DE3516962A1 - Oel- oder gasbefeuerte warmwasser-hausheizung - Google Patents

Description

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öl- oder gasbefeuerte Warmwasser-Hausheizung

Die Erfindung bezieht sich auf eine öl- oder gasbefeuerte Warmwasser-Hausheizungsanlage bestehend aus Brenner und Heizkessel mit Wasserdurchlauf, die durch einen Temperaturregler gesteuert wird.

Solche Anlagen sind in einer Vielzahl von Ausführungsformen bekannt geworden, jede ist jedoch mit bestimmten Nachteilen behaftet, die auf die Wirtschaftlichkeit negativ einwirken. Das eine System benötigt kostspielige Absorber für die Umgebungsluftwärme, das mit elektrischem Wärmepumpenantrieb ausgerüstete System erbringt keinerlei Ersparnis von Primärenergie und mit Dieselmotoren angetriebene Systeme sind nicht nur koststpielig, wartungsintensiv und schadstoffemittierend, sondern zusätzlich aufwendige Schalldamm-Maßnahmen benötigt. Fast alle Systeme benötigen für Außentemperaturen von z.B. unter 0° C eine eigenständige bivalente Ausrüstung und sind aus diesem Grunde unwirtschaftlich.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hausheizungsanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, die frei von vorstehend aufgeführten Nachteilen ist, indem sie die bivalente Nutzung von Brenner und Kessel erlaubt und keines elektrischen Antriebs bedarf.

Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 niedergelegten Maßnahmen in überraschend aufwandsloser Weise gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen angegeben und in der nachfolgenden Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel erläutert und in den Figuren der Zeichnung schematisch skizziert. Es zeigen

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Fig. 1 eine schematische Darstellung der Konfiguration einer ölbefeuerten Warmwasserheizung,

Fig. 2 ein Schemabild des typischen Energieflusses der Hausheizung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Konfiguration einer gasbefeuerten Hausheizung.

Die in Fig. 1 skizzierte Konfiguration veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel für eine ölbefeuerte Warmwasser-Hausheizungsanlage mit Wärmepumpe, bei der eine Doppelnutzung der zur Bivalenz erforderlichen Heizungskomponenten verwirklicht ist und der bisher erforderli- ehe hausexterne Absorber entfällt. Außerdem wird hier gleichzeitig mit dem Heiz- und Raumlüftungsvorgang der Wärmegehalt der verbrauchten, auszutauschenden Raumluft verwertet. Hierzu ist in den Boden eines ölbeheizten Warmwasserkessels 12 eine aus Stirlingmotor 11 und stirlingwärmepumpe 11a bestehende stirlingeinheit eingesetzt, die Wärme von der Raumluft an die Warmwasserheizung fördert. Der Stirlingmotor 11 ist nun so in der Brennkammer des Heizkessels 12 angeordnet, daß der oder die Erhitzerköpfe lic direkt im Flammenbereich des Brenners 10 zu liegen kommen und erhitzt werden. Die restliche Rauchgas-Abwärme wird wie bisher auch an den Kessel abgeführt. Der vorgenannte Erhitzerkopf lic führt auch bei einem Motorstillstand nicht überhitzt, da dann eine schützende Einrichtung 18 die Rauchgase ablenkt. Die vorwiegend über Luftschächte 14 von dem Ventilator 15 angesaugte und mit der Umgebungsluft 19 vermischbare Raumluft kühlt an der Stirlingwärmepumpe

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bzw. an deren Leit- und Wärmeaufnahmeeinrichtung 11b ab und strömt durch einen mit einer Wärmeisolierung 17a versehenen Kanal 17 ins Freie. Im selben Maße wie die verbrauchte Luft aus den Räumen ausströmt, wird durch Außenwandöffnungen erwärmte Frischluft eingeführt und den wasserdurchflossenen Heizkörper erwärmt.

In einem speziellen Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, daß mehrere aus Stirlingmotor 11 und Stirlingwärmepumpe 11a bestehende Einheiten modular im Boden des Heizkessels 12 angeordnet sind. Auf diese Weise ist es möglich mit einem relativ kleinen, - in einem Bausatzmodul konzipierten, Stirlingeinheit 11, 1.1a, 11b, lic - einen weiten Leistungsbereich abzudecken, in dem je nach Bedarf ein, zwei, drei oder mehr solcher Bausatzmodule im Wasserkessel 12 bzw. dessen Boden eingebaut werden. Von der Fertigungsseite her ist damit eine ganz beträchtliche Vereinfachung gegeben, denn es muß nur eine Größentype gefertigt werden. So führt zum Beispiel eine Einheit mit 3 kW abgegebener Leistung zu Kesselleistungen von etwa 4 kW, 8 kW oder 12 kW je nach ein-, zwei- oder dreifacher Bestückung. Wegen des ausschließlichen Brennbetriebes an Tagen unter z.B. 0° C Umgebungstemperatur (Bivalenz) sind Brenner und Kessel auf die jeweils doppelte Leistung ausgelegt.

In der Fig. 2 ist der Energiefluß der vorbeschriebenen ölbeheizten Warmwasser-Hausheizung skizziert, wobei

folgende Werte angenommen wurden:
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a) ein Brennerwirkungsgrad von 45/70 = 0,64

b) ein Stirlingmotor-Wirkungsgrad von 15/45 =0,33 • c) eine Wärmepumpen-Leistungszahl 45/15 = 3

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Als typische Heizzahl ergibt sich ein ungefährer Wert von 1,4. Abgesehen von der rationellen Leistung - denn die Anlage erbringt eine Brennstoffersparnis von 1/4 bis zu 1/3 der bisher erforderlichen Werte ohne dabei einen höheren Stromverbrauch zu erfordern - erbringt

die hier vorgeschlagene Konfiguration eine zuverlässige Redundanz, da bei Ausfall von Stirlingeinheiten die übrigen Anlageteile immer funktionstüchtig bleiben und sei es im äußersten Falle die Brennerbeheizung alleine. 10

In der Fig. 3 ist eine gasbefeuerte Hausheizungsanlage skizziert, die nach dem vorbeschriebenen System aufgebaut worden ist. Auch hier ist Funktion und Leistung wie erläutert gleich, die Aufgabe wird in gleichem Umfang gelöst. Zu erwähnen ist noch, daß sowohl bestehende Gasfeuerungsanlagen als auch bestehende ölfeuerungsanlagen problemlos in der hier vorgeschlagenen Weise umgerüstet werden können.

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Claims (6)

08.05.1985, 0396ΑΓ Kre/th 9692 Patentabteilung öl- oder gasbefeuerte Warmwasser-Hausheizung Patentansprüche

1. öl- oder gasbefeuerte Warmwasser-Hausheizungsanlage bestehend aus Brenner und Heizkesselmit Wasserdurchlauf, die durch einen Temperturregler gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Brenner (10) direkt ein Stirlingmotor (11) und dem Heizkessel (12) mit Wasserdurchlaufsystem direkt eine Stirlxngwärmepumpe (lla) und die Kühlung des Stirlingmotors (11) zugeordnet sind und daß überhitzungsschutz und Luftführung vom einstellbvaren Temperaturregler

(13) der Außentemperatur entsprechend automatisch angepaßt werden.

2. Hausheizungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere aus Stirlingmotor (11) und Stirlingwärmepumpe (Ha) bestehende Einheiten modular am Heizkessel (12) mit einem Durchlaufsystems angeordnet sind und gemeinsam von einem

Temperaturregler (13) angesteuert werden. 25

3. Hauheizungsanlage nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der oder die Erhitzerköpfe (lic) der Stirlingmotoren (11) direkt im Flammenbereich des öl- oder Gas-Brenners (10) angeordnet sind.

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4. Hausheizungsanlage nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die energiespende Luft der Wärmepumpe von Hand oder automatisch einstellbar entweder aus der Umgebung oder über Luftschächte (14) aus Räumen (Ά, 8) des Hauses oder aus beiden gleichzeitig zugeführt wird und dann über einen wärmeisolierten Schacht (17) das Haus verläßt, wobei zur Förderung ein Ventilator (15) dient.

5. Hausheizungsanlage nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Einheit aus Stirlingmotor (11) und Stirlingwärmepumpe (lla) am Betriebsort auswechselbar angeordnet ist.

6. Hausheizungsanlage nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß meherere Stirlingeinheiten (11, Ha) angeordnet sind und bei Ausfall einer oder aller dieser Einheiten (11, Ha) die Flammenheizung gewährleistet ist.

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