Hierbei kann der Abgasschacht (2) z.B. einen runden und der Verbrennungsluftschacht (3) einen quadratischen Querschnitt aufweisen, was vorzugsweise sogar angestrebt wird, da sich hierbei ein günstiger Strömungsquerschnitt mit geringem Strömungswiderstand ergibt.

An den Wärmetauscher-Schornstein angeschlossen sind auf jeder Seite eine - raumluftunabhängige - Feuerstätte (4) mit je einem Abgasrohr (5). Auf der rechten Seite der Zeichnung wird die Verbindung zwischen Feuerstätte und Wärmetauscher-Schornstein mit der konzentrisch zum Abgasrohr angeordneten Verbrennungsluftleitung (6) hergestellt, während die Feuerstätte auf der linken Seite nur über eine Öffnung (19) mit dem Luftweg (20) verbunden ist.

Sofern die Abluftöflhungen (10), (12)verschlossen sind, tritt die Verbrennungsluft über die Öffnungen (7) in den Luftweg (20) ein, strömt in Gegenstrom zu dem im Abgasschacht (2) strömenden Abgas nach unten zu der bzw. den Feuerstätte(n) (4) und tritt bei (8) in die Feuerstätte ein. Das aus der Feuerstätte austretende Abgas strömt über das Abgasrohr (5) und den Abgasschacht (2) an der Mündung (9) des Wärmetauscher-Schornsteins oberhalb der Platte (18) ins Freie.

In der Zeichnung sind insgesamt drei Geschoßebenen dargestellt. Die Feuerstätte ist im Kellergeschoß (KG) aufgestellt, im Erdgeschoß (EG) ist für die Abführung von Abluft eine Abluftöffhung (10) in der Wand (11) des Verbrennungsluftschachtes (3) angeordnet. Im Dachgeschoß (DG) ist eine weitere Abluftöffhung (12) dargestellt, welche über eine Leitung (13) mit einem unterhalb des Dachgeschosses liegenden Raum verbunden ist. In der Abluftöffhung (10) ist schematisch ein Abluftventilator (21) dargestellt, der im wesentlichen den Raum der Abluftöffiiung (10) ausfüllt, ohne in den Schacht überzustehen. Hierzu ist es zweckmäßig, wenn die Wände des Verbrennungsluftschachtes (3) wie dargestellt aus massivem Material, z.B. aus Leichtbeton bestehen, da dann sowohl genügend Platz für die Aufnahme des Abluftventilators (21) zur Verfugung steht, wie auch eine hohe Brandbeständigkeit der Schachtwandung erreicht wird.

Wenn die Feuerstätte (4) und der Abluftventilator (21) in Betrieb sind, strömt die Abluft (14) als Verbrennungsluft zur Feuerstätte (4). Bei der Anlage auf der rechten Hälfte der Zeichnung reicht es dagegen aus, wenn die Feuerstätte (4) in Betrieb ist, um Abluft über die Leitung (13) und die Öffnung 12 sowie den Luftweg (20) zur Feuerstätte zu transportieren, da die Feuerstätte (4) den zum Transport der Abluft erforderlichen Unterdruck im Luftweg (20) erzeugt.

Sind die Abluftmengen größer als die benötigte Verbrennungsluftmenge, strömt der überschüssige Anteil (16, 17) der Abluft durch den oberhalb der Öfihungen (10, 12) gelegenen Abschnitt des Verbrennungsluftschachtes nach oben und tritt an den Öflhungen (7) ins Freie. Ist die zur Verfugung stehende Abluftmenge kleiner als die benötigte Verbrennungsluftmenge, wird die gesamte Abluftmenge als Abluftstrom (14, 15) nach unten gelenkt und zusätzlich tritt die noch benötigte Differenzmenge an der Öffnung (7) als Außenluft in den Verbrennungsluftschacht (3) ein.

Wenn die Feuerstätte nicht in Betrieb ist, kann die gesamte Abluftmenge als Abluftstrom (16, 17) im Verbrennungsluftschacht nach oben strömen und über die Öffnungen (7) ins Freie austreten.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch ein Formstück für einen Verbrennungsluftschacht mit 4 Ausnehmungen in den Eckbereichen (23), die zur Aufnahme elektrischer Leitungen oder zur Aufnahme von Bewehrungseisen dienen können. Die Wandstärke der Schachtwandungen beträgt aus Gründen der Brandsicherheit, der Schalldämmung und der Speicherkapazität bei rekuperativem Wärmeaustausch vorteilhaft mindestens 4 cm. Sie ist im Eckbereich durch die Ausrundungen (25) so erweitert, daß die Ausnehmungen (23) mindestens mit einer Lichtweite von 3 cm ausgeführt werden können, ohne daß die Gesamtmaterialstärke im Eckbereich reduziert ist.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch ein Formstück für einen Verbrennungsluftschacht (3) mit zusätzlichem, seitlich angeformten Abluftschacht (24) zum Hochführen der Abluft über Dach bis nahe zur Mündung, bis in den Dachbereich, oder auch nur bis ins nächste Geschoß

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch ein Formstück für einen Verbrennungsluftschacht mit zwei zusätzlichen, angeformten Abluftschächten (24), wobei die beiden Schächte z.B. wechselweise für die Überleitung der Abluft in den Verbrennungsluftschacht jeweils in jedem zweiten Geschoß benutzt werden können. Durch den so verlängerten Strömungsweg für die Abluft vor dem Eintritt in den Verbrennungsluftschacht wird die Luftschallübertragung zwischen den Räumen erheblich reduziert, wenn Abluft z.B. aus mehreren übereinander liegenden Geschossen abgeführt werden soll. Es kann aber auch einer der beiden Abluftschächte (24) für die Ableitung der Abluft und der andere Schacht für die Verlegung der elektrischen Leitungen und/oder der Heizungsrohre verwendet werden, wodurch entsprechende Schlitze in den Gebäudewänden entfallen können.

Fig. 5 zeigt als Halbschnitt über eine Höhe von etwa zwei Geschossen die Überleitung der Abluft in den Luftweg (20) des Verbrennungsluftschachtes (3) jeweils um etwa ein Geschoß in der Höhe versetzt, wobei der Abluftschacht (24) direkt unterhalb der folgenden Abluftöffhung (27) eine Abschottung (26) aufweist, die eine Vermischung der Abluftströme bereits im Abluftschacht (24) verhindert. Die Abluftventilatoren (21) sind hier wegen der besseren Zugänglichkeit in der Öffnung (27) des Abluftschachtes und nicht in der Öffnung (10) an der Überleitung in den Verbrennungsluftschacht (3) angeordnet.

Claims

1. Wärmetauscher-Schornstein (1) mit einem Abgasschacht (2) für die Abführung der Abgase von Feuerstätten über Dach ins Freie und einem Verbrennungsluftschacht (3) für die Zuführung der Verbrennungsluft vom Freien zu den Feuerstätten, bei dem zur Erzielung eines Wärmeaustauschs zwischen Abgas und Verbrennungsluft der Abgasschacht (2) konzentrisch im Verbrennungsluftschacht (3) angeordnet ist und mindestens eine Öffnung (7) für den Verbrennungsluftschacht zum Freien über Dach benachbart zur Abgasmündung (9) liegt, dadurch gekennzeichnet, daß am Verbrennungsluftschacht (3) zusätzlich zu der bzw. den Öffnung(en) (7) über Dach mindestens eine weitere Öffnung (10, 12) innerhalb des Gebäudes angebracht ist, über die Abluft aus dem Gebäude in den vom Verbrennungsluftschacht (3) und dem Abgasschacht (2) gebildeten Luftweg (20) eintreten kann.

2. Wärmetauscher-Schornstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluft aus dem Gebäude dem Luftweg (20) im Dachraum über eigene Leitungen (13) aus den darunter liegenden Räumen zugeführt wird.

3. Wärmetauscher-Schornstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftweg (20) mit dem zu entlüftenden Raum oder den zu entlüftenden Räumen über die Öffnung (10) verbunden ist.

4. Wärmetauscher-Schornstein nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der oberhalb der Abluftöffnung (10, 12) gelegene Teil des Luftweges (20) als Transportweg für die Abluft benutzt wird, wenn die Feuerstätte nicht in Betrieb ist.

5. Wärmetauscher-Schornstein nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der unterhalb der Abluftöffnung (10, 12) gelegene Teil des Luftwegs (20) als Transportweg für die Abluft benutzt wird, wenn die Feuerstätte in Betrieb ist.

6. Wärmetauscher-Schornstein nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der unterhalb der Abluftöffnung (10, 12) gelegene Teil des Luftweges (20) als Transportweg für den Transport der Abluft zur Feuerstätte wie auch der oberhalb der Abluftöffnung (10, 12) gelegene Teil des Luftweges (20) als Transportweg für den Transport der Abluft über Dach ins Freie benutzt wird.

7. Wärmetauscher-Schornstein nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der oberhalb der Abluftöffnung (10, 12) gelegene Teil des Luftweges (20) als Transportweg für zusätzliche Verbrennungsluft aus dem Freien und der unterhalb der Abluftöffnung (10, 12) gelegene Teil des Luftweges (20) als Transportweg für die Abluft und die zusätzliche Verbrennungsluft benutzt wird.

8. Wärmetauscher-Schornstein nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluft aus dem zu entlüftenden Raum mit einem Abluftventilator (21) in den Luftweg gedrückt wird.

9. Wärmetauscher-Schornstein nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abluftventilator (21) mit einem Steuergerät ausgestattet ist, welches die Abluftmenge abhängig von einer die Raumluftqualität kennzeichnenden Meßgröße regelt oder zeitabhängig steuert.

10. Formstück für den Verbrennungsluftschacht eines Wärmetauscher-Schornsteins mit Abluftnutzung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es einen lichten Querschnitt (28) zur Aufnahme des Abgasschachtes und mindestens in zwei gegenüberliegenden Eckbereichen durchgehende Ausnehmungen (23) enthält, die als Leerrohr für die Aufnahme der elektrischen Verdrahtung oder als Bewehrungskanäle für die Aufnahme von Bewehrungseisen dienen können.

11. Formstück für den Verbrennungsluftschacht eines Wärmetauscher-Schornsteins mit Abluftnutzung nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß es einen lichten Querschnitt (28) zur Aufnahme des Abgasschachtes und mindestens einen weiteren lichten Querschnitt (24) insbesondere zur Abführung von Abluft enthält.

12. Wärmetauscher-Schornstein nach den Ansprüchen 1 bis 10 mit einem Formstück nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluft aus dem zu entlüftenden Raum über eine Öffnung (27) in den Abluftquerschnitt (24) des Formstücks eintritt und in dem dadurch gebildeten Schacht bis in den Dachbereich oder bis in die Nähe der Mündung (9) geführt wird und dann über eine Öffnung (10, 12) in den Verbrennungsluftschacht eintritt.

13. Wärmetauscher-Schornstein nach den Ansprüchen 1 bis 10 mit einem Formstück nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Abluftquerschnitt (24) geschoßweise über eine Öffnung (27) mit dem angrenzenden Raum verbunden ist und jeweils im nächsten Geschoß über eine Öffnung (10) mit dem Luftweg (20) des Verbrennungsluftschachtes (3) verbunden ist, wobei der Schacht zwischen der Überleitung (10) und der folgenden Öffnung (27) für die Abluft jeweils eine Abschottung (26) aufweist.

14. Wärmetauscher-Schornstein nach den Ansprüchen 1 bis 10 mit einem Formstück nach Anspruch 11 mit zwei Abluftquerschnitten (24), dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Abluftquerschnitte (24) wechselweise über eine Öffnung (27) mit dem angrenzenden Raum und jeweils im übernächsten Geschoß über eine Öffnung (10) mit dem Luftweg (20) des Verbrennungsluftschachtes (3) verbunden sind, wobei der Schacht (24) zwischen der Überleitung (10) und der folgenden Öffnung (27) für die Abluft jeweils eine Abschottung (26) aufweist.

15. Wärmetauscher-Schornstein nach den Ansprüchen 1 bis 10 mit einem Formstück nach Anspruch 11 mit zwei Abluftquerschnitten (24), dadurch gekennzeichnet, daß einer der durch die Abluftquerschnitte (24) des Formstücks gebildeten Schächte dazu benutzt wird, die in den Schacht eintretende Abluft im jeweils nächsten Geschoß in den Luftweg des Verbrennungsluftschachtes überzuleiten, während der andere Schacht (24) als durchgehender Schacht für die Verlegung der elektrischen Leitungen und/oder der Heizungsrohre verwendet wird.

16. Bausatz für einen Wärmetauscher-Schornstein nach Anspruch 1 und Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß er außer den üblichen Bauelementen für den Abgasschacht (2) und den Verbrennungsluftschacht (3) sowie den Elementen für die Mündungsausführung (z. B. 18, 22) zusätzlich auch einen Abluftventilator (21) umfaßt, der in eine der Außenwände des Verbrennungsluftschachtes (3) so einbaubar ist, daß er im eingebauten Zustand den Schachtquerschnitt nicht verengt.

17. Bausatz nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß er zusätzlich die Feuerstätte (4) als eigene Verpackungseinheit umfaßt.

18. Bausatz nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelemente für den Wärmetauscher-Schornstein jeweils in Bauhöhen von mindestens 1 m vorzugsweise geschoßhoch komplett vorgefertigt sind und insbesondere in den jeweiligen Elementen auch die Feuerstätte(n) (4) bzw. der/die Abluftventilator(en) (21) ein- bzw. angebaut sind.

19. Bausatz nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelemente zumindest ein Leerrohr für die elektrische Verdrahtung zwischen Feuerstätte (4) und Abluftventilator (21) enthalten oder komplett elektrisch verdrahtet sind.

20. Bausatz nach den Ansprüchen 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß er Formstücke für den Verbrennungsluftschacht nach Anspruch 10 oder Anspruch 11 enthält.