Rekuperator für Herde, Öfen und/oder offene Kamine für Wohnzwecke

Abstract

 Es wird ein Rekuperator zur Ausnutzung der Rauchgaswärme bei Herden, Öfen und/oder offenen Kaminen für Wohnzwecke beschrieben. Hierbei weist dieser eine Lufteinlaßkammer (1), ein Gebläse, eine Luftaustrittskammer (3) und wenigstens ein die Lufteinlaßkammer mit der Luftauslaßkammer verbindendes Wärmeaustauschrohr (4) auf, das zur Durchführung eines Wärmeaustausches zwischen der in diesem Rohr strömenden kalten Luft und den heißen Rauchgasen der Feuerung dient. Eine andere Ausführungsform besitzt ein Gebläse zur Einführung von kalter Luft in ein Luftströmungsrohr (3'), das eine Lufteintrittsöffnung (5') und eine Luftaustrittsöffnung (6') besitzt und wenigstens teilweise sich über die Länge eines Rauchgasrohres (2') erstreckt und dieses mit Abstand umgibt. Durch Kontakte der in dem Luftströmungsrohr strömendem kalten Luft mit der heißen Außenfläche des Rauchgasrohres findet somit ein Wärmeaustausch zwischen dem Rauchgas und der kalten Luft statt.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rekuperator zur Ausnutzung der Rauchgaswärme bei _Herden, öfen und/oder offenen Kaminen für Wohnzwecke.

[0002] Herde, Öfen und/oder offene Kamine werden auch heute noch zur Beheizung von Wohnräumen, beispielsweise in Wohnhäusern, Ferienwohnungen, Wochenendhäusern oder Jagdhütten benutzt. Bei einer derartigen Heizung wird ein Großteil der durch das Feuer entstandenen Wärme nutzlos durch den Schornstein abgeführt. Bei einem offenen Kamin werden beispielsweise 80 - 90% der durch das Feuer entstandenen Wärme nutzlos durch den Schornstein abgeführt. Es sind Vorrichtungen bekannt, um den Wirkungsgrad bei einem offenen Kamin zu verbessern.

[0003] üblicherweise weisen derartigebekannte Vorrichtungen Metallkassetten auf, die in Seitenwänden und/oder der Bodenplatte des offenen Kamins angeordnet sind und deren Oberflächen jeweils in Kontakt mit dem Feuer bzw. der Glut stehen. Hierbei werden die dem offenen Feuer zugewandten Flächen der Kassette durch die Strahlungswärme des Feuers bzw. durch Kontakt mit dem Feuer erwärmt. Durch Kontakt mit diesen heißen Kassettenflächen wird die am Sockel des Kamins eintretende kalte Zuluft erhitzt, die dann als aufgeheizte Warmluft aus oberen Austrittsöffnungen der Kassetten ausströmt. Derartige Vorrichtung arbeiten somit nach dem Konvektionsprinzip und erfordern teure Bauteile, da diese den hohen Temperaturen von etwa 1200° C - 1500° C und den korrosiven Einflüssen des Feuers widerstehen müssen.

[0004] Ebenfalls nach dem Konvektionsprinzip arbeiten Vorrichtungen, bei denen das Rauchgasabzugsrohr durch einen großvolumigen, mit Strahlungsfolien ausgekleideten, oberhalb der Feuerung angeordneten Luftraum geführt wird. Eine derartige Anordnung erfordert beispielsweise ein Luftraumvolumen von etwa 1 m³, um mit einem vertretbaren Wirkungsgrad die in dem Abgas enthaltene Wärme auf die in diesen Luftraum eintretende kalte Zuluft zu übertragen.

[0005] Weiterhin ist es zur Verbesserung des Wirkungsgrades eines offenen Kamins bekannt, seine hintere Wand, seine Außenflächen oder seine innenliegenden Seitenwände mit besonders ausgebildeten Keramik- oder Metallplatten auszukleiden, um so den von der Feuerung abgegebenen Strahlungswärmeanteil zu erhöhen bzw. die Wärme besser zu speichern. Eine derartige Auskleidung verbessert jedoch den Wirkungsgrad des offenen Kamins nur geringfügig.

[0006] Die nur bei offenen Kaminen bekannten Vorrichtungen zur Verbesserung des Wirkungsgrades weisen den Nachteil auf, daß sie in ihrer Wirksamkeit eingeschränkt sind, eine großvolumige Bauweise aufweisen und/oder teure Bauteile erfordern.

[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rekuperator der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die den Wirkungsgrad eines Herdes, Ofens oder eines offenen Kamins verbessert und eine mit preiswerten Bauteilen zu realisierende kompakte Bauweise aufweist, so daß sie einfach entweder direkt oder auch nachträglich ohne große baulichen Änderungen eingebaut werden kann.

[0008] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Rekuperator mit den kennzeichnenden Merkmalen der Patentansprüche 1 und 11 gelöst.

[0009] Der erfindungsgemäßausgebildete Rekuperator basiert auf dem Grundgedanken, den heißen Rauchgasen einen Großteil ihrer Wärme durch wenigstens ein mit einer Lufteinlaßkammer und einer Luftaustrittskammer verbundenes Wärmeaustauschrohr zu entziehen, deren Außenflächen mit den Rauchgasen und deren Innenflächen mit der durch ein Gebläse zwangsweise zugeführten kalten Frischluft jeweils in Kontakt stehen. Hierbei wird über die Wand des Wärmeaustauschrohres und über die Gehäuse der beiden Kammern die in den Rauchgasen enthaltene Wärme auf die in diesem Rohr bzw. in diesen Kammern strömende Luft übertragen. Der bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Rekuperator durch das Gebläse verursachte hohe Luftdurchlaß und die hohen Temperaturen der Rauchgase ermöglichen eine kompakte Bauweise. Da der Rekuperator nicht mit dem in Vergleich zum Rauchgas wesentlich heißeren Feuer und/oder der Glut in Kontakt stehen, können hierfür im Vergleich zu den bekannten Kassetten wesentlich preiswertere und nicht so widerstandsfähige Materialien eingesetzt werden.

[0010] Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß der Rekuperator eine Vielzahl von Wärmeaustauschrohren aufweist, die quer zur Rauchgasströmungsrichtung angeordnet sind. Dies bewirkt eine wesentliche Vergrößerung der Wärmeübertragungsflächen, so daß hierdurch der Wirkungsgrad des Rekuperators erheblich verbessert wird. Bei einer derartigen Ausführungsform ist jedoch besonders darauf zu achten, daß der durch den Strömungswiderstand der Vielzahl der Wärmeaustauschrohre hervorgerufene Druckverlust des Rauchgasabzuges so gering ist, daß die Rauchgase der Feuerung noch unbehindert abgeführt werden. Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, daß die Wärmeaustauschrohre einen Mittenabstand von etwa 40 - 80 mm, abhängig von dem jeweiligen Durchmesser, der zwischen etwa 30 - 60 mm liegt, aufweisen. üblicherweise besitzt ein derartiges Wärmeaustauschrohr eine Wandstärke von etwa 1,5 mm - 4,0 mm und besteht aus einem üblichen, dem mit dieser Problematik vertrauten Fachmann bekannten, unlegierten Stahl.

[0011] Eine spezielle Ausführungsform des erfindungsgemäß ausgebildeten Rekuperators, der besonders für den nachträglichen Einbau in einen bereits vorhandenen Herd, Ofen oder offenen Kamin geeignet ist, besteht aus einer Grundplatte und einer darin vorgesehenen rechteckigen Rauchgasöffnung. Oberhalb dieser Rauchgasöffnung sind wenigstens zwei Wärmeaustauschrohre angeordnet, die eine Lufteinlaßkammer mit einer diametral gegenüberliegenden Luftumlenkkammer und diese mit einer Luftaustrittskammer verbinden, wobei die Luftaustrittskammer in einem Abschnitt der Lufteinlaßkammer angeordnet ist und alle drei Kammern auf dieser Grundplatte befestigt sind. Ein vor der Lufteinlaßkammer befindliches Gebläse, das in diesem Ausführungsbeispiel ein Ventilator ist, fördert die Zuluft mit einer Durchflußmenge von etwa 150 - 400 m'/h, wobei diese durch die Lufteintrittskammer und das erste Wärmeaustauschrohr in die Luftumlenkkammer und von dort durch das zweite Austauschrohr in die Luftaustrittskammer strömt.

[0012] Abhängig von der Anzahl der Umlenkungen der Luftströmung weist der erfindungsgemäß ausgebildete Rekuperator eine entsprechende Anzahl von Luftumlenkkammern auf. üblicherweise wird mit ein bis drei Luftumlenkungen gearbeitet, was zur Folge hat, daß ein bis drei Luftumlenkkammern vorgesehen sind. Ebenso ist es möglich, daß mehrere Wärmeaustauschrohre von der Lufteinlaßkammer in die Luftumlenkkammer führen und von dort weitere Wärmeaustauschrohre in die Luftaustrittskammer gehen.

[0013] Bei einem nachträglichen Einbau in einen bereits vorhandenen Herd, Ofen oder offenen Kamin ist es lediglich notwendig, die Grundplatte an die Rauchgasöffnung anzupassen und dort zu befestigen sowie den Ventilator an Strom anzuschließen. Mit einer derartig einfach zu installierenden Ausführungsform, die beispielsweise nur eine Höhe von 110 mm und eine für Rauchgasabzüge übliche Breite sowie Tiefe aufweist, kann der Hauptteil der Wärmeenergie dem Rauchgas entzogen werden. Hierbei wird der Rekuperator derart ausgebildet, daß die Temperatur der aufgeheizten Zuluft einen Wert von etwa 150° C nicht übersteigt.

[0014] Wird der erfindungsgemäß ausgebildete Rekuperator zusammen mit einem Ofen, Herd oder einem offenen Kamin betrieben, der eine beispielsweise durch eine Glasplatte oder eine Gußplatte zu verschließende Feuerungs- öffnung aufweist, so empfiehlt es sich, als taterial für die Wärmeaustauschrohre und die -kammern einen legierten, zunderbeständigen Stahl zu verwenden, da hierbei,bedingt durch den verschlossenen Brennraum, die Abgastemperaturen wesentlich höher liegen können.

[0015] Ein Rekuperator gemäß einer weiteren Ausführungsform basiert auf dem Grundgedanken, ein zum Abführen von heißen Rauchgasen aus dem Verbrennungsraum verwendetes Rauchgasrohr mit einem Luftströmungsrohr derart zu umgeben, daß zwischen dem Rauchgasrohr und dem Luftströmungsrohr ein zylindrischer Hohlraum ausgebildet wird. Hierbei weist das Luftströmungsrohr in einem unteren und einem oberen Abschnitt jeweils eine Öffnung auf, die zum Zuführen bzw. Abführen der durch ein Gebläse zwangsumgewälzten Luft dienen. Durch Kontakt der in das Luftströmungsrohr eintretenden kalten Luft mit den heißen Flächen des Rauchgasrohres wird die in dem Rauchgas enthaltene thermische Energie auf die kalte Luft übertragen, so daß diese während des Strömens durch den zylindrischen Hohlraum aufgeheizt wird und als heiße Luft das Luftströmungsrohr verläßt. Ein derartiger Wärmeaustausch zwischen den heißen Rauchgasen und der kalten Luft kann allgemein bei allen Heizvorrichtungen durchgeführt werden, die ein entsprechendes Rauchgasrohr besitzen, wie beispielsweise bei Herden, Ofen oder offenen Kaminen.

[0016] Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäß ausgebildeten Rekuperators weist das Rauchgasrohr Luftleiteinrichtungen auf, die derart angeordnet und ausgebildet sind, daß sie zur Verbesserung des Wärmeaustausches die durch die Lufteintrittsöffnung einströmende Luft über die gesamte Außenfläche des heißen Rauchgasrohres führen. Vorzugsweise bestehen derartige Luftleiteinrichtungen aus Blechen, die spiralförmig auf der Außenfläche des Rauchgasrohres angebracht sind und sich zwischen dem Luftströmungsrohr und dem Rauchgasrohr vollständig erstrecken. Eine derartige Anordnung bewirkt, daß die Strömungsgeschwindigkeit der eintretenden kalten Luft vergrößert und somit der Wärmeaustausch zwischen den heißen Rauchgasen und der kalten Luft verbessert wird. Was die Steigung der spiralförmigen Luftleiteinrichtungen anbetrifft, so ist anzumerken, daß sich hierfür ein Bereich zwischen etwa 15° - 70° als besonders geeignet erwiesen hat. So kann beispielsweise mit einer solehen, in spiralförmigen Bahnen um das Rauchgasrohr geführten Luft die in dem Rauchgas enthaltene thermische Energie ,mit einem Wirkungsgrad von etwa 85 t auf die kalte, in den Rekuperator einströmende Luft übertragen werden. Ein derartig hoher Wirkungsgrad des neuerungsgemäß ausgebildeten Rekuperators wird darauf zurückgeführt, daß mit Abnahme der Steigung der Luftleiteinrichtungen die kalte Luft nicht mehr im Gleich- bzw. Gegenstrom sondern zunehmend im Kreuzstrom zum Rauchgas strömt.

[0017] Abhängig von bestimmten Ausführungsformen des erfindungsgemäß ausgebildeten Rekuperators sind vier verschiedene Luftführungen der kalten und der durch Kontakt mit der Außenfläche des Rauchgasrohres aufgeheizten Luft möglich. Eine erste Ausführungsform sieht vor, daß die kalte Luft aus dem selben Raum entnommen wird, in den die aufgeheizte Luft abgeführt wird. Bei einer zweiten Möglichkeit wird die kalte Luft dem Rekuperator aus einem Nachbarraum oder aus dem Freien über ein entsprechendes Rohrsystem zugeführt und die aufgeheizte Luft in den beispielsweise durch einen Herd, Ofen und/oder offenen Kamin beheizten Raum eingeleitet. Eine solche Luftführung weist zusätzlich den Vorteil auf, daß sie eine ständige Zufuhr von durch den Rekuperator erwärmter Frischluft ermöglicht. Eine derartige Ausführungsform bietet sich vorzugsweise für Gaststätten oder Konferenzräume an, da üblicherweise hierfür hohe Frischluftmengen benötigt werden. Eine weitere Ausgestaltung verwendet die gleiche Zuführung der kalten Luft, leitet jedoch die durch den Rekuperator aufgewärmte Luft in weitere, andere Räume, während bei einer vierten Ausführungsform die kalte Zuluft dem durch den Ofen, Herd und/oder offenen Kamin beheizten Raum en tnommen wird und die aufgeheizte Luft über entsprechende Rohrsysteme zur Beheizung von anderen Räumen dient. Bei einer solchen Luftführung können somit auch Nachbarräume beheizt werden, ohne daß diese über eine entsprechende Heizvorrichtung verfügen. Die beiden zuletzt genannten Ausführungsformen des erfindungsgemäß ausgebildeten Rekuperators bieten sich beispielsweise für Ferien- oder Wochenendhäuser an, da bei diesen vielfach nur im Hauptwohnraum ein Herd, Ofen oder offener Kamin vorhanden ist.

[0018] Zur Verbesserung des Wirkungsgrades des erfindungsgemäß ausgebildeten Rekuperators weist eine spezielle Ausführungsform in einem oberen Abschnitt des Rauchgasrohres einen Einsatz auf, der beispielsweise als zylindrischer, einseitig offener und an seinem unteren Ende konisch zulaufender Körper ausgebildet ist. Der in bezug auf die Längsachse des Rauchgasrohres symmetrisch angeordnete Einsatz bewirkt eine Querschnittsverengung des Rauchgasrohres, was zur Folge hat, daß die hierin strömenden Rauchgase in Richtung der Innenfläche des Rauchgasrohres abgelenkt werden und somit diese besonders gut aufheizen. Um die Menge des in Richtung der Innenfläche abgelenkten Rauchgases zu regeln, bietet es sich an, z. B. in der-Bodenfläche des Einsatzes einen Schieber vorzusehen, der zwischen einer geschlossenen und einer offenen Stellung beliebig einstellbar ist. Ein derartiger Schieber ermöglicht eine indirekte Reglung der Temperatur der aufgeheizten Luft, da mit zunehmendem Schließen des Schiebers auch die Menge der abgelenkten Rauchgase zunimmt, was zu einer Temperaturerhöhung des entsprechenden Absehnittes des Rauchgasrohres und somit auch zu einer Temperaturerhöhung der hieran vorbeiströmenden Luft führt.

[0019] Was das Material des erfindungsgemäß ausgebildeten Rekuperators anbetrifft, so empfiehlt es sich, abhängig von der Temperatur des Rauchgases unlegierte oder legierte Stahlsorten zu verwenden, die ggf. zunderbeständig sind. Insbesondere bei hohen Rauchgastemperaturen, die bis etwa 1000° C betragen können, haben sich legierte Chrom-Nickel-Stähle hervorragend bewährt.

[0020] Bei einer üblichen Ausführungsform des erfindungsausgebildeten Rekuperators weist das Luftströmungsrohr eine Wandstärke von etwa 2 mm, eine Länge von etwa 100 cm und einen Durchmesser von etwa 45 cm auf, während das Rauchgasrohr hierbei einen Durchmesser von etwa 40 cm bositzt. Fornor ist bei einer derartigen Ausführungsform der obere und untere Abschnitt des Luftströmungsrohrs zylindrisch auf einen Durchmesser von etwa 55 cm erweitert, um ein besseres Einströmen bzw. Ausströmen der zugeführten Luft zu ermöglichen.

[0021] Was das Gebläse anbetrifft, so können hierfür übliche Saug- oder Druckgebläse eingesetzt werden. Ist jedoch ein Sauggebläse derart angeordnet, daß es direkt mit der durch den erfindungsgemäß ausgebildeten Rekuperator aufgeheizten Luft in Kontakt kommt, so empfiehlt es sich, daß die mit der heißen Luft in Berührung kommenden Gebläsebauteile aus einem temperaturbeständigen Material bestehen. Vorzugsweise wird jedoch ein Ventilator verwendet, der entweder direkt oder über entsprechende Rohrsysteme die kalte Luft in die Lufteintrittsöffnung einführt.

[0022] Weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäß ausgebildeten Rekuperators sind in den Unteransprüchen angegeben.

[0023] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Figur 1 einen Horizontalschnitt einer ersten Ausführungsform eines Rekuperators mit einfacher Umlenkung;

Figur 2 eine Vorderansicht eines offenen Kamins, die die in Figur 1 dargestellte Ausführungsform im eingebauten Zustand zeigt;

Figur 3 eine perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines Rekuperators; und

Figur 4 eine schematische Darstellung der verschiedenen Luftführungsmöglichkeiten beim Rekuperator der Figur 3.

[0024] Die in Figur 1 dargestellte Ausführungsform weist eine Grundplatte 6 auf, auf der jeweils eine Lufteinlaßkammer 1, eine Luftaustrittskammer 3 und eine Luftumlenkkammer 8 befestigt sind. Ferner besitzt die Grundplatte 6 eine Rauchgasöffnung 7, wobei mit 4 bezeichnete Wärmeaustauschrohre über dieser Öffnung angeordnet sind. Ein mit 12 bezeichneter Abschnitt der Grundplatte dient zur Lagerung eines nicht dargestellten Ventilators.

[0025] Der in Figur 1 dargestellte Rekuperator funktioniert in folgender Weise:

In Pfeilrichtung 20 wird die zu heizende Zuluft durch das nicht dargestellte Gebläse in die Lufteinlaßkammer 1 eingeführt, wobei die Luft in Pfeilrichtung 21 und 22 durch die mit der Lufteinlaßkammer verbundenen beiden hinteren Wärmeaustauschröhre 4 strömt. Hierbei wird diese Luft durch die in Pfeilrichtung 5 strömenden Rauchgase erwärmt und tritt in Richtung der mit 23 und 24 bezeichneten Pfeile aus den Wärmeaustauschrohren aus und in dis Luftumlenkkammer 0 ein. Hier wird diess nach vorne transportiert und tritt in Richtung der Pfeile 25 und 26 in die beiden vorderen Wärmeaustauschrohre ein, wo sie durch die von außen an diesen beiden Rohren vorbeiströmenden Rauchgase weiter aufgeheizt wird, bis sie an den mit 28 und 29 bezeichneten Stellen die vorderen Wärmeaustauschrohre verläßt und in Pfeilrichtung 27 aus der Luftaustrittskammer 3 austritt.

[0026] Ein in Figur 2 dargestellter Rekuperator 9 ist im oberen Abschnitt eines offenen Kamins 10 durch nicht gezeigte Schrauben befestigt. Hierbei wird die kalte Zuluft durch einen Ventilator 2 seitlich in Pfeilrichtung 20 angesaugt, strömt durch den Rekuperator und verläßt diesen durch eine Luftaustrittskammer 3 in Pfeilrichtung 27. Durch die von einem Feuer 11 in Pfeilrichtung 5 aufsteigenden heißen Rauchgase wird die durch den Rekuperator 9 strömende Luft, wie vorstehend ausgeführt, erhitzt.

[0027] Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäß ausgebildeten Rekuperators ist dieser mit einer Steuereinrichtung versehen, die das Gebläse abhängig von der Rauchgastemperatur ein- und abschaltet. Vorzugsweise ist stromauf des Rekuperators ein Sensor angeordnet, der ein Signal zum Abschalten des Gebläses erzeugt, wenn die Rauchgastemperatur eine vorgegebene Temperatur, die beispielsweise etwa 160 - 180 °C beträgt, unterschreitet. Mit Hilfe einer derartigen Steuerung ist es möglich, ein Versotten des Kamines zu verhindern.

[0028] Darüberhinaus kann der erfindungsgemäß ausgebildete Rekuperator auch eine die Drehzahl des Gebläses regulierende Steuerung aufweisen. Hierbei ist ebenfalls stromauf des Rekuperators ein Sensor angeordnet, der abhängig von der jeweiligen Temperatur des Rauchgases Signale zur Regulierung der Drehzahl des Gebläsemotors erzeugt.

[0029] Um eine unnötige Geräuschbelästigung bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Rekuperator durch das Gebläse zu vermeiden, empfiehlt es sich, hierfür geräuscharme Axial- bzw. Radialgebläse einzusetzten.

[0030] Der in Figur 3 gezeigte und mit 10' bezeichnete Rekuperator weist ein Rauchgasrohr 20' auf, durch das die bei einer Verbrennung in einem nicht gezeigten Ofen, Herd oder offenen Kamin entstandenen Rauchgase in Pfeilrichtung 9' geführt werden. Das Rauchgasrohr 20' wird von einem Luftströmungsrohr 3', das sich bei der dort dargestellten Ausführungsform über die gesamte Länge des Rauchgasrohres erstreckt, im Abstand umgeben. Das Luftströmungsrohr 3' weist in seinem unteren Abschnitt eine zylindrische Erweiterung 13' mit einer Lufteintrittsöffnung 5¹ und in seinem oberen Abschnitt eine zylindrische Erweiterung 14' mit einer Luftaustrittsöffnung 6' auf. Die Lufteintrittsöffnung 5' ist über ein gestrichelt dargestelltes Rohrsystem 15' mit einem schematisch gezeigten Gebäse 4' verbunden, während die dort dargestellte Ausführungsform an der Luftaustrittsöffnung 6' einen gestrichelt gezeichneten Stutzen 16' besitzt. In einem oberen Abschnitt des Rauchgasrohres 2' ist symmetrisch zu dessen Längsachse 17' ein zylindrischer, einseitig geschlossener Einsatz 10' vorgesehen, der einen konischen Abschnitt 12' an seinem unteren Ende und einen Schieber 11' in seiner Bodenfläche besitzt. In dem Hohlraum zwischen dem Luftströmungsrohr 3' und dem Rauchgasrohr 2' ist eine Vielzahl von Luftleiteinrichtungen 18' spiralförmig auf der Außenfläche des Rauchgasrohres 3' angeordnet, wobei diese bei der dort dargestellten Ausführungsform eine Steigung von etwa 20° aufweisen.

[0031] Die in Figur 3 dargestellte Ausführungsform funktioniert in folgender Weise:

Durch das Gebläse 4' wird über das Rohrsystem 15', die Lufteintrittsöffnung 5' und die zylindrische Erweiterung 13' dem Rekuperator ständig Luft zugeführt, die den durch die Luftleiteinrichtungen 18' spiral- . förmig ausgebildeten Hohlraum zwischen dem Rauchgasrohr 2' und dem Luftströmungsrohr 3' durchströmt und danach über die zylindrische Erweiterung 14', die Luftaustritts--öffnung 6' und den Stutzen 16' in Pfeilrichtung 3' ausgeblasen wird. Hierbei findet der Wärmeaustausch zwischen den in Pfeilrichtung 9' von einem nicht gezeigten Ofen, Herd oder offenen Kamin aufsteigenden heißen Rauchgasen und der in Pfeilrichtung 7' eintretenden kalten Luft statt. Zur Verbesserung des Wirkungsgrades des Rekuperators werden in einem oberen Abschnitt des Rauchgasrohres die bereits durch diesen Wärmeaustausch abgekühlten Rauchgase durch den Einsatz 10' in Richtung eines Abschnitts 20' des Rauchgasrohres 2' abgelenkt, wie dies durch die Pfeile 19' in Figur 3 zu entnehmen ist. Durch Betätigung des Schiebers 11' im Bodes des Einsatzes 10' kann die Menge des abgelenkten Rauchgases variiert werden.

[0032] In Figur 4 sind in einem schematischen Grundriß sechs Räume 25' - 30' eingezeichnet, wobei vier dieser Räume 25' - 28' jeweils eine Heizvorrichtung, wie z.B. einen Herd, Ofen oder offenen Kamin und einen damit verbundenen Rekuperator 21' - 24' aufweisen. Der in dem Raum 25' vorhandene Rekuperator weist einen Lufteintrittsstutzen 21a^l und einen Luftaustrittsstutzen 21b' auf, die jeweils in dem gleichen Raum 25' münden, so daß die kalte Luft aus dem Raum 25' über den Stutzen 21a' in den Rekuperator 21' eingeführt und die dort aufgeheizte warme Luft über den Stutzen 21b' in den gleichen Raum 25' eingeblasen wird. Der Rekuperator 22' weist ein Rohr 22a' zur Einführung von frischer, kalter Luft und einein Stutzen 22b' zur Abführung der aufgeheizten Luft in den Raum 26' auf, so daß bei einer derartigen Anordnung neben der Ausnutzung der Wärme des Rauchgases noch zusätzlich eine Belüftung des Raumes 26' stattfindet.

[0033] Ein entsprechendes Rohr 23a' weist der Rekuperator 23' auf, so daß diesem frische, kalte Luft zugeführt wird. Die durch den Rekuperator 23' aufgeheizte Luft wird über ein Rohrsystem 23b', 23c' und 23d' in die Räume 29' und 30' eingeführt, die somit beheizt und belüftet werden. Der im Raum 28' angeordnete Rekuperator weist einen Stutzen 24a' zur Einführung von kalter Luft und ein Rohrsystem 24b', 24c' und 24d' auf, wobei die Rohre 24c' und 24d' in die Räume 29' und 30' eingeführt sind. Eine derartige Anordnung ermöglicht somit ein zusätzliches Beheizen der Räume 29' und 30', ohne daß diese über eine sonstige Heizvorrichtung verfügen. Neben den in Figur 2 grundsätzlich dargestellten Luftführungen sind jedoch auch andere denkbar, wobei beispielsweise ein Teilstrom der zugeführten kalten Luft aus dem Freien und ein weiterer Teilstrom aus dem jeweiligen Raum entnommen wird. Analoges gilt naturgemäß auch für die durch den Rekuperator aufgeheizte warme Luft.

[0034] Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäß ausgebildeten Rekuperators ist dieser mit einer Steuereinrichtung versehen, die das Gebläse abhängig von der Rauchgastemperatur ein- und abschaltet. Vorzugsweise ist stromauf des Rekuperators ein Sensor angeordnet, der ein Signal zum Abschalten des Gebläses erzeugt, wenn die Rauchgastemperatur eine vorgegebene Temperatur, die beispielsweise etwa 160 - 180 °C beträgt, unterschreitet. Mit Hilfe einer derartigen Steuerung ist es möglich, ein Versotten des Kamines zu verhindern.

[0035] Darüberhinaus kann der erfindungsgemäß ausgebildete Rekuperator auch eine die Drehzahl des Gebläses regulierende Steuerung aufweisen. Hierbei ist ebenfalls stromauf des Rekuperators ein Sensor angeordnet, der abhängig von der jeweiligen Temperatur des Rauchgases Signale zur Regulierung der Drehzahl des Gebläsemotors erzeugt.

[0036] Um eine unnötige Geräuschbelästigung bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Rekuperator durch das Gebläse zu vermeiden, empfiehlt es sich, hierfür geräuscharme Axial- bzw. Radialgebläse einzusetzen.

[0037] Was die in den erfindungsgemäß ausgebildeten Rekuperator einströmende Luft anbetrifft, so ist anzumerken, daß diese sowohl im Gegen- als auch im Gleichstrom zum Rauchgas geführt werden kann, wobei die Luftleiteinrichtungen mit abnehmender Steigung zunehmend eine Kreuzgegen- bzw. Kreuzgleichströmung bewirken. Ferner verursachen die Luftleiteinrichtungen noch eine Erhöhung der Luftströmungsgeschwindigkeit sowie eine gleichmäßige Verteilung der in das Luftströmungsrohr eintretenden kalten Luft über die gesamte Außenfläche des Rauchgasrohres, so daß hierdurch der Wärmeaustausch zwischen den heißen Rauchgasen und der kalten Luft weiter verbessert wird.

Ansprüche

1. Rekuperator zur Ausnutzung der Rauehgaswärme bei Herden, Öfen und/oder offenen Kaminen für Wohnzwecke, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Lufteinlaßkammer (1) und ein Gebläse (2) zum Zuführen von Zuluft, eine Luftaustrittskammer (3) zum Abführen der aufgeheizten Luft und wenigstens ein die Lufteinlaßkammer (1) mit der Luftaustrittskammer (3) verbindendes Wärmeaustauschrohr (4) zur Durchführung eines Wärmeaustausches zwischen der im Rohr strömenden Luft und den Rauchgasen der Feuerung aufweist.

2. Rekuperator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Vielzahl von Wärmeaustauschrohren (4) umfaßt, die quer zur Rauchgasströmungsrichtung (5) angeordnet und derart ausgebildet sind, daß sie den natürlichen Kaminzug nicht beeinträchtigen.

3. Rekuperator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittenabstand der Wärmeaustauschrohre (4) 40 - 80 mm beträgt, daß die Wärmeaustauschrohre (4) einen Durchmesser von 30 - 60 mm aufweisen und eine Wandstärke von 1,5 - 4,0 mm besitzen.

4. Rekuperator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens eine Luftumlenkkammer (8) aufweist, die über wenigstens ein Wärmeaustauschrohr (4) mit der Lufteinlaßkammer (1) und über wenigstens ein weiteres Wärmeaustauschrohr (4) mit der Luftaustrittskammer (3) verbunden ist.

5. Rekuperator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Grundplatte (6), eine in der Grundplatte (6) vorgesehene Rauchgasöffnung (7) mit darüber angeordneten Wärmeaustauschrohren (4) und eine auf der Grundplatte (6) angeordnete Lufteinlaßkammer (1), Luftumlenkkammer (8) und Luftaustrittskammer (3) aufweist, wobei die Wärmeaustauschrohre (4) die Lufteinlaßkammer (1) und die Luftaustrittskammer (3) mit der Luftumlenkkammer (8) verbinden.

6. Rekuperator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftaustrittskammer (3) innerhalb der Lufteinlaßkammer (1) angeordnet ist.

7. Rekuperator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (2) vor der Lufteinlaßkammer (1) angeordnet und mit dieser direkt bzw. über ein Rohrsystem verbunden ist.

8. Rekuperator nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (2) innerhalb der Lufteinlaßkammer(1) angeordnet ist.

9. Rekuperator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er als Baueinheit zum direkten oder nachträglichen Einbau in den Rauchgasabzug eines Ofens, Herdes oder offenen Kamins für Wehnzwecke ausgebildet ist.

10. Rekuperator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (2) eine Steuereinrichtung zum automatischen Ein- und Abschalten desselben in Abhängigkeit von der Rauchgastemperatur aufweist und daß die Steuereinrichtung einen Sensor zur Erfassung der Rauchgastemperatur besitzt.

11. Rekuperator zur Ausnutzung der Rauchgaswärme von Herden, Öfen und/oder offenen Kaminen, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Rauchgasrohr (2') zum Abführen der Rauchgase, ein das Rauchgasrohr (2') mit Abstand umgebendes und sich wenigstens teilweise über dessen Länge erstreckendes Luftströmungsrohr (3') zum Führen von zu erwärmender Luft entlang der Außenfläche des Rauchgasrohres (2') aufweist, wobei das Luftströmungsrohr (3') eine Lufteintrittsöffnung (5') und eine Luftaustrittsöffnung (6') aufweist, und ein Gebläse (4') zur Zwangsumwälzung der Luft durch das Luftströmungsrohr (3') umfaßt.

12. Rekuperator nach Anspruch 11, daudrch gekennzeichnet, daß er Luftleiteinrichtungen (18') aufweist, die zwischen dem Rauchgasrohr (2') und dem Luftströmungsrohr (3') angeordnet sind.

13. Rekuperator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftleiteinrichtungen (18') als Bleche auf der Außenfläche des Rauchgasrohres (2') ausgebildet sind.

14. Rekuperator nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Luftleiteinrichtungen (18') spiralförmig über das Rauchgasrohr (2') erstrecken.

15. Rekuperator nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung der spiralförmigen Luftleiteinrichtungen (18') 15° - 70° und der Abstand zwischen dem Luftströmungsrohr (3') und dem Rauchgasrohr (2') 10 mm - 80 mm beträgt.

16. Rekuperator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteintrittsöffnung (5') und/oder die Luftaustrittsöffnung (6') einen Stutzen (16', 21a', 24a') aufweisen, der in die umgebende Atmosphäre mündet, und/oder an Rohrleitungssysteme (15', 22a', 23a', 23b', 24b', 24c' 24d') anschließbar sind.

17. Rekuperator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftströmungsrohr (3') in einem oberen und einem unteren Abschnitt eine zylindrische Erweiterung (13', 14') aufweist, wobei die Lufteintrittsöffnung (5') und die Luftaustrittsöffnung (6') in dieser Erweiterung angeordnet sind.

18. Rekuperator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er zum Ablenken der Rauchgase in Richtung der Innenfläche des Rauchgasrohres (2') einen innerhalb des Rauchgasrohres und in bezug auf dessen Längsachse (17') symmetrisch angeordneten Einsatz (10') aufweist, der als zylindrischer, einseitig geschlossener Körper ausgebildet ist, der einen konisch geformten Bodenabschnitt besitzt.

19. Rekuperator nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bodenfläche des Einsatzes (10') ein Schieber (11') zur Rauchgasregulierung angeordnet ist und daß sich der Einsatz (10') an einem oberen Abschnitt (20¹) des Rauchgasrohres (2') befindet.

20. Rekuperator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (2') eine Steuereinrichtung zum automatischen Ein- und Abschalten desselben in Abhängigkeit von der Rauchgastemperatur aufweist und daß die Steuereinrichtung eioen Sensor zur Erfassung der Rauchgastemperatur stromauf des Rekuperators besitzt.

Zeichnung