DE9015650U1 - Heizung - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

DIPi. ing. ALEX STENGER

Kaiser-Friedrich-Ring 70 DIFL.-ING. WOLFRAM WATZKE

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EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

unser Zeichen 31 942 _Datum: 14. November 1990

Helmut Dammers, Wodanstraße 4, 4000 Düsseldorf
Dieter Dammers, Rheinallee 127, 4000 Düsseldorf

Heizung

Die Erfindung betrifft eine Heizung, insbesondere für Fahrzeuge, wie Caravans, Wohnmobile und Boote, sowie Wochenendhäuser, mit einer geschlossenen, in einem Abgasrohr mündenden Brennkammer, die durch offene Flammen eines mittels festem, flüssigem oder gasförmigem Brennstoff erzeugten Brenngases beheizt ist und die die Wärmeenergie an die sich in einer Heizkammer einer Warmluftheizung befindende Luft abgibt.

Derartige Heizungen sind bekannt. Sie werden vorzugsweise in Caravans, Wohnmobile und Boote eingebaut, um die Innenräume durch die Zufuhr warmer Luftströme aufzuwärmen. Hierzu wird ein Brennstoff, vorzugsweise Gas in einer Brennkammer verbrannt, wodurch die die Brennkammer umgebende Luft erwärmt wird. Die erwärmte Luft wird durch ein Gebläse und Warmluftleitungen mit abschieberbaren Düsen an verschiedene Stellen des Raumes geleitet, wo sie durch die Düsen austritt. Die bei der Verbrennung entstehenden Verbrennungsgase werden ungenutzt aus dem Caravan, Wohnmobil oder Boot abgeleitet.

Nachteil dieser bekannten Luftheizung ist, daß die erwärmte Luft erst nach einer längeren Zeit gleichmäßig im Raum verteilt ist, so daß es zu starken lokalen Aufheizungen im Caravan oder Wohnmobil kommt. Ferner ist die Ausnutzung der Brennstoffenergie durch die Aufheizung der Luft bei Dauerbetrieb nicht zufriedenstellend.

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Das bei Warmluftheizungen erforderliche Gebläse braucht zudem Strom und sorgt bei Dauerbetrieb in kurzer Zeit für eine Entleerung der Fahrzeugbatterie. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß Netzstrom meistens nicht zur Verfugung steht, insbesondere bei Verwendung der Heizung in Wohnmobilen und Booten. Infolge des Gebläses sind Warmluftheizungen zudem laut und führen zu einer Aufwirbelung und Verteilung von Staubpartikeln innerhalb des zu beheizenden Innenraumes.

Außerdem treten bei langen Warmluftleitungen hohe Druckverluste auf, so daß aus Düsen am Ende dieser Leitungen kaum noch Warmluft austritt. Diese Druckverluste machen oftmals zusätzliche Gebläse erforderlich, die wiederum die geschilderten Nachteile aufweisen. Zudem tritt in Warmluftleitungen, auch wenn diese isoliert sind, eine relativ starke Abkühlung der Luft ein, deren Temperatur sich überdies schlecht regulieren läßt.

Schließlich ist es bei dieser bekannten Luftheizung nachteilig, daß die erwärmte Luft sehr trocken ist und eine für den Menschen nicht angenehme Atmosphäre im Caravan oder Wohnmobil erzeugt.

Diesen Nachteilen der Warmluftheizung steht als Vorteil einzig ein wesentlich geringerer Kaufpreis gegenüber.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die
Aufgabe zugrunde, die bekannte Heizung so weiterzubilden, daß eine gleichmäßige, gut zu regulierende Erwärmung des Raumes erreicht wird, ohne daß neben dem in der Brennkammer verbrannten Energieträger eine zusätzliche Energieguelle notwendig ist, und schließlich eine für den Menschen angenehme Atmosphäre in dem zu beheizenden Raum geschaffen wird.

Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung sieht vor, daß die Heizung einen Behälter zur Erwärmung von

Wasser aufweist, der mit einer vorzugsweise rohrförmigen Öffnung versehen ist, durch die hindurch das Brenngas geführt ist, und mit dem mindestens ein Wärmetauscher, vorzugsweise ein Radiator, über Rohr- und/oder Schlauchleitungen verbunden ist.

Bei der erfindungsgemäßen Heizung wird in einer geschlossenen Brennkammer ein fester, flüssiger oder gasförmiger Brennstoff, vorzugsweise Gas verbrannt. Die bei der Verbrennung entstehende Wärme wird an die sich in einer Heizkammer befindende Luft abgegeben, welche zur Erwärmung des Raumes über Warmluftleitungen an verschiedene Stellen des Raumes geführt werden kann. Das bei der Verbrennung entstehende Brenngas wird durch ein Abgasrohr nach außen geleitet, wobei das Brenngas durch eine Öffnung eines mit Wasser gefüllten Behälters geleitet wird. Hierdurch wird die im Brenngas enthaltene Wärmeenergie an das als Wärmeträger dienende Wasser abgegeben. Das erwärmte Wasser wird schließlich über Rohr- und/oder Schlauchleitungen einem Wärmetauscher, beispielsweise in Form eines Radiators, zugeführt, der die Wärme über seine Wärmetauscherfläche konvektiv an die im Raum vorhandene Luft abgibt.

Demzufolge liegt der Hauptgedanke der Erfindung darin, die Wärmeenergie der bei der Verbrennung entstehenden Gase auch zur Erwärmung einer bestimmten Wassermenge zu nutzen und über Wärmetauscher konvektiv an die Luft abzugeben. Die erfindungsgemäße Heizung kombiniert somit die im Stand der Technik bekannte Luftheizung mit einer Wasserheizung, wobei das Wasser nicht direkt durch Verbrennung eines festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoffes erwärmt wird, sondern vielmehr mittelbar durch die Abgase des für die Lufterwärmung notwendigen Verbrennungsprozesses.

Die erfindungsgemäße Heizung findet insbesondere in Caravans, Wohnmobilen und Booten Anwendung, da hier bereits in der Regel

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eine Luftheizung vorhanden ist, die problemlos durch Ergänzung mit einem Wasserbehälter und mindestens einem Radiator nachgerüstet werden kann. Hierdurch ergibt sich eine kostengünstige Ergänzung der Luftheizung um eine Wasserheizung, die insbesondere ein angenehmes Klima in dem zu beheizenden Raum schafft.

Die neue Heizung benötigt für ihren Warmwasserteil keinerlei Strom, da der Warmwasserkreislauf nach dem Wasserschwerkraftsprinzip auch ohne Pumpe arbeitet. Da Wasser ein besserer Wärmeträger als Luft ist, lassen sich lange Rohrverbindungen realisieren. Im Vergleich zu Luft kühlt sich Wasser kaum ab, so daß nach der Aufheizphase die Heizung auf einer geringen Betriebsstufe gefahren werden kann. Auf diese Weise ergeben sich Einspareffekte bei der Primärenergie Gas. Damit kann die erfindungsgemäße Heizung sehr lange autark betrieben werden. Zudem ist die Heizung weitgehend wartungsfrei und bietet damit einen Komfort, wie er in modernen Wohnräumen üblich ist. Die Warmwasserheizung arbeitet außerdem geräuschfrei.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung sind mehrere Radiatoren an einer Zulaufleitung angeschlossen und über eine gemeinsame Rücklaufleitung mit dem Behälter verbunden. Diese Ausgestaltung läßt eine Verteilung der Radiatoren in verschiedene Räume des Caravans oder des Wohnmobils bzw. des Bootes zu.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Abgasrohr durch die Öffnung des Behälters hindurchgeführt. Hierdurch ist eine besonders einfache Nachrüstung der Heizung möglich.

Eine vorteilhafte Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen Heizung sieht vor, daß der Behälter einen Heizwasserteil und einen Brauchwasserteil hat, die voneinander getrennt sind. Das Abgasrohr ist bei dieser Ausgestaltung zwischem dem Heizwasser-

teil und dem Brauchwasserteil angeordnet, so daß sowohl das zum Beheizen des Raumes notwendige Wasser als auch das einer Verbrauchsstelle, beispielsweise einem Waschbecken oder einer Dusche zugeführte Brauchwasser aufgeheizt wird. Aus dieser Weiterentwicklung ergibt sich der Vorteil, daß die Abgase des Verbrennungsprozesses zur Erwärmung der Luft nicht nur für die Aufheizung des Heizwassers, sondern auch für die Aufheizung des Brauchwassers genutzt wird. Demzufolge kann über die in einem Caravan oder einem Wohnmobil bzw. einem Boot angeordnete Luftheizung auch das Brauchwasser erwärmt werden, ohne daß eine zusätzliche, mit einem Brennstoff oder elektrisch betriebene Wasserheizvorrichtung notwendig ist.

Der Brauchwasserteil des Behälters wird in vorteilhafter Weise über eine Schlauchleitung mit einem einen Einfüllstutzen aufweisenden Tank verbunden. Aus diesem zumeist außen am Wohnmobil bzw. Caravan angeordneten Vorratstank wird das Brauchwasser mittels einer Pumpe in den Brauchwasserteil gefördert. Um kontinuierlich aufgeheiztes Wasser bereitzustellen, kann die Pumpe beispielsweise über einen Schwimmer gesteuert werden, der die Pumpe bei Erreichen eines unteren Wasserstandniveaus automatisch einschaltet.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß zur Erwärmung des Inhalts des Tanks dieser mit einer Schlauch- oder Rohrleitung versehen ist, die an die Zulaufleitung angeschlossen ist. Durch diese Ausgestaltung wird das Einfrieren des im Tank vorhandenen Wassers verhindert.

Es ist vorteilhaft, wenn die Radiatoren und/oder die Schlauchoder Rohrleitung einzeln abschieberbar sind. Hierdurch können einzelne Räume, wie beispielsweise der Schlafbereich, von der

Heizung abgetrennt werden, so daß die Heizleistung vornehmlich für andere Bereiche, wie beispielsweise den Wohnbereich oder den Sanitärbereich genutzt wird. Ferner wird die Beheizung des Tanks und des Einfüllstutzens nur dann zugeschaltet, wenn dies notwendig ist.

Die Radiatoren weisen vorzugsweise eine Rohrleitung auf, die S-förmig zwischen zwei miteinander verbundenen Kunststoffschalen verläuft. Durch den S-förmigen Verlauf der Rohrleitung wird ein ausreichender Wärmeaustausch zwischen der Rohrleitung und der diese umgebenden Luft erzielt. Die Kunststoffschalen erfüllen sowohl einen dekorativen als auch einen Sicherheitsaspekt, indem sie die Berührung mit der von heißem Wasser durchflossenen Rohrleitung verhindern. Die Radiatoren lassen sich großflächig hinter Rückenpolstern anordnen, wodurch dahinterliegende Panoramascheiben frei von Kondenswasser bleiben und eine freie Sicht nach außen ermöglichen. Bei einem Betrieb außerhalb der Heizperiode wird die Heizung mit einer geeigneten Isolationsplatte abgedeckt und das Rohrsystem abgesperrt, so daß die Heizung nur zur Brauchwassererzeugung betrieben werden kann.

Schließlich ist vorgesehen, daß die Radiatoren als wasserdurchflossene Kunststoffplatten ausgebildet sind, so daß sie auch als Fußboden- oder Sitzflächenheizung verwendbar sind. Diese Kunststoffplatten werden vorzugsweise unterhalb des Teppichbodens verlegt und sind aus einem trittfesten Kunststoff gefertigt.

Weitere Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Heizung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Heizung;
Fig. 2 eine Seitenansicht eines Radiators;
Fig. 3 eine Draufsicht auf den Radiator gemäß Fig. 2;

Fig. A eine Seitenansicht eines einen Heizwasserteil und einen Brauchwasserteil aufweisenden Behälters und

Fig. 5 eine Draufsicht auf den Behälter gemäß Fig. A.

Eine Brennkammer 1 wird über eine Brennstoffzufuhrleitung mit einem gasförmigen Brennstoff versorgt. In der Brennkammer 1 wird der Brennstoff verbrannt und die die Brennkammer 1 umgebende Luft einer Heizkammer 2 mit der bei der Verbrennung entstehenden Wärme aufgeheizt. Die in der Heizkammer 2 aufgeheizte Luft wird über ein System von Warmluftleitungen 2a an den zu beheizenden Raum abgegeben. In der Fig. 1 ist die Abgabe der aufgeheizten Luft schematisch durch den Pfeil 3 dargestellt.

Die bei der Verbrennung des Brennstoffes in der Brennkammer 1 entstehenden Abgase werden über ein Abgasrohr A abgeleitet. Das Abgasrohr A ist an der Brennkammer 1 angeschlossen und durch eine Öffnung 5 eines Behälters 6 geführt, wie die Figuren A und 5 erkennen lassen.

Wie insbesondere aus den Figuren A und 5 zu erkennen ist, besteht der Behälter 6 aus einem Heizwasserteil 7 und einem Brauchwasserteil 8. Sowohl das Heizwasserteil 7 als auch das Brauchwasserteil 8 weisen jeweils einen Einfüllstutzen 9 auf, über die Wasser in den Behälter 6 eingefüllt wird. Ferner weist sowohl der Heizwasserteil 7 als auch der Brauchwasserteil 8 eine Füllstandanzeige 10 auf. Der Brauchwasserteil 8 hat ein Thermometer 11 zur Messung der Wassertemperatur.

Der Heizwasserteil 7 und der Brauchwasserteil 8 sind im wesentlichen quaderförmig ausgebildet, wobei eine Seitenwand 12 des Heizwasserteils 7 an einer Seitenwand 13 des Brauchwasserteils 8 anliegt. Die Seitenwände 12, 13 haben jeweils eine halbkreisförmige Ausnehmung IA, die gegenüberliegend angeordnet sind und die die Öffnung 5 bilden, durch die das Abgasrohr A geführt ist, so daß sich insgesamt eine große Wärmeübertragungsfläche zwischen Abgasrohr A und Behälter 6 ergibt.

Der Heizwasserteil 7 weist einen Anschluß 15 auf, an den eine Zulaufleitung 16 angeschlossen ist. In der Zulaufleitung 16 sind mehrere T-förmige Abzweigstücke 17 angeordnet, an die jeweils ein Radiator 19 angeschlossen ist. Zwischen den Radiatoren 19 und den Abzweigstücken 17 ist jeweils ein Absperrventil 18 angeordnet.

Wie insbesondere aus den Figuren 2 und 3 zu erkennen ist, weist jeder Radiator 19 ein S-förmig gebogenes Rohr 20 auf, welches zwischen zwei Kunststoffschalen 21 verläuft. Das Rohr 20 besteht vorzugsweise aus Kupfer und die Kunststoffschalen 21 aus einem hitzebeständigen Kunststoff.

Die Kunststoffschalen 21 sind derart zueinander angeordnet, daß sowohl an den Längs- als auch an den Breitseiten Öffnungen sind, durch die Luft strömen kann, welche bei Kontakt mit dem das heiße Wasser führenden Rohr 20 erwärmt wird. Zwischen den Kunststoffschalen 21 sind zwei Verschraubungen 22 angeordnet.

Die Radiatoren 19 sind ausgangsseitig an eine Rücklaufleitung 23 angeschlossen, welche mit einem Anschluß 24 des Heizwasserteils 7 verbunden ist. In der Fig. 1 sind Pfeile 25 dargestellt, die die Fließrichtung des aufgeheizten Wassers vom Heizwasserteil 7 durch die Radiatoren 19 zurück zum Heizwasserteil 7 zeigen.

Der Brauchwasserteil 8 des Behälters 6 ist über eine Schlauchleitung 26, in die eine Pumpe 27 geschaltet ist, mit einem Tank 28 verbunden. Der Tank 28 ist vorzugsweise außerhalb des Fahrzeuges angeordnet und über einen Einfüllstutzen 29 befüllbar.

Der Brauchwasserteil 8 weist ferner einen Anschluß 30 auf, der über eine Pumpe 31 und eine Schlauchleitung 32 mit einer Entnahmestelle 33, beispielsweise einer Waschbeckenarmatur oder einem Duschkopf verbunden ist.

Der Einfüllstutzen 29 ist mit einer Schlauchleitung 34 umwickelt, die über ein T-förmiges Abzweigstück 17 und ein Absperrventil 18 an die Zulaufleitung 16 angeschlossen ist. Das zweite Ende der Schlauchleitung 34 ist über ein weiteres T-förmiges Abzweigstück 17 an der Rücklaufleitung 23 angeschlossen.

Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform sind die Radiatoren 19 als flache, wasserdurchflossene Kunststoffplatten ausgebildet, die vorzugsweise unter einem Boden, einem Teppichboden oder Sitzflächen angeordnet werden und aus einem trittfesten Kunststoff bestehen.

Die Funktionsweise der Heizung ist wie folgt:

In der Brennkammer 1 wird ein über die Brennstoffzufuhrleitung 2 zugeführtes Gas verbrannt. Durch die bei der Verbrennung entstehende Wärmeenergie wird die die Brennkammer 1 umgebende Luft in der Heizkammer 2 erwärmt und entweder durch den Auftrieb der warmen Luft oder durch ein in Fig. 1 dargestelltes Gebläse in den zu beheizenden Raum gefördert.

Die bei der Verbrennung entstehenden Abgase werden über das Abgasrohr 4, welches durch den Behälter 6 hindurchgeführt ist, nach außen geleitet. Das in den Heizwasserteil 7 über den Stutzen 9 eingefüllte Wasser wird durch die Wärmeübertragung zwischen dem heißen Abgas und dem Heizwasserteil 7 erwärmt. Das erwärmte Wasser gelangt dann infolge des Wasserschwerkraftsprinzips, d. h. der unterschiedlichen, temperaturabhängigen Wasserdichte, über die Zufuhrleitung 16 zu den Radiatoren 19, die an die Zufuhrleitung 19 angeschlossen sind. Diese Radiatoren 19 sind einzeln über Absperrventile 18 ab- oder zuschaltbar.

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Über die Rohre 20 der Radiatoren 19 wird die sich zwischen den Kunststoffschalen 21 befindene Luft erwärmt. Diese Luft steigt auf, so daß kühle Luft zwischen die Kunststoffschalen 21 strömt und wiederum über den Wärmeaustausch über das Rohr 20 erwärmt wird. Das Wasser wird nach Verlassen der Radiatoren 19 über eine Rücklaufleitung 23 dem Heizwasserteil 7 zugeführt, wo es erneut aufgeheizt wird.

Der Brauchwasserteil 8 des Behälters 6 wird über die Pumpe 27 und die Schlauchleitung 26 aus dem Tank 28 befüllt. Die Pumpe 27 wird dabei über einen nicht dargestellten, im Brauchwasserteil 8 angeordneten Schwimmer gesteuert, der die Pumpe 27 bei Erreichen eines unteren Wasserstandes einschaltet. Über die Schlauchleitung 34, die beim Ausführungsbeispiel um den Einfüllstutzen 29 gewickelt ist, wird erwärmtes Wasser aus dem Heizwasserteil 7 zugeführt, das ein Einfrieren des im Tank 28 eingefüllten Wassers verhindert.

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Be &zgr; ugszeiche &eegr; 1 i st e

1	Brennkammer
2	Heizkammer
2a	Warmluftleitung
3	Pfeil
4	Abgasrohr
5	Öffnung
6	Behälter
7	Heizwasserteil
8	Brauchwasserteil
9	Einfüllstutzen
10	Füllstandanzeige
11	Thermometer
12	Seitenwand
13	Seitenwand
14	Ausnehmung
15	Anschluß
16	Zulaufleitung
17	Abzweigstück
18	Absperrventil
19	Radiator
20	Rohr
21	Kunststoffschale
22	Verschraubung
23	Rücklaufleitung
24	Anschluß
25	Pfeil

26	Schlauchleitung
27	Pumpe
28	Tank
29	Einfüllstutzen
30	Anschluß
31	Pumpe
32	Schlauchleitung
33	Entnahmestelle
34	Schlauchleitung

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Claims (10)

- 12 - Ansprüche

1. Heizung, insbesondere für Fahrzeuge, wie Caravans, Wohnmobile und Boote, sowie für Wochenendhäuser, mit einer geschlossenen, in einem Abgasrohr mündenden Brennkammer, die durch offene Flammen eines mittels festem, flüssigem oder gasförmigem Brennstoff erzeugten Brenngases beheizt ist und die die Wärmeenergie an die sich in einer Heizkammer einer Warmluftlheizung befindende Luft abgibt,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Heizung einen Behälter (6) zur Erwärmung von Wasser aufweist, der mit einer vorzugsweise rohrförmigen Öffnung (5) versehen ist, durch die hindurch das Brenngas geführt ist, und mit dem mindestens ein Wärmetauscher, vorzugsweise ein Radiator (19), über Rohr- und/oder Schlauchleitungen (16, 23) verbunden ist.

2. Heizung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Radiatoren (19) an einer Zulaufleitung (16) angeschlossen und über eine Rücklaufleitung (23) mit dem Behälter (6) verbunden sind.

3. Heizung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgasrohr (A) durch die Öffnung (5) des Behälters (6) hindurchgeführt ist.

4. Heizung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (6) einen Heizwasserteil (7) und einen Brauchwasserteil (8) hat, die voneinander getrennt sind, und daß das Abgasrohr (A) zwischem dem Heizwasserteil (7) und dem Brauchwasserteil (8) angeordnet ist.

5. Heizung nach Anspruch A, dadurch gekennzeichnet, daß der Brauchwasserteil (8) über eine Schlauchleitung (26) mit

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einem, einen Einfüllstutzen (29) aufweisenden Tank (28) verbunden ist.

6. Heizung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erwärmung des Inhalts des Tankes (28) dieser mit einer Schlauch- oder Rohrleitung (34) versehen ist, die an die Zulaufleitung (16) angeschlossen ist.

7. Heizung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlauch- oder Rohrleitung (3A) den Einfüllstutzen (29) des Tankes (28) umgibt.

8. Heizung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Radiatoren (19) und/oder die Schlauch- oder Rohrleitung (3A) einzeln abschieberbar sind.

9. Heizung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Radiatoren (19) ein Rohr (20) aufweisen, das S-förmig zwischen zwei miteinander verbundenen Kunststoffschalen (21) verläuft.

10. Heizung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Radiatoren (19) als wasserdurchflossene Kunststoffplatten ausgebildet sind.

W/WK/CH/mg