DE3308700A1

DE3308700A1 - Einrichtung zum heizen und lueften

Info

Publication number: DE3308700A1
Application number: DE19833308700
Authority: DE
Inventors: Peter 5630 Remscheid Lübke
Original assignee: Joh Vaillant GmbH and Co
Current assignee: Vaillant GmbH
Priority date: 1982-04-27
Filing date: 1983-03-11
Publication date: 1983-12-08
Also published as: DE3308700C2

Description

Einrichtung zum Heizen und Lüften

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Heizen und Lüften gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Es ist bereits eine Einrichtung zum Heizen und Lüften eines Raums bekanntgeworden, bei der eine brennstoffbeheizte Wärmequelle vorgesehen ist, deren Abgas einmal vom Wärmetauscher und zum anderen von einem nachgeschalteten Abgaswärmetauscher heruntergekühlt wird. Der nachgeschaltete Abgaswärmetauscher speist hierbei eine Umluftheizungsanlage, Frischluft wird der abgasbeheizten Wärmequelle durch einen gesonderten Zuluftkanal zugeführt, wobei die Zuluft als Verbrennungsluft für die Wärmequelle dient. Stromab des Abgaswärmetauschers ist ein Abluft-

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stutzen vorgesehen, durch den Abluft aus dem Aufstellungsraum der Wärmequelle oder einem anderen Raum dem Abgas beigefügt wird, bevor es in den Schornstein gelangt.

Da das Abgas nach Passieren der Wärmetauscher feuchtigkeitsgesättigt ist, die Abluft aus den Räumen aber auch einen Feuchtegehalt in der Nähe des Sättigungspunktes aufweist, ist es möglich, daß im Zuge nachgeschalteter weiterführender Abgas/Abluftleitungen und im Schornstein der Taupunkt unterschritten werden kann, so daß Kondensat aus dem Gemisch von Abgas/Abluft ausfällt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zwar den Wärmeinhalt der Abgase einer brennstoffbeheizten Wärmequelle möglichst vollständig auszunutzen, andererseits aber sicherzustellen, daß es im Zuge der nachgeschalteten Leitungsteile für das Abgas, insbesondere im Schornstein, nicht zu Kondensatausfall kommt.

Die Lösung dieser Aufgabe liegt in den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs.

Weitere Ausgestaltungen und besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche,beziehungsweise gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, die Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren eins und zwei der Zeichnung nther erläutert.

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Es zeigen

Figur eins eine Querschnitts-Prinzipdarstellung einer Einrichtung zum Heizen und Lüften eines Raumes und

Figur zwei eine Variante zu der Einrichtung gemäß Figur eins.

In beiden Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen jeweils die gleichen Einzelheiten.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zum Heizen und Lüften ist als Einheit innerhalb eines einzigen Gehäuses 1 aufgebaut. Der untere Bereich Z des Gehäuses weist die brennstoffbeheizte Wärmequelle 3 auf, die im wesentlichen aus einem mit einer Rücklaufleitung 4 und einer Vorlaufleitung 5 versehenen Wärmetauscher 6 sowie einem von einer mit einem Magnetventil 7 versehenen Brennstoffleitung 8 gespeisten Brenner 9 besteht. Das Gehäuse 1 ist in seinem unteren Bereich unten offen, so daß Abluft 10 aus dem Aufstellungsraum 11 der brennstoffbeheizten Wärmequelle von unten her an den Brenner 9 Zutritt hat.

Zwischen dem Gehäuse 1 und dem Wärmetauscher 6 der brennstoffbeheizten Wärmequelle ist eine Wärmefalle 12 in Gestalt eines geschwärzten, strahlungswärmeabsorbierenden Blechs vorgesehen , das sich allseits rund um den Wärmetauscher erstreckt. In dem Raum zwischen der Wärmefalle 12 und der jeweiligen Wand des Gehäuses 1 ist eine Führung für Abluft aus dem Aufstellungsraum

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der Wärmequelle oder aus einer Wohnung vorgesehen, die mit einem Umlenkblech 13 versehen ist. Dieses Ablenkblech 13 reicht etwa bis auf die Höhe des Wärmetauschers 6, der äußere Strömungskanal 14, der zwischen dem Umlenkblech 13 und dem Gehäuse 1 gebildet ist, dient zur Förderung der kühleren Abluft, die im Bereich des Endes 15 des Bleches 13 umgelenkt und in dem Raum 16 zwischen dem Umlenkblech 13 und der Wärmefalle 12 nach oben gelenkt wird.

Oberhalb des Wärmetauschers 6 und im Abstand hiervon ist eine Blende 17 vorgesehen, die Ausnehmungen 18 aufweist, die zur Verteilung des Abgases dienen.

Oberhalb der Blende 17 befindet sich das obere Ende 19 des Ablenk' bleches 13, an dem Umlenkschaufeln 20 vorgesehen sind, die teilweise in den Raum 14 hineinragen und teilweise in den Verbrennungsraum 21, der oberhalb der brennstoffbeheizten Wärmequelle vorgesehen ist. Im mittleren Bereich 22 des Gehäuses 1 und noch im Verbrennungsraum 21 ist ein Innenmantel 23 vorgesehen, der den Verbrennungsraum 21 umschließt, der in seinem Inneren einen Zwischenmedium-Wärmetauscher 26 aufweist. Zwischen der Zwischenwandung und dem Gehäuse 1 entsteht ein Ringraum 24, der als Fortsetzung des Ringraumes 14 anzusehen ist. Die beiden Ringräume 14 und 24 sind durch die Unterbrechnung 25 im Bereich der Umlenkschaufeln 20 voneinander getrennt.

Der Zwischenmedium-Wärmetauscher 26 steht über eine Vorlaufleitung 27 mit dem oberen Bereich 28 des Gehäuses 1 in Verbindung.

An seinem oberen Ende 29 verengt sich der Verbrennungsraum 21, in dem die Zwischenwandung 23 flaschenhalsartig nach innen gezogen ist. Die Zwischenwandung 23 bildet hier somit einen Flaschenhals 30, der als Abgasableitung zu einem nicht weiter dargestellten Schornstein dient. Der Flaschenhals ist umgeben von einem Rohr 31, dessen oberes Ende von einer Einlaßkammer 32 gebildet ist, die an eine Zufuhrleitung 33 für warme Abluft aus einer Wohnung angeschlossen ist. Zwischen dem Außenmantel des Flaschenhalses 30 und dem Innenmantel des Rohres 31 entsteht somit ein Ringraum 34 für die Abluft, die über den Mantel des Flaschenhalses 30 in wärmetauschender Verbindung zum Abgas steht, Der Ringraum 34 steht über die Erweiterungsstelle im Bereich mit dem Ringraum 24 in Verbindung, da das Rohr 31 im Bereich eine Aufweitung erfährt und das aufgeweitete untere Ende 35 des Rohres an die Innenwandung des Gehäuses 1 angeschweißt ist.

Durch die obere Deckplatte 36 des Gehäuses 1 ragen konzentrisch die Rohre 31 und 30 durch, an den Seiten des Deckels 36 ist ein Einlaßstutzen 37 und ein Auslaßstutzen 38 vorgesehen. Der Einlaßstutzen ist mit der Atmosphäre verbunden, der Auslaßstutzen mit der mit erwärmter Frischluft zu belüftenden Wohnung. Der Einlaßstutzen 37 steht mit einem Ringraum 39 in Verbindung, der dem

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Innenmantel des Gehäuses 1 und einer Außenwandung 40 eines Sekundärwärmetauschers 41 des Zwischenkreislaufs angeschlossen ist, der mit der Vorlaufleitung 27 einerseits verbunden ist. Von dem Sekundärwärmetauscher des Zwischenkreislaufs 41 geht eine Rücklaufleitung 42 ab, die mit dem Zwischenmedium-Wärmetauscher 26 verbunden ist.

An der Unterseite 43 des Mantels 40 sind Eintrittsöffnungen 44 vorgesehen, die mit dem Ringraum 39 in Verbindung stehen. An der Oberseite 45 des Mantels 40 sind im Bereich des Auslaßstutzens 38 gleichfalls mit diesem eine Verbindung ermöglichende Ausnehmungen 46 vorgesehen.

Die Funktion der eben anhand der Figur eins beschriebenen Heiz- und Lüftungsanlage ist wie folgt: Eine Zentralheizungsanlage, die als Wärmequelle den Wärmetauscher 6 der brennstoffbeheizten Wärmequelle 3 aufweist und an ihn angeschlossen ist, versorgt sowohl den Raum 11 als auch eine oder mehrere Wohnungen des zugehörigen Aufstellungsgebäudes über nicht weiter dargestellte Radiatoren mit Wärme. Hierzu saugt die Wärmequelle 3 an der unten offenen Unter seite 10 Abluft aus dem Raum 11 an, die hier als Verbrennungsluft dient. Die vom Brenner 9 aufsteigenden heißen»Verbrennungsgase durchsetzen zunächst unter Wärmeabgabe den Wärmetauscher 6 und gelangen nach Vergleichmäßigung durch die Blende 17 in den Bereich des Zwischenmedium-Primärwärmetauschers 26. Dieser Wärmetauscher gibt die von ihm aufgenommene Wärme an den Sekundärwärmetauscher 41 ab, der damit die durch den Stutzen 37 einströ-

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mende Frischluft, die eine Temperatur gemäß der Atmosphäre aufweist, aufheizt und über den Stutzen 38 in eine oder mehrere Wohnungen des Aufstellungsgebäudes abgibt. Diese starke Kühlung im Bereich des Zwischenmediumkreislaufs, der aus den beiden Wärmetauschern und 41 sowie den beiden Leitungen 27 und 42 besteht, bewirkt, daß die Abgase der brannstoffbeheizten Wärmequelle 3 nach Passieren des Wärmetauschers 26 - also im Raum 29 und im Inneren des Abgas-Flaschenhalsrohres 30 - eine Temperatur aufweisen, die niedriger als die Raumtemperatur des Gebäudes ist,Das Temperaturniveau des Sekundärwärraetauschers 41 erlaubt im Primärwärmetauscher 26 unabhängig von den Temperaturverhältnissen im Heizungsvorlauf 5 beziehungsweise -rücklauf 4 eine Brennwertausnutzung des fossilen Brennstoffes -insbesondere Erdgas - und eine Restwärmenutzung der Wohnungsabluft. Bei diesem starken Wärmeentzug ausfallendes Kondensat wird auf nicht dargestellte Weise abgeführt. Somit besitzen die Abgase der brennstoffbeheizten Wärmequelle nach dem Verlassen des Flaschenhalsrohres 30 eine Temperatur, die mit Sicherheit tiefer liegt als die Schornsteinwandtemperatur. Somit ist sichergestellt, daß die Abgase nach Verlassen des Flaschenhalses 30 allenfalls wieder geringfügig aufgeheizt werden, mit Sicherheit aber nicht weiter abgekühlt werden. Dadurch ist weiterer Kondensatanfall im Bereich des Schornsteins oder etwa zu ihm hinführender Leitungen ausgeschlossen.

Die aus dem Stutzen 38 entweichende aufgeheizte Frischluft dient zum Belüften einer oder mehrerer Wohnungen des Aufstellungsgebäudes der brennstoffbeheizten Wärmequelle 3* gegebenenfalls auch zum Temperieren des Aufstellungsraumes 11. Aus diesen Räumen wird über die Leitung 33 mehr oder weniger feuchtigkeitsgesättigte Abluft abgeführt, die zunächst über die Einlaßkamraer 32 in den

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Ringraum 34 eindringt. Hier findet ein teilweiser Wärmetausch sowohl mit dem Abgas innerhalb des Rohres 30 als auch mit der kalten Frischluft im Bereich des Wärmetauschers 41 statt. Die leicht erwärmte Abluft gelangt aus dem Ringraum 34 in den Ringraum 24. Hier besteht die Möglichkeit zur Wärmeaufnahme über die Zwischenwandung 23, wobei die aufgenommene Wärme aus den Abgasen der Wärmequelle stammt. Die weitererwärmte Abluft gelangt über die Durchbrüche 25 und nach Umlenkung über den unteren Bereich 15 des Umlenkblechs 13 in» Bypass zur Wärmefalle 12 in den Feuerungsraum 21 und dient hier zusätzlich als Verbrennungsluftzufuhr für das Gas des Brenners 9. Gegebenenfalls ist es möglich, den Zutritt an Abluft durch die Leitung 33 der Belastung der Wärmequelle anzupassen, gegebenenfalls könnte auch die Zuluft 10 aus dem Raum 11 gedrosselt werden, um am Teil lastbetrieb des Brenners 9 mit guten Wirkungsgraden arbeiten zu können.

Die Variante beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur zwei besteht im wesentlichen darin, daß der Ringraum 34 über die Einlaßkammer 32 nicht mit einer Abluftleitung aus Wohnungen, sondern mit dem Frischluftstutzen 37 verbunden ist. Stromab des Ringraums 34 ist dann die Frischluftleitung über die Ausnehmung 44 des Wärmetauschers 41 mit dem Zuluftstutzen 3«8 verbunden, der die im Wärmetauscher 41 erwärmte Frischluft zu den mit temperierter Frischluft zu versorgenden Wohnungsräumen in Verbindung brinqt. Der Vorteil dieser Ausführungsmöglichkeit liegt darin, daß die Frischluft in noch besserem Wärmeaustausch mit dem Abgas-Flaschenhalsrohr 30 steht. Im Bereich der Mantelfläche des Flaschenhalses findet eine erste Aufheizung der noch kalten Frischluft statt, während die zweite stärkere Aufheizung im Be-

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reich des Wärmetauschers 41 erfolgt. Der Vorteil liegt weiterhin darin, daß das Abgas im Inneren des Flaschenhalses auf eine noch tiefere Temperatur gelangt als beim AusfUhrungsbeispiel gemäß Figur eins.

Die Wärme falle, in Gestalt des Strahlungsabsorptionsblechs 12 dient dazu, von dem Wärmetauscher 6 beziehungsweise dem Brenner 9 oder,allgemein gesprochen,von den Teilen des Verbrennungsraums 21 abgestrahlte Wärme aufzufangen und- an die an den Blechen der Wärmefalle 12 vorbei streichende Abluft abzugeben. Damit wird erreicht, daß das Gehäuse 1 der Wärmequelle kühl und daß auch die Strahlungswärme der Wärmequelle weitestgehend entweder über die Abgase und den Wärmetauscher im Bereich des Abgaszuges oder Über die Frischluft nutzbar gemacht wird.

Ein weiterer Unterschied zum AusfUhrungsbeispiel gemäß Figur eins besteht darin, daß der Ablufteinlaßstutzen 33 zwar mit dem Ringraum 39 in Verbindung steht, die in den Ringraum jedoch eintretende Abluft über die Ausnehmungen 25 im Bereich der Umlenkschaufel 20 vollständig in das Innere des Verbrennungsraums 21 oberhalb des Wärmetauschers 6 und oberhalb der Blende 17 eintritt. Somit steht diese Abluft nicht für die Verbrennungsluft fur den Brenner 9 zur Verfügung. Als Ausgleich dafür tritt an der Unterseite fO der brennstoffbeheizten Wärmequelle 3 großflächig Abluft aus dem Aufstellungsraum 11 ein. Diese Luft durchsetzt die Zwischenräume zwischen den einzelnen Brennelementen des Bremers 9 genauso wie die Ringräume zwischen Wärme-

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falle 12 und Wärmetauscher 6 beziehungsweise Brenner 9,wie auch die Ringräume zwischen der Wärmefalle 12 und dem Umlenkblech 13, wie auch letztlich zwischen dem Umlenkblech Ϊ3 und der Innenwandung des Gehäuses 1. Die die beiden letztgenannten Wege nehmende Abluft aus dem Raum 11 gelangt durch Spalte zwischen der Wärmefalle 12 und dem Umlenkblech 13 einerseits und den Umlenkschaufeln 20 andererseits gebildet werden in das Innere des Verbrennungsraumes 21 im Bereich der Blende 17.

Es ist möglich, das Gehäuse im Zuge einer Ebene 47 zu trennen und im oberen Bereich 28 des Gehäuses 1 vom unteren Bereich 2 abnehmbar zu gestalten. Das Ganze soll zu Säuberungs- oder Servicezwecken sinnvoll sein.

Claims

Joh. Vaillant GmbH u. Co

DE 954

10. April 1983

Ansprüche

1,' Einrichtung zum Heizen oder Lüften eines Raumes mit einer brennstoffbeheizten Wärmequelle, einer Zuluft- und einer AbI uftführung für den zu belüftenden Raum, einem in diese Führung eingeschalteten Wärmetauscher, dem das Abgas der Wärmequelle zugeführt ist, und mit einer Frischluftführung, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasführung (21, 29, 30) über einen Wärmetauscher (26, 41) mit der Frischluftführung (33, 38) in wärmetauschende Verbindung gebracht wird, so daß Abluft und das Abgas unter Ausnutzung des Brennwertes vor Eintritt in den Schornstein auf ein Temperaturniveau unterhalb des des Schornsteins gebracht ist.
2. Einrichtung nach Anspruch eins, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zwischenmedium-Kreislauf (26 41, 27, 42) vor-

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gesehen ist, der zwei Wärmetauscher (26, 41) aufweist, wovon der eine von der Abluft und dem Abgas, der andere von der Frischluft beaufschlagt ist.
3. Einrichtung nach Anspruch eins oder zwei, dadurch gekennzeichnet, daß der die Frischluft aufheizende Wärmetauscher (4t) des Zwischenmediumkreises von einem die aufzuheizende Frischluft führenden Rohr (31) durchsetzt ist, in dem im Abstand von der Rohrwandung (31) ein das Abgas führende Rohr (30) angeordnet ist.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche eins bis drei, dadurch gekennzeichnet, daß der die Frischluft aufheizende Wärmetauscher (41) einen Mantel (40) aufweist, der zu dem Gehäuse (1) der Einrichtung einen Zwischenraum (39) bildet, der mit dem Frischlufteinlaßstutzen (37). in Verbindung steht.
5. Einr chtung nach einem der Ansprüche eins bis vier, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärwärmetauscher (41) des Zwischenkreislaufs von einem Rohr (34) durchdrungen ist, in dem konzentrisch ein weiteres Rohr (30) gelagert ist, wobei das letztere Rohr einerAbgasabführung und der konzentrische Ringraum zwischen beiden bohren der Frischluftzufuhr dient,und daß der Man-

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te! (40) des Wärmetauschers (41) zum Gehäuse (1) der Einrichtung einen Ringspalt (39) bildet, an den der Abluftanschluß für die Entlüftung eines Raumes des Aufstellungsgebäudes angeschlossen ist.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche eins bis fünf, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Abgas-/ Zwischenmedium-Wärmetauschers (26) die Wärmequelle (3) angeordnet ist, die allseitig von einem Blech (12) umgeben ist, das jeweils nach innen und außen zum nächsten Bauteil durch einen Luftzwischenraum getrennt ist.
7. Einrichtung nach Anspruch sechs, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzwischenräume beiderseits des Blechs (12) mit einer Abluftzuführung in Verbindung stehen.

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